实用MATLAB教程第一章.doc

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1、第1章MATLAB环境1.1MATLAB简介MATLAB(MatrixLaboratory)是语言是MathWorks公司开发的目前国际上最流行、应用最广泛的科学与工程计算软件，它广泛应用于自动控制、数学运算、信号分析、计算机技术、图像信号处理、财务分析、航天工业、汽车工业、生物医学工程、语音处理和雷达工程等各行各业中，在国内外高校和研究部门都扮演着重要的角色。由于它具有强大的计算和绘图功能、大量稳定可靠的算法库和简洁高效的编程语言，已成为数学计算工具方面事实上的标准。MATLAB6.5是它的最新版本。MATLAB的产生是与

2、数学计算分不开的，以前的数值计算软件包大多用Fortran或C语言编写，一个软件包只能解决一个局部问题，很难推广应用。到70年代中期，CleveMoler(数学与计算机科学教授)为了解决线性方程和特征值问题，和他的同事开发了LINPACK和EISPACK的Fortran子程序库，后来又编写了接口程序取名为MATLAB，MATLAB开始应用于数学界。工程师JackLittle将MATLAB用C语言重写，1984年成立MathWorks公司，MATLAB正式推向市场。MATLAB语言比较好学，因为它语法规则简单，更适应于专业科技

3、人员的思维方式和书写习惯；与其他计算机语言相比，它用解释方式工作，无需像C和Fortran语言那样，对源程序进行编译、连接再形成可执行文件，键入程序立即得出结果，因此更加简洁和智能化，人机交互性能好；而且它可适应多种平台，随计算机软、硬件的更新而及时升级，使得编程和调试效率大大提高。现在，MATLAB已经陆续推出了3.5版、4.0版、4.2版、5.3版、6.1版和6.5版等版本，MATLAB面向对象的特点更加突出，数据类型更加丰富，人机界面更加方便，成为一个高度集中的软件系统。本书主要介绍MATLAB6.5版，该版本增加了J

4、IT加速器（在第五章中介绍），能够有力地增加MATLAB的许多操作和数据的运算速度。1.1.1MATLAB工具箱MATLAB由基本部分和功能各异的工具箱组成。基本部分是MATLAB的核心，工具箱是扩展部分。工具箱实际上是用MATLAB的基本语句编成的各种子程序集，用于解决某一方面的专门问题或实现某一类的新算法。MATLAB的工具箱可以任意增减，不同的工具箱给不同领域的用户提供了丰富强大的功能。任何人可以自己生成MATLAB工具箱，因此很多研究成果被直接做成MATLAB工具箱发布。MathWorks本身提供的工具箱有40多个，

5、还有其他公司或研究单位提供的工具箱，另外还有成百上千个大多是免费的MATLAB工具箱可以从Internet网上获得。MATLAB有以下常用的工具箱：§控制系统工具箱(ControlSystemToolbox)主要应用于：连续系统设计和离散系统设计，传递函数和状态空间模型建立，模型转换，方程求解，频域响应、时域响应、根轨迹分析，增益选择，极点分配等。§系统辨识工具箱(SystemIdentificationToolbox)主要应用于：有噪声的系统参数估计和非参数估计，数据处理，模型结构定义，模型转换，递推参数估计，模型结构处理

6、，模型表达，信息提取，模型结构选择，模型不确定性评估和模型校验等。§信号处理工具箱(SignalProcessingToolbox)主要应用于：数字和模拟滤波器设计、应用及仿真，参数化模型，谱分析和估计，FFT变换，DCT变换等。§神经网络工具箱(NeuralNetworkToolbox)主要应用于：BP网络，Hopfield、Kohonen网络，径向基函数网络，竞争、线性、Sigmoidal等传递函数，前馈、递归等网络结构，性能分析及应用，自组织网络等。§模糊逻辑控制工具箱(FuzzyLogicToolbox)主要应用于：

7、自适应神经-模糊学习、聚类以及Sugeno推理，支持Simulink动态仿真，可生成C语言源代码等。§小波工具箱(WaveletToolbox)主要应用于：基于小波的分析和综合，图形界面和命令行接口，连续和离散小波变换及小波包，一维、二维小波，自适应去噪和压缩等。§模型预测控制工具箱(ModelPredictiveControlToolbox)主要应用于：建模、辨识及验证，支持MISO模型和MIMO模型，阶跃响应和状态空间模型等。§通信工具箱(CommunicationToolbox)主要应用于：信号编码，调制解调，滤波器和

8、均衡器设计，通道模型，同步，多路访问，错误控制编码等。§图像处理工具箱(ImageProcessingToolbox)主要应用于：二维滤波器设计和滤波输入，图像恢复增强，色彩、集合及形态操作，二维变换，图像分析和统计等。§频域系统辨识工具箱(FrequencySystemIdentific