matlable软件的使用和教程资料

1、MATLAB百科名片MATLAB软件界面图MATLAB是矩阵实验室( Matrix Laboratory ) 的简称， 是美国 MathWorks公司出品的商业数学软件 ，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink 两大部分。目录基本功能应用发展历程新版本新功能特点优势工具基本功能应用发展历程新版本新功能特点优势工具展开编辑本段基本功能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

2、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和 Mathematica 、 Maple 并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行 矩阵 运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连matlab 开发工作界面接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、 信号检测、金融建模设计与分析等领域。MATLAB的

3、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MATLAB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， FORTRA，NC+ ， 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，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。编辑本段应用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

4、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MATLAB在通讯系统设计与仿真的应用 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。编辑本段发展历程20 世纪 70 年代， 美国新墨西哥大学计算机科学系主任CleveMoler 为了减轻学生编程的负担，用FORTRAN编写了最早的MATLAB。 1984 年由 Little 、 Moler 、 Steve Bangert 合作成立了M

5、athWorks 公司正式把MATLAB推向市场。到20 世纪 90 年代，MATLAB已成为国际控制界的标准计算软件。版本更新:版本1建造编号发布时间MATLAB1.01984MATALB 21986MATLAB 31987MATLAB3.51990MATLAB 41992MATLAB4.2cR71994MATLAB5.0R81996MATLAB5.1R91997MATLAB5.1.1R9.11997MATLAB5.2R101998MATLAB5.2.1R10.11998MATLAB5.3R111999MATLAB5.3.1R11.11999MATLAB6.0R122000MATLAB6.1

6、R12.12001MATLAB6.5R132002MATLAB6.5.1R13SP12003MATLAB6.5.2R13SP22003MATLAB 7R142004MATLAB7.0.1R14SP12004MATLAB7.0.4R14SP22005MATLAB7.1R14SP32005MATLAB7.2R2006a2006MATLABR2006b20067.3MATLAB7.4R2007a2007MATLAB7.5R2007b2007MATLAB7.6R2008a2008MATLAB7.7R2008b2008MATLAB7.8R2009a2009.3.6MATLAB7.9R2009b2009.

7、9.4MATLAB7.10R2010a2010.3.5MATLABR2010b2010.9.37.11MATLAB7.12R2011a2011.4.8编辑本段新版本新功能Release 2010a 的新功能Release 2010a 包括 MATLAB 和 Simulink 的若干新功能丶一款新产品以及对其它85 款产品的更新和缺陷修复。已经购买MathWorks 软件维护服务的用户可以下载产品更新。MATLAB产品系列的新功能包括：增加更多多线程数学函数，增强文件共享丶路径管理功能以及改进MATLAB 桌面 新增用于在MATLAB 中进行流处理的系统对象，并在Video and Image

8、Processing Blockset 和 Signal ProcessingBlockset 中提供超过140 种支持算法 针对 50 多个函数提供多核支持并增强性能，并对图像处理工具箱中的大型图像提供更多支持 在全局优化工具箱和优化工具箱中提供新的非线性求解器能够从 Symbolic Math Toolbox 中生成 Simscape 语言方程在 SimBiology 中提供随机近似最大期望(SAEM) 算法和药动学给药方案支持Simulink 产品系列的新功能包括： 在Simulink 中提供可调参数结构丶触发模型块以及用于大型建模的函数调用分支 在嵌入式 IDE 链接和目标支持包中提供

9、针对Eclipse丶嵌入式Linux 及 ARM 处理器的代码生成支持在 IEC 认证工具包中提供对Real-Time WorkshopEmbedded Coder 和 PolySpace 产品的 ISO 26262 认证 在 DO 鉴定工具包中提供扩展至模型的DO-178B 鉴定支持 Simulink PLC Coder，用于生成PLC 和 PACI EC 61131 结构化文本的新产品矩阵实验室(MathWorks)R2011aMATLAB产品系列重要功能改进了 MATLAB 中许多线性代数函数的性能Optimization Toolbox ? 中针对二次规划的大规模内点求解器，可对二次规

