MATLAB学习论文和心得体会.docx

10672老州K旗大学GuizhuMinzuUniversityGuizhouMinzuUniversity7MAT1.AB学习论文论文题目：学院（系）：专业：年级：姓.名：学号：完成时间：摘要3关键字3一、MAT1.AB发呈现状3IMAT1.AB简介3K2MAT1.AB语言特点及优势-4I、2、I语言特点41、2、2优势5、彳I.J，J-1、3、1二维图形8I、3、2三维图形14.XMAl1.AB发,展1¾W-16J，,j卜J(一四、参考文献-摘要：通过本学期MAT1.AB课程的学习,我相识到了其强大的功能，以及对现实的重大指导意义，对于以后我们专业课程的学习乃至工作后专业学问的应用会起到很大的指导和帮助作用。而现在只是对MAT1.AB的发展应用有了初步的了解，对其数值计算、符号运第、图形处理等功能及MAT1.AB在计算方法和建仿照其中的应用有初步学习。假如要将MAT1.AB运用到现实牛.活学习中屈，那么我们还须进一步深以次的学习探讨MATI.AB的运用，对F现实中存在的问题再敢于提出可行性的方案，尝试去解决我们遇到的问题，学以致用，只有这样才能真正的把我们所学习学问的意义呈现出来，把MAT1.AB科学有效的运用起来。本文以MAT1.AB6.5为基珈通过简洁介绍MATI.AB发展，特点优势以及MT1.B的不同功能和其在各种数学物理模型中的应用来论述MAT1.AB的发呈现状，并对MAT1.AB将来发展进行展望，进步巩固学习成果，加深对学问的了解。尤其，本文符若重介绍MT1.B的图形处理功能和SinUHink的应用，最终部分本文将描写作者在本学期课程学习中的心得体会。关键字：MAT1.AB发呈现状图形处理功能Simulink一、MAT1.AB发呈现状1、1MAT1.AB简介Matlab是"Matrix1.aboratory”的缩写，意为“矩阵试验室”，是当今美国很流行的科学计算软件.信息技术、计算机技术发展到今日，科学计算在各个领域得到r广泛的应用.在很多诸如限制论、时间序列分析,系统仿真、图像信号处理等方面产生.了大量的矩阵及其相应的计算问题.自己去编写大量的繁复的计算程序，不仅会消耗大量的时间和精力，减缓工作进程,而且往往旗量不高.美国MaIhWork软件公司推出的Matlab软件就是为了给人们供应一个便利的数值计算平台而设计的.Matlab是一个交互式的系统，它的基本运第单元是不需指定维数的矩阵.依据IEEE的数值计算标准(能正确处理无穷数Inf(Infinity),无定义数NaN（not-a-number）及其运算）进行计算，系统供应了大量的矩阵及其它运能函数，可以便利地进行些很困琲的计算，而Il运算效率极高。Matlab吩咐和数学中的符号、公式特别接近，可读性强，简洁驾驭，还可利用它所供应的编程语言进行编程完成特定的工作。除基本部格外，Matlab还依据各特地领域中的特殊须要供应/很多可选的工具箱，如应用于自动限制领域的ContrOlSystemI具箱和神经网络中NeuralNetwork工具箱等。1、2MAT1.AB语言特点及优势I、2、1语言特点MAT1.AB被称为第四代计算机语言，利用其丰富的函数资源，使编程人员从繁预的程序代码中解放出来.MAT1.AB的最突出的特点就是简洁。MAT1.AB用更直观的、符合人们思维习惯的代码,代替rC和FORTRAN语言的冗长代码“MAT1.AB给用户带来的是最直观、最简洁的程序开发环境。以卜简洁介绍一下VAT1.AB的主要特点。（1）语言简洁紧凑，运用便利敏拢，库函数极其丰富.MAT1.AB程序书写形式自由，利用其丰宓的库函数避开繁杂的子程序编程任务，压缩了一切不必要的编程工作。由于库函数都由本事域的专家编写，用户不必担忧函数的牢靠性。（2）运舞符丰富.由于MAT1.AB是用C语言编写的，MAT1.AB供应了和C语言几乎一样多的运算符，敏捷运用MAlTAB的运算符将使程序变得极为简短，详细运算符见附表。（3） MAT1.AB既具有结构化的限制语句（如for循环、WhiIe循环、break语句和if语句），又有面对对象编程的特性。（4）语法限制不严格,程序设计自由度大。例如，在MAT1.AB里,用户无需时矩阵预定义就可运用。<5）程序的可移植性很好，基本上不做修改就可以在各种型号的计算机和操作系统上运行。（6）MAT1.AB的图形功能强大。在FORTRAN和C语言里,绘图都很不简洁，但在MAT1.AB里.，数据的可视化特别简洁.MAT1.AB还具有较强的编辑图形界面的实力。(7)MJvr1.AB的缺点是，它和其他高级程序相比，程序的执行速度较慢。由于MAT1.AB的程序不用编评等预处理，也不生成可执行文件，程序为说明执行，所以速度较慢。