MATLAB及Simulink----基本知识简介

2023-11-04

目前,MATLAB已成为国际上最为流行的科学计算与工程计算软件工具之一,如今的MATLAB已经不仅仅是矩阵运算或数值计算的软件,它已经发展成为一种具有广泛应用前景、全新的计算机高级编程语言,可以说它是“第四代”计算机语言。
自20世纪90年代,美国和欧洲的各个大学将MATLAB正式列入研究生和本科生的教材计划,MATLAB软件已经成为数值计算、数理统计、数字信号处理、自动控制、时间序列分析、动态系统仿真等课程的基本教学工具,成为学生必须掌握的基本软件之一。在研究单位和工业界,MATLAB也成为工程师们必须掌握的一种工具,被认为是进行高效研究与开发的首选软件工具。

1.1.2 MATLAB的主要特点

1.编程效率高

MATLAB允许使用数学形式的语言编写程序,而且比Basic、Fortran和C等语言更加接近人们书写计算公式的思维方式,用MATLAB编写程序犹如在演算纸上排列出公式与求解问题。因此,MATLAB语言也可通俗地称为演算纸式科学算法语言。

2.使用方便 

MATLAB语言把编辑、编译、连接和执行融为一体,其调试程序手段丰富,调试速度快 ,需要学习时间少。

3.扩充能力强

用户可以根据自己的需要方便地建立和扩充新的库函数,以便提高MATLAB使用效率和扩充它的功能。

4.语句简单,内涵丰富

MATLAB的库函数功能丰富,大大减少了需要的磁盘空间,MATLAB编写的M文件简单而高效。

5.高效方便的矩阵和数组运算

MATLAB语言规定了矩阵的一系列运算符,它不需定义数组的维数,并给出矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数,使之在求解诸如信号处理、建模、系统识别、控制、优化等领域的问题时,体现出简捷、高效、方便的优势。

6.方便的绘图功能

MATLAB有一系列的绘图函数,例如线性坐标、对数坐标、半对数坐标及极坐标等,均只需调用不同的绘图函数,在图上标出图题、坐标轴标注、网格线的绘制等也只需调用相应的命令,简单易行。

7.极好的开放性

除内部函数以外,所有MATLAB的核心文件和工具箱文件都是可读可改的源文件,用户可通过对源文件的修改以及加入自己的函数文件来构成新的工具箱。
MATLAB系统由五大部分构成:

1.MATLAB开发环境

 MATLAB开发环境包括MATLAB桌面、命令行窗口、M文件编辑调试器,MATLAB工作区和在线帮助文档等。

2.MATLAB数学函数库

 MATLAB数学函数库包括了大量的计算算法,从基本运算到复杂算法,体现了其强大的数学计算功能。

3.MATLAB语言

 MATLAB语言是一个高级的基于矩阵和数组的语言。用户既可以用它来快速编写简单的程序,也可以用它来编写大型复杂的程序。

4.MATLAB图形处理系统

 图形处理系统使得MATLAB能方便地图形化显示矩阵和向量,而且能对图形添加标注和打印。它包括强力的二维及三维图形函数、图像处理和动画显示等函数。

5.MATLAB程序接口

 MATLAB程序接口可以使MATLAB方便地调用C和Fortran程序,以及在MATLAB与其它应用程序之间建立客户/服务器关系。

1.4.1 菜单和工具栏

包含了下述功能:
(1)新建脚本:用于建立新的.m脚本文件,也可以通过快捷键Ctrl+N来完成。
(2)新建:用于建立新的.m文件、函数、示例、模型、图形和图形用户界面。
(3)打开:用于打开MATLAB的.m文件、.fig文件、.mdl文件、.mat文件、.ssc文件等,也可以通过快捷键Ctrl+O来实现这个操作。
(4)查找文件:基于文件名称或内容搜索文件。
(5)比较:比较两个文件的内容。
(6)导入数据:用于从其它文件导入数据,单击后弹出对话框,选择导入文件的路径和位置。
在这里插入图片描述
(7)保存工作区:用于把工作区的数据存放到相应的路径文件中。
(8)分析代码:分析当前文件夹中的MATLAB代码文件,查找效率低下编码和潜在的错误。
(9)Simulink库:打开Simulink模块库。
(10)预设:用于设置命令行窗口的属性。
(11)布局:提供工作界面上各个组件的显示选项,并提供预设的布局。
(12)帮助:打开帮助文件或其它帮助方式。