10、划进行解算Financial Toolbox ? 中的面向对象的投资组合优化求解器，并附带周转率和交易成本Econometrics Toolbox ? 中的 Engle-Granger 和 Johansen共整测试，以及VEC 参数估计MATLAB Compiler ? 使用 Parallel Computing Toolbox ? 生 成的可执行程序和组件最多可使用8 个本地 worker新增了可用于在MATLAB 和 Simulink 中进行设计的系统工具箱新增 DSP System Toolbox ? 产品，结合了SignalProcessing Blockset ? 与 Filter

11、Design Toolbox ? 功能新增 Communications System Toolbox ? 产品，结合了Communications Toolbox ? 与 Communications Blockset ? 功能新增 Computer Vision System Toolbox ? 产品，集成了Video and Image Processing Blockset ? 的功能并添加了新的计算机视觉算法新增 Phased Array System Toolbox ? 产品，用于设计、仿真和分析相控阵信号处理系统新增代码生成产品新增 MATLAB Coder? 产品，可直接从MA

12、TLAB 生成可移植C/C+ 代码新增Simulink Coder ? 产品，结合了Real-TimeWorkshop® 与 Stateflow Coder ? 的功能新增Embedded Coder ? 产品，结合了Real-Time WorkshopEmbedded Coder?、 Embedded IDE Link ? 与 Target Support Package? 功能Simulink 产品系列重要功能信号记录选择器，能在各模型间比较仿真结果，并在Simulink 中运行可在 Simulink Report Generator ? 中对来自XML 文本比较的 Simulin

13、k 模型进行合并对 Simulink HDL Coder?、 EDA Simulator Link ? 与 xPCTarget ? 中的 Xilinx® 设备提供FPGA 在环、可自定义I/O 和板卡支持可使用 SimDriveline ? 中的 Simscape ? 语言进行自定义组件 编写。可使用 Simulink Design Verifier ? 中的 Polyspace®技术自动检测溢出、除零设计错误编辑本段特点1) 高效的数值计算及符号计算功能, 能使用户从繁杂的数学运算分析中解脱出来;2) 具有完备的图形处理功能, 实现计算结果和编程的可视化;3) 友好的用户界面

14、及接近数学表达式的自然化语言, 使学者易于学习和掌握;4) 功能丰富的应用工具箱( 如信号处理工具箱、通信工具箱等 ) , 为用户提供了大量方便实用的处理工具.编辑本段优势1）友好的工作平台和编程环境MATLAB由一系列工具组成。这些工具方便用户使用MATLAB的函数和文件，其中许多工具采用的是图形用户界面。包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。随着 MATLAB的商业化以及软件本身的不断升级，MATLAB的用户界面也越来越精致，更加接近Windows的标准界面，人机交互性更强，操作更简单。而且新版本的MATLAB提供

15、了完整的联机查询、帮助系统，极大的方便了用户的使用。简单的编程环境提供了比较完备的调试系统，程序不必经过编译就可以直接运行，而且能够及时地报告出现的错误及进行出错原因分析。（ 2）简单易用的程序语言Matlab 一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序（M文件）后再一起运行。新版本的MATLAB语言是基于最为流行的C语言基础上的，因此语法特征与C语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格式。使之更利于非计算机专业的科技人员使用。而且这种语言可

16、移植性好、可拓展性极强，这也是MATLAB能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因。3）强大的科学计算机数据处理能力MATLAB是一个包含大量计算算法的集合。其拥有 600 多个工程中要用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。函数中所使用的算法都是科研和工程计算中的最新研究成果，而前经过了各种优化和容错处理。在通常情况下，可以用它来代替底层编程语言，如 C和 C+ 。 在计算要求相同的情况下，使用MATLAB的编程工作量会大大减少。MATLAB的这些函数集包括从最简单最基本的函数到诸如矩阵，特征向量、快速傅立叶变换的复杂函数。函数所能解决的问题其大致包括矩阵运算和线性方

17、程组的求解、微分方程及偏微分方程的组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以及建模动态仿真等。（ 4）出色的图形处理功能MATLAB自产生之日起就具有方便的数据可视化功能， 以将向量和矩阵用图形表现出来，并且可以对图形进行标注和打印。高层次的作图包括二维和三维的可视化、图象处理、动画和表达式作图。可用于科学计算和工程绘图。新版本的MATLAB对整个图形处理功能作了很大的改进和完善，使它不仅在一般数据可视化软件都具有的功能（例如二维曲线和三维曲面的绘制和处理等）方面更加完善，而且对于一些其他软件所没有

