1.3 matlab软件概述课件

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1、Ch.1绪论目录(1/1)目录1.1控制理论发展概述1.2现代控制理论的主要内容1.3Matlab软件概述1.4本书的主要内容参考教材参考期刊Matlab软件概述(1/2)1.3Matlab软件概述Matlab程序设计语言是美国Mathworks公司20世纪80年代中期推出的高性能数值计算软件。经过20余年的开发、扩充与不断完善,Matlab已经发展成为功能强大、适合多学科应用的大型系统软件,成为数值计算、控制系统仿真与设计、信号处理等领域的最重要的软件。Matlab已经成为线性代数、控制理论、数理统计、数字信号处理、动态系统仿真等课程的基本仿真计算与设计的工具,成为大

2、学学习的必修内容。Matlab软件概述(2/2)下面就简述：Matlab的发展历史Matlab的主要功能与特点控制系统Matlab计算及仿真的优秀性能Matlab的发展历史(1/4)1.3.1Matlab的发展历史在科学研究与工程技术应用中常常要进行大量的数学运算,通常是借助Fortran和C语言等高级计算机语言编制计算程序,输入计算机做近似计算(数值计算)。但是,这需要熟练地掌握所用语言的语法规则与编制程序的相关规定及技巧,编制程序绝非易事。Matlab的发展历史(2/4)Matlab的产生和数学计算是紧密相联的.1967年,在美国国家基金会的资助下,C.Moler博

3、士等人于采用Fortran语言编写了特征值求解子程序库Linpack和线性方程求解子程序库Eispack。这两个程序库代表了当时矩阵数值计算软件的最高水平。到了20世纪70年代后期,C.Moler博士编写了使用Linpack和Eispack的接口程序,并将之命名为Matlab(即MATrix和LABoratory的前3个字母组合,意为“矩阵实验室”)。这个程序受到了广泛欢迎,作为教学辅助免费软件广为流传。20世纪80年代中期,C.Moler和J.Little合作开发了Matlab第2代专业版,大大提高了它的运算效率。Matlab的发展历史(3/4)随着功能逐渐完善,Ma

4、tlab应用范围也越来越广,且简单高效、易学易用。于是,1984年,Moler博士等组建了Mathworks公司,专门研究、扩展并改进Matlab,并将其正式推向商业市场。1990年,Mathworks公司推出了以框图为基础的控制系统仿真工具Simulink,它方便了系统的研究与开发,使控制工程师可以直接构造系统框图进行仿真,并提供了控制系统中常用的各种环节的模块库。1993年,Mathworks公司推出的Matlab4.0版在原来的基础上又作了较大改进,并推出了Windows版,使命令执行和图形绘制可以在不同窗口进行。Mathworks公司已推出到了Matlab7.0

5、版。Matlab的发展历史(4/4)早期的Matlab数学处理的内核是针对数值计算编写的,对处理大批量数据效率很高,而另一些数学软件.例如Mathematica、Maple等则以符号计算见长,能给出解析解和任意精度解。Mathworks公司顺应多功能需求的潮流,在其数值计算和图示能力的基础上,又率先开发了符号计算、文字处理、可视化建模和实时控制功能模块。Matlab已成为国际公认的优秀数学应用软件。Matlab的主要功能与特点(1/2)1.3.2Matlab的主要功能与特点Matlab由主包和功能各异的工具箱组成,其最基本的数据结构是矩阵,也就是说它的操作对象是以矩阵为

6、单位的。而随着Matlab的不断发展和各种工具箱的不断开发,它已经成为一种功能强大的实时工程计算软件,广泛应用于各种领域。Matlab的核心是一个基于矩阵运算的快速解释程序。它以交互式接受用户输入的各项指令,输出计算结果。它提供了一个开放式的集成环境,用户可以运行系统提供的大量命令,包括数值计算、图形绘制等。Matlab的主要功能与特点(2/2)下面分别介绍Matlab的主要功能和主要特点Matlab的主要功能(1/8)1.主要功能Matlab的主要功能有：数值计算功能符号计算功能优化工具数据分析和可视化功能“活”笔记本功能工具箱非线性动态系统建模和仿真功能Matlab

7、的主要功能(2/8)--数值计算功能A.数值计算功能Matlab可用于线性代数里的向量、矩阵和高维数组运算,复数运算,代数方程求根,插值与逼近拟合,数值微积分运算,常微分方程的数值解,最优化方法等,即几乎所有科学研究与工程技术应用需要的计算,均可用Matlab来解决。Matlab的主要功能(3/8)--符号计算功能B.符号计算功能科学计算有数值计算与符号计算两种。在数学、应用科学和工程计算领域,常常会遇到符号计算问题,仅有优异的数值计算功能并不能满足计算的全部需要。Matlab环境下的符号计算功能主要有:符号表达式的基本运算,向量与矩阵的