matlab入門教程

1、附錄AMATLAB工程應(yīng)用簡介一、MATLAB簡介1.MATLAB的概況MATLAB是矩陣實驗室（MatrixLabaty）之意。除具備卓越的數(shù)值計算能力外，它還提供了專業(yè)水平的符號計算，文字處理，可視化建模仿真和實時控制等功能。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達式與數(shù)學工程中常用的形式十分相似故用MATLAB來解算問題要比用CFTRAN等語言完相同的事情簡捷得多。MATLAB包括擁有數(shù)百個內(nèi)部函數(shù)的主包和三十幾種工具包(T

2、oolbox)。工具包又可以分為功能性工具包和學科工具包。功能工具包用來擴充MATLAB的符號計算可視化建模仿真文字處理及實時控制等功能.學科工具包是專業(yè)性比較強的工具包控制工具包信號處理工具包通信工具包等都屬于此類。開放性使MATLAB廣受用戶歡迎。除內(nèi)部函數(shù)外所有MATLAB主包文件和各種工具包都是可讀可修改的文件用戶通過對源程序的修改或加入自己編寫程序構(gòu)造新的專用工具包。2.MATLAB產(chǎn)生的歷史背景在70年代中期CleveMol

3、er博士和其同事在美國國家科學基金的資助下開發(fā)了調(diào)用EISPACK和LINPACK的FTRAN子程序庫。EISPACK是特征值求解的FOETRAN程序庫LINPACK是解線性方程的程序庫，在當時這兩個程序庫代表矩陣運算的最高水平。到70年代后期身為美國NewMexico大學計算機系系主任的CleveMoler在給學生講授線性代數(shù)課程時想教學生使用EISPACK和LINPACK程序庫但他發(fā)現(xiàn)學生用FTRAN編寫接口程序很費時間于是他開始自

4、己動手利用業(yè)余時間為學生編寫EISPACK和LINPACK的接口程序。CleveMoler給這個接口程序取名為MATLAB該名為矩陣(matrix)和實驗室(labotaty)兩個英文單詞的前三個字母的組合。在以后的數(shù)年里MATLAB在多所大學里作為教學輔助軟件使用并作為面向大眾的免費軟件廣為流傳。1983年春天CleveMoler到Stfd大學講學MATLAB深深地吸引了工程師JohnLittle，他敏銳地覺察到MATLAB在工程領(lǐng)域

5、的廣闊前景。同年他和CleveMolerSteveBangert一起用C語言開發(fā)了第二代專業(yè)版。這一代的MATLAB語言同時具備了數(shù)值計算和數(shù)據(jù)圖示化的功能。1984年CleveMoler和JohnLittle成立了MathWks公司正式把MATLAB推向市場并繼續(xù)進行MATLAB的研究和開發(fā)。在當今30多個數(shù)學類科技應(yīng)用軟件中就軟件數(shù)學處理的原始內(nèi)核而言可分為兩大類。一類是數(shù)值計算型軟件如MATLABXmathGauss等這類軟件長于

6、數(shù)值計算對處理大批數(shù)據(jù)效率高另一類是數(shù)學分析型軟件MathematicaMaple等這類軟件以符號計算見長能給出解析解和任意精確解其缺點是處理大量數(shù)據(jù)時效率較低。MathWks公司順應(yīng)多功能需求之潮流在其卓越數(shù)值計算和圖示能力的基礎(chǔ)上又率先在專業(yè)水平上開拓了其符號計算文字處理可視化建模和實時控制能力開發(fā)了適合多學科多部門要求的新一代科技應(yīng)用軟件MATLAB。經(jīng)過多年的國際競爭MATLAB以經(jīng)占據(jù)了數(shù)值軟件市場的主導地位。在MATLAB進

7、入市場前，國際上的許多軟件包都是直接以FTRAN、C語言等編程語言開發(fā)的。這種軟件的缺點是使用面窄，接口簡陋，程序結(jié)構(gòu)不開放以及沒有標準的基庫，很難適應(yīng)各學科的最新發(fā)展，因而很難推廣。MATLAB的出現(xiàn)，為各國科學家開發(fā)學科軟件提供了新的基礎(chǔ)。在MATLAB問世不久的80年代中期，原先控制領(lǐng)域里的一些軟件包紛紛被淘汰或在MATLAB上重建。時至今日，經(jīng)過MathWks公司的不斷完善，MATLAB已經(jīng)發(fā)展成為適合多學科，多種工作平臺的功能

8、強大的大型軟件。在國外，MATLAB已經(jīng)經(jīng)受了多年考驗。在歐美等高校，MATLAB已經(jīng)成為線性代數(shù)，自動控制理論，數(shù)理統(tǒng)計，數(shù)字信號處理，時間序列分析，動態(tài)系統(tǒng)仿真等高級課程的基本教學工具；成為攻讀學位的大學生，碩士生，博士生必須掌握的基本技能。在設(shè)計研究單位和工業(yè)部門，章名33圖A.1矩陣的創(chuàng)建這種方法工作量大且容易出錯，因此Matlab提供了許多函數(shù)和方法可以方便快速地創(chuàng)建矩陣。2）使用冒號創(chuàng)建矩陣。例A.1a=[pi:pi2:8]

9、a=3.14162.14161.14160.14160.85841.85842.85842.00003.00004.00005.00006.00007.00008.00002.特殊矩陣線性代數(shù)中有若干特殊意義和結(jié)構(gòu)的矩陣，在Matlab中可以很容易的通過函數(shù)的方式創(chuàng)建它們，見表A.1。表A.1特殊矩陣的創(chuàng)建生成矩陣的函數(shù)說明zeros(ij)創(chuàng)建i行j列的全零矩陣ones(ij)創(chuàng)建i行j列的全1矩陣eye(ij)創(chuàng)建i行j列的對角線為

10、1的矩陣r(ij)創(chuàng)建i行j列的(01)均布的隨機矩陣[]創(chuàng)建一個空矩陣3.矩陣的運算這里介紹矩陣的算術(shù)運算、分塊和轉(zhuǎn)置。假設(shè)矩陣A和B已經(jīng)進行了預先的定義，則執(zhí)行命令；得到矩陣A和B的和矩陣C；CAB??；得到矩陣A和B的差矩陣D；DAB??；得到矩陣A和B的乘積矩陣F；EAB?；當矩陣A為實數(shù)矩陣時，得到的F就是A的轉(zhuǎn)置；而當A為復數(shù)矩陣時，得到的FA?F是A共軛轉(zhuǎn)置。此外，在矩陣的算術(shù)運算中，“除法”是必須特殊考慮和研究的。設(shè)AX