18、的功能（例如图形的光照处理、色度处理以及四维数据的表现等），MATLAB同样表现了出色的处理能力。同时对一些特殊的可视化要求，例如图形对话等，MATLAB也有相应的功能函数，保证了用户不同层次的要求。另外新版本的MATLAB还着重在图形用户界面（GUI）的制作上作了很大的改善，对这方面有特殊要求的用户也可以得到满足。（ 5）应用广泛的模块集合工具箱MATLAB对许多专门的领域都开发了功能强大的模块集和工具箱。一般来说，它们都是由特定领域的专家开发的，用户可以直接使用工具箱学习、应用和评估不同的方法而不需要自己编写代码。目前，MATLAB已经把工具箱延伸到了科学研究和工程应用的诸多领域，诸如数据

19、采集、数据库接口、概率统计、样条拟合、优化算法、偏微分方程求解、神经网络、 小波分析、信号处理、图像处理、系统辨识、控制系统设计、LMI 控制、鲁棒控制、模 型预测、模糊逻辑、金融分析、地图工具、非线性控制设计、实DSP与通讯、电力系统仿真等，都在工具箱（Toolbox ）家族中有了自己的一席之地。（ 6）实用的程序接口和发布平台新版本的MATLAB可以利用MATLAB编译器和C/C+数学库和图形库，将自己的MATLAB程序自动转换为独立于MATLAB运行的C和 C+代码。允许用户编写可以和MATLAB进行交互的C或 C+语言程序。另外，MATLAB网页服务程序还容许在Web应用中使用自己的M

20、ATLAB数学和图形程序。MATLAB的一个重要特色就是具有一套程序扩展系统和一组称之为工具箱的特殊应用子程序。工具箱是MATLAB函数的子程序库，每一个工具箱都是为某一类学科专业和应用而定制的，主要包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波分析和系统仿真等方面的应用。（ 7）应用软件开发（包括用户界面）在开发环境中，使用户更方便地控制多个文件和图形窗口；在编程方面支持了函数嵌套，有条件中断等；在图形化方面，有了更强大的图形标注和处理功能，包括对性对起连接注释等；在输入输出方面，可以直接向Excel 和 HDF5进行连接。编辑本段工具常用工具箱MATLAB包括拥有数百个内部函数的主包和三

21、十几种工具包。工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包。功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算，可视化建模仿真，文字处理及实时控制等功能。学科工具包是专业性比较强的工具包，控制工具包，信号处理工具包，通信工具包等都属于此类。开放性使MATLAB广受用户欢迎。除内部函数外，所有 MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件，用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包。Matlab Main Toolbox matlab 主工具箱Control System Toolbox 控制系统工具箱Communication Toolbox 通讯工具箱Financial Toolb

22、ox 财政金融工具箱System Identification Toolbox 系统辨识工具箱Fuzzy Logic Toolbox 模糊逻辑工具箱Higher-Order Spectral Analysis Toolbox 高阶谱分析工具箱Image Processing Toolbox 图象处理工具箱LMI Control Toolbox 线性矩阵不等式工具箱分析工具箱Model predictive Control Toolbox 模型预测控制工具-Analysis and Synthesis ToolboxNeural Network ToolboxOptimization Toolb

23、ox 优化工具箱Partial Differential Toolbox 偏微分方程工具箱Robust Control Toolbox 鲁棒控制工具箱Signal Processing Toolbox 信号处理工具箱Spline Toolbox 样条工具箱Statistics Toolbox 统计工具箱Symbolic Math Toolbox 符号数学工具箱Simulink Toolbox 动态仿真工具箱Wavele Toolbox 小波工具箱常用函数Matlab 内部常数2eps：浮点相对精度exp：自然对数的底数ei 或 j ：基本虚数单位inf 或 Inf ：无限大，例如 1/0nan

24、 或NaN：非数值(Not a number )，例如0/0pi ：圆周率p ( = 3.1415926.)realmax ：系统所能表示的最大数值realmin ：系统所能表示的最小数值nargin: 函数的输入引数个数nargout: 函数的输出引数个数lasterr ：存放最新的错误信息lastwarn ：存放最新的警告信息MATLAB常用基本数学函数abs(x) ：纯量的绝对值或向量的长度angle(z) ：复数 z 的相角 (Phase angle)sqrt(x)：开平方real(z)：复数z的实部imag(z)：复数z的虚部conj(z)：复数z的共轭复数round(x) ：四舍五