(8)功能强劲的工具箱是MAT1.AB的另一全大特色。MAT1.AB包含两个部分：核心部分和各种可选的工具箱。核心部分中有数百个核心内部函数。其工具箱又可分为两类：功能性工具箱和学科性工具箱.功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能、图示建仿照其功能、文字处理功能以及与硬件实时交互功能。功能性工具箱能用于多种学科。而学科性工具箱是专业性比较强的，如control、toolbox、signalprocessingtoolbox,Conmunicationtoolbox等。这些工具箱都是由该领域内的学术水平很尚的专家编写的，所以用户无需编写自己学科范用内的基础程序，而干脆进行高、精、尖的探讨。卜表列出了MAT1.AB的核心部分及其工具箱等产品系列的主要应用领域。(9)源程序的开放性.开放性或许是MAT1.AB最受人们欢迎的特点。除内部函数以外，全部MAT1.AB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文件构成新的工具箱.K2、2优势(1)友好的工作平台和*程环境MAT1.AB由一系列工具组成。这些工具便利用户运用MAT1.AB的函数和文件，其中很多工具采纳的是图形用户界面。包括MAT1.AB桌面和吩咐窗口、历史吩咐窗口、编辑泯和调试器、路径搜寻和用F用户阅读帮助、工作空间、文件的阅读潺。随着MAT1.AB的商业化以及软件本身的不断升级，MAT1.AB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，操作更简洁。而且新版本的MAT1.AB供应了完整的联机隹询、帮助系统，极大的便利了用户的运用。简洁的编程环境供应了比较完备的调试系统，程序不必经过编译就可以干脆运行，而且能够刚好地报告出现的错误及进行出错缘由分析“(2)简清Il用的程序语盲Matlab个高级的矩阵/阵列语言，它包含限制语句、函数、数据结构、输入和输出和面对对缭编程特点。用户可以在吩咐窗口中招输入语句与执行吩咐同步，也可以先编写好一个较大的困难的应用程序（M文件）后再一起运行。新版本的MAT1.AB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+语言极为相像，而且更加简洁，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运用。而且这种语言可移植性好、可拓展性极强，这也是MAT1.AB能够深化到科学探讨及工程计算各个领域的重要缘由。（3）强大的科学计算机数据料实力MAT1.AB是个包含大量计算算法的集合。其拥仃600多个工程中要用到的数学运算函数.可以便利的实现用户所需的各种计算功能。函数中所运川的算法都是科研和工程计算中的最新探讨成果，而前经过了各种优化和容错处理。在通常状况下，可以用它来代替底层编程语言，如C和C+。在计算要求相同的状况下，运用MAT1.AB的编程工作地会大大削减。MAT1.AB的这些函数集包括从最简洁最基本的函数到诸如矩阵，特征向量、快速傅立叶变换的困难函数。函数所能解决的问题其大致包括矩阵运算和线性方程组的求解、微分方程及偏微分方程的组的求解、符号运兑、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问胭、稀疏矩阵运算、纪数的各种运算、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）精彩的图形处理功能MAT1.AB自产生之日起就具有便利的数据可视化功能，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MAT1.AB对整个图形处理功能作J'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（例如一维曲线和三维曲面的绘制和处理等）方面更加完善，而Il对于些其他软件所没有的功能（例如图形的光照处理、色度处理以及四维数据的表现等），MRT1.ABI可样表现/精彩的处理实力。同时对一些特殊的可视化要求，例如图形对话等，MAT1.AB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MAT1.AB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H台工具箱MT1.AB对很多特地的领域都开发了功能强大的模块集和工具箱。一般来说，它们都是由特定援域的专家开发的，用户可以干脆运用工具箱学习、应用和评估不同的方法而不须要自己编写代码.