1.4.2 命令行窗口

MATLAB的命令行窗口是MATLAB最主要的窗口,它实现了MATLAB的交互性。命令行窗口是用户使用MATLAB进行工作的窗口,同时也是实现MATLAB各种功能的窗口。用户可以直接在MATLAB命令行窗口内输入命令和得到除图形以外的执行结果的显示。该窗口中的“>>”是命令提示符,表示MATLAB处于准备状态,等待用户输入指令进行计算。在此符后输入命令,按Enter键,执行命令。

【例1-4-1】计算
(1)用键盘在MATLAB命令窗中输入以下内容

(12+2*(7-4))/3^2
(2)在上述表达式输入完成后,按【Enter】键,该指令被执行。
(3)在指令执行后,MATLAB指令窗中将显示以下结果。
ans =
2

在这里插入图片描述图1-9 在命令行窗口里的计算

说明:1、“ans”是MATLAB的一个默认变量,用户也可将表达式的值赋值给某个变量如a。
2、可以输入多条命令,这时各命令间要以逗号或分号隔开。
3、当输入命令的语句过长,需要两行或多行才能输入,则要使用“…”作连接符号,按回车键转入下一行继续输入。
4、在默认情况下,命令行窗口中各字符的颜色:关键字采用蓝色;字符串采用褐红色;命令、表达式和运行结果采用黑色。
5、单击命令行窗口右上角的下三角图标并选择“取消停靠”可以使命令行窗口脱离MATLAB界面成为一个独立的窗口;选择独立命令行窗口右上角的下三角形图标并选择“停靠”,可以使命令行窗口再次回到MATLAB主界面。
1.4.3 工作区
工作区窗口显示当前的内存中所有的MATLAB变量的变量名、数据结构、字节数及数据类型等信息,如图1-10所示。不同变量类型分别对应不同的变量名图标。
可以选中已有变量,单击鼠标右键对其进行各种操作,工作界面的菜单和工具栏上也有相应的命令供用户使用。
新建变量:向工作区添加新的变量。
导入数据:向工作区导入数据文件。
保存工作区:保存工作区中的变量。
清除工作区:删除工作区中的变量。
在这里插入图片描述

1.5.2 帮助命令

 MATLAB中的各个函数,不管是内建函数还是M文件函数一般都有M文件的使用帮助和函数功能说明,各个工具箱也有一个与其名称相同的M说明文件。MATLAB的帮助命令包括help、lookfor、which、doc、get、type等。

1、help命令

在命令行窗口中直接输入help命令将会显示当前帮助系统中所包含的所有项目,即搜索路径中所有的目录名称。同样,可以通过help加函数名来显示该函数的帮助说明。

【例1-5-1】了解tanh函数的使用方法。
在命令行窗口中输入如下命令:
help tanh
得到结果:
tanh - Hyperbolic tangent
This MATLAB function returns the hyperbolic tangent of each element of X.
Y = tanh(X)
tanh 的参考页,另请参阅 atan, atan2, atanh, cosh, sinh, tan,名为 tanh 的其它函数,symbolic/tanh

2、lookfor命令

help命令只搜索出那些关键字完全匹配的结果,lookfor命令对搜索范围内的M 文件进行关键字搜索。lookfor命令只对M 文件的第一行进行关键字搜索。若在lookfor命令加上-all选项,则可对M文件进行全文搜索。

3、模糊查询

MATLAB5.0以上的版本提供了一种类似模糊查询的命令查询方法,用户只需要输入命令的前几个字母,然后按Tab键,系统就会列出所有以这几个字母开头的命令。
1.5.3 演示系统(Demos)
选择MATLAB主界面菜单栏上的帮助下的示例命令,或者在命令行窗口输入Demos,都可以打开如图1.12所示的演示系统。从图中可以看到,演示窗口的左侧是库目录,里面有“Language Fundamentals” 、“mathematics”、“Graphic”等的演示,右边是相对该库中各项目的名称。
在这里插入图片描述
1.6.1 通用命令和编辑键

1.通用命令

 在MATLAB中,除了可以通过菜单命令对工作窗口进行控制外,用户还可以在MATLAB命令行窗口中直接键入控制命令并执行。书中表1-1给出了部分常用的通用命令及其功能说明。

2.一些常用的编辑键

 为便于在MATLAB命令行窗口中对输入的内容进行编辑,MATLAB提供了一些控制光标位置和进行简单编辑的常用编辑键和组合键,其命令和用法如书中表1-2所示。

1.6.2 文件管理

 MATLAB提供了一组文件管理命令,包括文件名、显示或删除文件、显示或改变当前目录等,相关的命令及其功能如书中表1-3所示。
 实例:

