计算机仿真技术与CAD第1章仿真软件-MATLAB

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1、本章内容MATLAB的基本数学函数和常用命令的使用；MATLAB的M文件的建立与使用；MATLAB的基本输入/输出函数及其应用；MATLAB的外部命令调用方法；MATLAB的条件转移语句、循环语句等常用控制语句的使用；MATLAB的基本绘图、字符添加、图形控制和图形修饰命令；MATLAB的基本数值运算方法；MATLAB的基本符号运算方法；MATLAB的文件I/O；MATLAB图形用户界面（GUI）的简单设计；MATLAB编译器的基本应用方法。第1章仿真软件－MATLAB11.1MATLAB的功能特点1.1.1MAT

2、LAB简介在科学研究和工程应用中，为了克服一般语言对大量的数学运算，尤其当涉及矩阵运算时，编程难、调试麻烦等困难，美国MATLAB软件开发公司于1967年构思并开发了MATLAB（MATRIXABoratory，即矩阵实验室），经过不断更新和扩充，该公司于1992年推出了具有划时代意义的MATLAB4.0版本，并于1993年推出了其微机版。到2011年为止先后推出了MATLAB4.x、MATLAB5.x、MATLAB6.x和MATLAB7.x版，使之应用范围越来越广。从MATLAB7.x版开始，MathWorks公

3、司每年发布两个版本的MATLAB。2用MATLAB编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式完全一致，所以使用MATLAB进行数学运算就象在草稿纸上演算数学题一样方便。万能的、科学的数学运算“演算纸”万能的计算器3MATLAB大大降低了对使用者的数学基础和计算机语言知识的要求，既使用户不懂C或FORTRAN这样的程序设计语言，也可使用MATLAB轻易的再现C或FORTRAN语言几乎全部的功能，设计出功能强大、界面优美、稳定可靠的高质量程序来，而且编程效率和计算效率极高。4尽管MATLAB开始并不是为控制理论与系统的设

4、计者们编写的，但以它“语言”化的数值计算、强大的矩阵处理及绘图功能、灵活的可扩充性和产业化的开发思路很快就为自动控制界研究人员所瞩目。目前，在自动控制、图像处理、语言处理、信号分析、振动理论、优化设计、时序分析和系统建模等领域。5由著名专家与学者以MATLAB为基础开发的实用工具箱极大地丰富了MATLAB的内容，较为常见的MATLAB工具箱主要有：航空宇宙模块集（AerospaceBlockset）;通信模块集（CommunicationsBlockset）;控制系统工具箱（ControlSystemsToolbo

5、x）;数据获得工具箱（DataAcquisitionToolbox）;模糊逻辑工具箱（FuzzyLogicToolbox）;滤波器设计工具箱（FilterDesignToolbox）;定点运算模块集（Fixed-PointBlockset）;遗传算法与直接搜索工具箱（GeneticAlgorithmandDirectSearchToolbox）;6高阶谱分析工具箱（High-OrderSpectralAnalysisToolbox）;图像处理工具箱（ImageProcessingToolbox）;映射工具箱（Map

6、pingToolbox）;模型预测控制工具箱（ModelPredictiveControlToolbox）;神经网络工具箱（NeuralNetworkToolbox）;优化工具箱（OptimizationToolbox）;偏微分方程工具箱（PartialDifferentialEquationToolbox）;鲁棒控制工具箱（RobustControlToolbox）;信号处理工具箱（SignalProcessingToolbox）;统计学工具箱（StatisticsToolbox）;系统辨识工具箱（SystemI

7、dentificationToolbox）;样条工具箱（SplineToolbox）;小波分析工具箱（WaveletToolbox）。7模型输入与仿真环境Simulink更使MATLAB为控制系统的仿真与CAD中的应用打开了崭新的局面，并使得MATLAB目前已经成为国际上最流行的控制系统计算机辅助设计的软件工具。MATLAB不仅流行于控制界，在生物医学工程、语言处理、图像信号处理、雷达工程、信号分析、计算机技术等各行各业中都有极广泛的应用。8严格地说，MATLAB并不是一种计算机语言，它仅仅是一种高级的科学分析与计

8、算软件。因为，用它编写出来的程序并不能脱离MATLAB环境而执行，但从其功能上讲，MATLAB已经完全具备了计算机语言的结构与性能，所以我们这里将其简称为“MATLAB语言”。9目前MATLAB的最新版本为MATLAB7.13（R2011b），它包括MATLAB®和Simulink®的新功能、新产品以及其他产品的更新和缺陷修复程序。由于最新版的新增功能对于本