25、入至最近整数fix(x) ：无论正负，舍去小数至最近整数floor(x) ：下取整，即舍去正小数至最近整数ceil(x) ：上取整，即加入正小数至最近整数rat(x) ：将实数x 化为多项分数展开rats(x) ：将实数x 化为分数表示sign(x) ：符号函数(Signum function) 。当x0 时，sign(x)=1。rem(x,y) ：求 x 除以 y的余数gcd(x,y) ：整数 x 和 y 的最大公因数lcm(x,y) ：整数 x 和 y 的最小公倍数exp(x) ：自然指数pow2(x) ： 2 的指数log(x) ：以 e 为底的对数，即自然对数或log2(x) ：以 2

26、 为底的对数log10(x) ：以 10 为底的对数MATLAB常用三角函数sin(x) ：正弦函数cos(x) ：余弦函数tan(x) ：正切函数asin(x) ：反正弦函数acos(x) ：反余弦函数atan(x) ：反正切函数atan2(x,y) ：四象限的反正切函数sinh(x) ：双曲正弦函数cosh(x) ：双曲余弦函数tanh(x) ：双曲正切函数asinh(x) ：反双曲正弦函数acosh(x) ：反双曲余弦函数atanh(x) ：反双曲正切函数适用于向量的常用函数有min(x): 向量 x 的元素的最小值max(x): 向量 x 的元素的最大值mean(x): 向量 x 的元

27、素的平均值median(x): 向量 x 的元素的中位数std(x): 向量 x 的元素的标准差diff(x):向量 x 的相邻元素的差sort(x):对向量 x 的元素进行排序(Sorting )length(x):向量 x 的元素个数norm(x):向量x 的欧氏(Euclidean )长度sum(x): 向量 x 的元素总和prod(x):向量x 的元素总乘积cumsum(x): 向量x的累计元素总和cumprod(x): 向量 x 的累计元素总乘积dot(x, y):向量x 和y 的内积cross(x, y):向量 x 和 y 的外积MATLAB基本绘图函数plot: x 轴和 y 轴

28、均为线性刻度(Linear scale )loglog: x 轴和 y 轴均为对数刻度(Logarithmic scale )semilogx: x轴为对数刻度，y 轴为线性刻度semilogy: x轴为线性刻度，y 轴为对数刻度matlab 插值和样条plot 绘图函数的参数字元 颜色 字元 图线型态y黄色. 点k黑色o 圆w白色xxb蓝色+g绿色*r红色- 实线c 亮青色:点线m 锰紫色-. 点虚线- 虚线注解xlabel(Input Value); % x 轴注解ylabel(Function Value); % y 轴注解title(Two Trigonometric Function

29、s); %图形标题legend(y = sin(x),y = cos(x); %图形注解grid on; % 显示格线二维绘图函数bar 长条图errorbar 图形加上误差范围fplot 较精确的函数图形polar 极座标图hist 累计图rose 极座标累计图stairs 阶梯图stem 针状图fill 实心图feather 羽毛图compass 罗盘图quiver 向量场图1MATLAB中有趣的演示实例MATLAB中也同样有许多有意思的实例，为提高读者对MATLAB和 Simulink 的兴趣，特举部分以供参考。具体如下，运行的时候只要将“： ”前面的代码复制到MATLAB中就可以了，随

30、之会出现各种各样的演示实例，对初学者帮助不小哦。 平面与立体绘图graf2d ： XY平面绘图（火柴棒）graf2d2 ： XYZ立体绘图（切片）hndlgraf ：平面显示线型处理窗口及命令演示hndlaxis ：平面显示处理窗口及命令演示graf3d ：立体显示处理窗口及命令演示 复杂函数的三维绘图cplxdemo ：复杂的XYZ立体图形 等高线绘制quivdemo ：等高线箭头显示 动画lorenz ： Lorenz 吸引子动画显示 电影vibes ： L- 形薄膜振动 Fourier 变换sshow sunspots ：太阳黑点数据的傅里叶分析fftdemo ：分析噪声序列中两组数据的相关度 数据拟合sshow fitdemo ：显示非线性数据拟合过程census ：预测世界