口前，MT1.B已经把工具箱延长到了科学探讨和工程应用的诸多领域，诸如数据采集、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、限制系统设计、1.Ml限制、售棒限制、模型预料、模糊逻辑、金融分析、地图工具、非线性限制设计、实时快速原型及半物理仿真、嵌入式系统开发、定点仿真、DSP与通讯、电力系统仿真等，都在工具箱(TOOlboX)家族中有自己的一席之地。(6)好用的程序接口和发布平台新版本的MAT1.AB可以利用Mjvr1.AB编译器和C/C+数学库和图形库，将自己的MAT1.AB程序自动转换为独立于MAT1.AB运行的C和C+代码。允许用户编写可以和MAT1.AB进行交互的C或C+语言程序另外，MAT1.AB网页服务程序还容许在Web应用中运用臼己的MAT1.AB数学和图形程序。MAT1.AB的一个IR要特色就是具仃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VAT1.AB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、限制系统、神经网络、模树逻辑、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,运用户更便利地限制多个文件和图形窗口：在编程方面支持r函数嵌套，有条件中断等：在图形化方面，有更强大的图形标注和处理功能,包括对性对起连接注押等；在输入输出方面，可以干脆向EXCel和HDF5进行连接。K3MAT1.AB的功能MAT1.AB有着强大的功能，可以用来进行多种工作，详细如下：数值分析、数值和符号计算、工程与科学绘图、限制系统的设计与仿真、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、财务与金融工程等。由于MAT1.AB功能太多，不行能介绍,并口每个功能涉及内容乂很多.介绍起来比较繁琐，因此我们只以图形处理功能为例，通过对M八TSB图形处理的介绍来展示它的强大功能，并以点代面，进而进步体现MAT1.AB的发呈现状。MAT1.AB供应了大量用于将矢量数据以曲线图形方式进行显示的函数，包括用丁实现图标绘制、科学曲线绘制和各种专业数据可视化显示的二维图形绘制函数；用于表示向地场的数据及二元函数的图形表达的三维图形绘制函数：供应了用于图形效果高级处理的相关函数以及图形句柄操作函数：柱状图、饼图和直方图等特殊图形绘制函数：动画制作等丰京的3D可视化功能。1、3、1二维图形(TWOdimenSionaIPIOttiIIg)1 .基本绘图函(BaSiCplottingfunction)：Plot,semiIogx,semilogy,loglog,polar,plotyy(1) .单矢量修图(in<levectorplotting)slot(y),矢量y的元素与y元素下标之间在线性坐标下的关系曲线。例1：单矢量绘图y=00.62.358.311.71517.719.420：plot(y)可以在图形中加标注和网格,例2：给例1的图形加网格和标注。y=00.62.358.311.71517.719.420;plot(y)I"le('简洁绘图举例')；XIabeI('单元卜标ylabel('给定的矢fit');grid(3) .对数坐标域图(PlotInginIogarIthMcoordinate)x轴对数semilogxly轴对数semiIogy1双对数loglog,例：绘制数组y的线性坐标图和：种对数坐标图.y=00.62.358.311.71517.719.420；subplot(2,2.1)plot(y)subplot(2,2,2)semiIogx(y)subplot(2,2,3)semilogy(y)subplot(2,2,4)lolog(y)(4)极坐标飨图(Plottinginpolarcoordinate)polar(theta,rho)theta一角度，rho一半径例：建立简沽的极坐标图形。l=0:.01:2*pi;polar(t,sin(2*t).*cos(2*t)多重曲线绘图(MUltiPlecurveplotting)(5)一组变绘图(Agroupvariableplotting)plot(x,y)（八）X为矢量，y为矩阵时plol(x,y)用不同的颜色绘制y矩阵中各行或列对应于X的曲线。例1：x=0:pi/50:2*pi;y(l,:)=sin(x);(b)X为矩阵，y为矢址时绘图规则与（八）y(2,:)-0.6*sin(x)：y(3,:)-0.3*sin(x)：plot(x,y)的类似，只是将X中的每一行或列对应于y进行绘图。