(1)双击桌面上的MATLAB图标,进入MATLAB的主界面。
(2)在命令行窗口中输入“x=exp(1/pi)”按回车键,可以在工作窗口看到变量x大小为1.3748。
x=exp(1/pi)
x =
1.3748
(3)在命令行窗口中输入“y=sin(x^2)”,按回车键,可以在工作窗口看到变量y大小为0.9495。
y=sin(x^2)
y =
0.9495
Simulink提供了一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境,是MATLAB最重要的组件之一。能够描述线性系统、非线性系统,能够支持单速率或多速率任务,并可以对连续系统、离散系统或者混合系统建模与仿真。Simulink以模块为功能单位,通过信号线进行连接,用户通过GUI调配每个模块的参数,仿真的结果以数值和图像等形象化方式具体出来。Simulink是一个模块化图形环境,其特点在于提供了一个图形化的设计界面,供用户自定义模块库,广泛用于生物、图像、音频、航空航天和嵌入式设计等各个方面。这些模块的运行依托于Simulink的解算器,融合了多种经典的数值分析思想和算法。更令人满意的是,Simulink完全无缝地融合到MATLAB大环境中,使用M语言即可进行模型的创建、模型的仿真、属性的设置、不同工作空间之间的数据传递,并进行绘图与分析。
Simulink应用不限于学术研究,对抽象的数学系统、具体的物理对象都可进行模型化表示,基于模型控制系统模型还能够应用于嵌入式硬件,通常的流程是系统及功能设计–>仿真—>代码自动生成—>连续测试—>实机运行等。

本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系:hwhale#tublm.com(使用前将#替换为@)

MATLAB及Simulink----基本知识简介 的相关文章

  • 4. 消息中心的设计与实现

    消息中心的设计与实现 一 引言 运用场景 1 消息的主动提醒 客户端被动接收 2 客户模块 及时通讯 3 单一登录 一个账号只能在一个设备登录 消息中心的实现方案 1 客户端轮询 2 TCP长连接 常用 Java的长连接的方案 Java B
  • windows命令行下ftp连接超时的可能原因

    1 需要连接的主机没有启用ftp服务 iis没有建立ftp站点 ftp身份验证设置不当 详情参考博文 windows下使用ftp 以及 windows开启ftp服务 两篇博文有重复的部分 我将他们取并集操作了一遍 另外 我还处理了iis未授

随机推荐

  • 使用Visual Studio编译ffmpeg

    一 首先参照下面的链接配置和编译 FFmpeg在VS2017下的编译 vs2017 ffmpeg源码编译 鱼儿 1226的博客 CSDN博客 vs2019编译ffmpeg源码为静态库动态库 完整步骤 亲测可行 ffmpeg vs 令狐掌门的
  • 嵩天老师-Python语言程序设计-Python123配套练习测验题目汇总整理

    测验1 Python基本语法元素 知识点概要 普遍认为Python语言诞生于1991年 Python语言中的缩进在程序中长度统一且强制使用 只要统一即可 不一定是4个空格 尽管这是惯例 IPO模型指 Input Process Output
  • 求最长不含重复字符的子字符串——C++

    声明 本文原题主要来自力扣 记录此博客主要是为自己学习总结 不做任何商业等活动 一 原题描述 剑指 Offer 48 最长不含重复字符的子字符串 请从字符串中找出一个最长的不包含重复字符的子字符串 计算该最长子字符串的长度 示例 1 输入
  • Linux查看进程命令

    查看进程 1 ps 命令用于查看当前正在运行的进程 grep 搜索 例如 ps ef grep java 表示查看所有进程里 CMD 是 java 的进程信息 2 ps aux grep java aux 显示所有状态 ps 3 kill
  • Sublime Text4 配置 Python3 环境、代码提示、编译报错教程

    1 配置 Python3 环境 单击 工具 gt 编译系统 gt 新建编译系统 弹出 替换里面的内容为 cmd G CodeTools anaconda3 python exe u file file regex File line 0 9
  • 数据中台数据分析过程梳理

    在当今社会中 随着企业的快速发展 相关业务系统的建设也会越来越多 新的业务模式 新的IT架构 多云环境的出现等等 而一些问题就逐渐暴露了出来 企业之间的IT无法做到互通 新模式生产数据与旧数据无法互通 企业IT架构错综复杂 底层数据互通更加
  • java使用opencv库二值化图片

    应用场景 截取监控视频图片保存到本地后用作后期监控视频角度调整参考 使用二值化后的图片并进行透明度降低进行监控矫正 package img import java awt Color import java awt image Buffer
  • delphi XE5如何把其它程序而不是本软件在通知区域的图标隐藏?不是关闭进程。请举个详细例子,比如Shell_NotifyIcon...

