本 科 考 试 试 卷
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考试科目: MATLAB与仿真应用 课程编号: 阅 卷 人: 考试日期: 2014. 11 姓 名: 吴振国 (2班) 学 号: 51102022018
注 意 事 项
1.考 前 将 上 述 项 目 填 写 清 楚 2.字 迹 要 清 楚,保 持 卷 面 清 洁
3.交 卷 时 请 将 本 试 卷 和 题 签 一 起 上 交
蚌埠学院计算机系
MATLAB的功能和应用
【本文摘要】 Matlab
是功能强大的工程计算和数据处理、分析软件,
为科学工作者带来了极大的便利。本文介绍了MATLAB的发展历程和影响,并重点介绍了MATLAB的功能和作用,以及其在工作的运用。 【关键词】 Matlab 数据处理 一、MATLAB 的简介
MATLAB是“Matrix Laboratory”的缩写,是当今美国很流行的科学计算软件.信息技术、计算机技术发展到今天,科学计算在各个领域得到了广泛的应用.在许多诸如控制论、时间序列分析、系统仿真、图像信号处理等方面产生了大量的矩阵及其相应的计算问题.自己去编写大量的繁复的计算程序,不仅会消耗大量的时间和精力,减缓工作进程,而且往往质量不高.美国Mathwork软件公司推出的MATLAB软件就是为了给人们提供一个方便的数值计算平台而设计的. 二、MATLAB的基本功能
MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并
在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多,并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,C++ ,JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用。
三、MATLAB 的安装
早期有MATLAB1.0 for 386的DOS版本,后来逐步发展.这里介绍的版本是MATLAB 6.x for Windows.因为它使用方便,界面美观,我们选择它作为主要讲解版本.MATLAB还有许多附加的部分,最常见的部分称为Simulink,是一个用作系统仿真的软件包,它可以让您定义各种部件,定义各自对某种信号的反应方式及与其它部件的连接方式.最后选择输入信号,系统会仿真运行整个模拟系统,并给出统计数据.Simulink有时是作为MATLAB的一部分提供的,称为MATLABwith Simulink版本.MATLAB还有许多工具箱,它们是根据各个特殊领域的需要,用MATLAB自身的语言编写的程序集,使用起来非常方便.您可以视工作性质和需要购买相应的工具箱.常见的工具箱有:
Signal Process 信号处理 System 系统辨识 Identification Optimization 优化 Neural Network 神经网络 Spline 样条 Control System 自动控制 Symbolic Math Nonlinear Control MATLAB 的基本用法
符号代数 Image Process 图像处理 统计 非线性控制 Statistics 从Windows中双击MATLAB 图标,会出现MATLAB 命令窗口(Command Window),在一段提示信息后,出现系统提示符“>>”.MATLAB 是一个交互系统,您可以在提示符后键入各种命令,通过上下箭头可以调出以前打入的命令,用滚动条可以查看以前的命令及其输出信息.
如果对一条命令的用法有疑问的话,可以用Help菜单中的相应选项查询有关信息,也可以用help命令在命令行上查询,您可以试一下help、help help和help eig(求特征值的函数)命令. 四、 MATLAB 的应用。
MATLAB 产品族可以用来进行以下各种工作: ● 数值分析 ● 数值和符号计算 ● 工程与科学绘图
● 控制系统的设计与仿真 ● 数字图像处理 技术 ● 数字信号处理 技术 ● 通讯系统设计与仿真 ● 财务与金融工程
MATLAB 的应用范围非常广,包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。附加的工具箱(单独提供的专用 MATLAB 函数集)扩展了 MATLAB 环境,以解决这些应用领域内特定类型的问题。 五、发展历程及影响
MATLAB 以商品形式出现后,仅短短几年,就以其良好的开放性和运行的可靠性,使原先控制领域里的封闭式软件包(如英国的 UMIST ,瑞典的 LUND 和 SIMNON ,德国的 KEDDC )纷纷淘汰,而改以 MATLAB 为平台加以重建。
MathWorks 公司于 1993 年推出 MATLAB4.0 版本,从此告别 DOS 版。 4.x 版在继承和发展其原有的数值计算和图形可视能力的同时,出现了以下几个重要变化:
( 1 )推出了 SIMULINK 。这是一个交互式操作的动态系统建模、仿真、分析集成环境。它的出现使人们有可能考虑许多以前不得不做简化假设的非线性因素、随机因素,从而大大提高了人们对非线性、随机动态系统的认知能力。
( 2 )开发了与外部进行直接数据交换的组件,打通了 MATLAB 进