    Delphi XE5可以使用API函数Shell NotifyIcon来实现隐藏其它程序的图标 具体代码例子如下 procedure HideIcon APid Cardinal var noteIconData TNOTIFYICONDA
  • 关于 hostapd

    关于 hostapd 主页 http w1 fi hostapd hostapd是一个IEEE 802 11的AP和IEEE 802 1X WPA WPA2 EAP RADIUS验证器 此页面用于怎么在linux系统下使用它 其他操作系统请
  • 金融贷款行业实时高精准获客 ——三网运营商大数据

    都说生产是第一因素 但对于任何企业来说 客户来源才是第一因素 在大多数行业 获得客户的困难已经成为行业的挑战 如今 许多行业和企业获得客户的主要来源是在线促销和客户获取 现在几乎每个人都有一部手机 运营商可以根据移动客户的访问行为 通信行为
  • 排查java.net.MalformedURLException: Local host name unknown: java.net.UnknownHostException:***

    首先排查 vi etc sysconfig network 没有就加上 HOSTNAME 你的主机名 XXXX 如果有 接着排查 vi etc hosts 没有就加上 127 0 0 1 localhost localdomain loca
  • 2021年全球与中国高速分散机行业市场规模及发展前景分析

    2021年全球与中国高速分散机行业市场规模及发展前景分析 本报告研究全球与中国市场高速分散机的发展现状及未来发展趋势 分别从生产和消费的角度分析高速分散机的主要生产地区 主要消费地区以及主要的生产商 重点分析全球与中国市场的主要厂商产品特点
  • 论文阅读:DeepFake-Adapter: Dual-Level Adapter for DeepFake Detection(Deepfake模型快速调参)

    一 论文信息 论文名称 DeepFake Adapter Dual Level Adapter for DeepFake Detection 作者团队 项目主页 https github com rshaojimmy DeepFake Ad
  • python爬取 百姓网部分数据 + 存入MongoDB数据库详细案例

    提示 文章写完后 目录可以自动生成 如何生成可参考右边的帮助文档 目录 前言 一 实施步骤 二 目标网站 先分析目标网站 三 获取数据 1 引入库 2 请求数据 2 1 获取第一层链接 3 抓取数据 3 1 分析页面 3 2 抓取数据 四
  • 图像可变游程之混乱代码

    图像可变游程之混乱代码 图像可变游程之混乱编码 可变游程编码 VLC 混乱编码 参考代码 图像可变游程之混乱编码 这里 对我的自画像代码作一个简要解释 自画像代码实际上是一个解码器 包括两个部分 图像的可变游程编码 varied lengt
  • ValueError: check_hostname requires server_hostnameWARNING: You are using pip version 21.1.3

    ValueError check hostname requires server hostname WARNING You are using pip version 21 1 3 however version 22 2 2 is av
  • LCD1602芯片的使用——简单易懂

    题目 想在LCD1602上显示两行如下字样 huaianxinxi wantin 想完成上面的显示必须掌握LCD1602芯片的基本知识 将在程序下面附上LCD1602芯片的基本知识 供大家参考 我实现的比较简单 没有什么花哨的显示 大家首先
  • js 聚合函数

    在JavaScript中 聚合函数是一种用于处理数据集合的函数 它们接收一个数据集合作为输入 并返回一个单一的值作为输出 聚合函数通常用于对数据进行统计 计算总和 平均值 最大值 最小值等操作 下面是一些常见的聚合函数的概念 sum 求和
  • Vscode搭建轻量级Matlab开发环境

    一 使用Vscode编写m文件的优势与不足 Matlab的启动速度很慢 为追求效率与编写体验 对于一些简单的m文件编写 我们可以选择在Vscode中进行编写和运行 Vscode插件丰富 配置好Matlab环境后 可以实现以下功能 代码高亮
  • MATLAB及Simulink----基本知识简介

    目前 MATLAB已成为国际上最为流行的科学计算与工程计算软件工具之一 如今的MATLAB已经不仅仅是矩阵运算或数值计算的软件 它已经发展成为一种具有广泛应用前景 全新的计算机高级编程语言 可以说它是 第四代 计算机语言 自20世纪90年代