例2：x(l,:)=0:pi/50:2*pi;X(2,:)=pi/4:pi/50:2*pi+pi/4:X(3,:)=pi/2:pi/50:2*pi+pi/2;y=sir(x(l,:);plot(x,y)(c)X和y是同样大小的矩阵时，plot(x,y)绘制y矩阵中各列对应丁x各列的图形。例3：x(:,1)=0=pi502*pil,;x(:,2)=pi/4:pi/50:2*pi+pi/4'x(:»3)-pi2rpi502*pi*pi21,：y(,1)=sin(x(:,1);y(:,2)=0.6*sin(x(:,0)：y(:,3)=0.3*sin(x(:,1);plot(x,y)X和y是同样大小的矩阵时，plot(x,y)绘制y矩阵中各列对应FX各列的图形。这里X和y的尺寸都是101X3,所以画出每条都是101点组成的三条曲线。如行列转置后就会画出101条曲线，每条线由三点组成.x(l.:)=0:pi/50:2*pi:x(2,:)=pi/4:pi/50:2*pi+pi/4;X(3,:)=pi/2:pi/50:2*pi+pi/2：y(l,:)=sin(x(l,:);y(2,:)=0.6*sin(x(l,:);y(3,:)=0.3*sin(x(l,:):plot(x,y)(d)假如y是矩阵,则plot(y)绘出y中各列相对于行号的图形,对于n行矩阵,X轴的坐标为(6)多组变t8B(Multiplegroupvariablesplotting):对于一系列相应的矩阵yi和xi,可以运用多组变量绘图法:plot(xl,yl,x2,y2,xn,yn),这种方法的优点是允许招不同大小的矩阵或矢量的图形绘制在一张图上。例：多组变量绘图。x-0:pi/50:2*pi：yl=sir(x);y2=0.6*sin(x)：y3=0.3*sin(x);plot(x,yl,x,y2,x1y3)>(7)双丫粕绘图：Plotyy,在一个图形窗口绘制两组数据曲线，共用一个X轴，图形两边各有一个y轴。两条图线可以调用不同的绘图方法。例1：x=0:0,3:12;y=cxp(-O.3*x).*sin(x)+0.5：plotyy(x,y,x1y,'plot'/StCnf)左侧y轴对应plot形式的绘图，右侧y轴对应stem形式的曲线。(8)图线形式和包(Stylendlorofplot)图线的形式：(styleofPlot)MAT1.AB供应的四种线形，实线虚线-,冒号线：，点划线一.标记点类型：.，+,*,。，X,s(或SqUare),d(或diamond),V,<,>,p(或Pentagram),h(或hexagram),plot(x,y,),plot(xl,yl,:*,x2,y2,*,)例1：选择不同的线形绘图。l=0:pi/100:2*pi;y=sin(t);y2=sin(t-0.25);y3=sin(t-0.5):plot(t,y,-,lt,y2,-',t.y3,线的颜色(COIOrOfPIOt)：MAT1.AB中可选的颜色:红r,绿&蓝b,黄y,紫红m(mycetin),c(cyan)黑例:x=0:pi/20:2*pi：y-sin(x);rkerEdgeColor,'k,.plot(x,y,'r'),plot<x,y,g+')'MaikerFaceColor',y','MarkerSize,10)(9)复绘图(CanPIxplotting)plot用于函数绘制竟数的图形时，通常虚部是被忽视的。但plot只作用于中个红变量Z时，则绘出的是实部对虚部的关系图(更平面上的一组点)。即这时PIOl(Z)等价丁plot(real(z).例：画一个20边的多边形(用exp函数生成)，顶角用小网圈表示。t-0:pi/10:2*pi：plot(exp(i*t)t,o')axis(,square')假如在豆平面绘制多重线,只能分别以实部和虚部为坐标来绘制，否则虚部将被忽视，并给出警告。1、3、2三维图形MAT1.AB语言供应了三维图形的处理功能.与二维图形相像.绘制三维图形时可以运用MAT1.AB语言供应的相关函数：三维线图指令plot3»%该程序用于绘制三维的螺旋曲线图»t=0:pi/50:20*pi;»plot3(sin(t),cos(2*t),sin(t)+cos(t)>(1)三维网线图运用mesh函数来绘制：.维网格图形:»z-peaks(50)：»mesh(z);>（2）三维曲面图可是运用SUrf函数来绘制三维表面图形：»X,Y=meshgri<i(-4:0.2:4);»Z=exp(-O.5*(X.2-Y.2);»surf(X,Y,Z)随着科学技术的发展，尤其是计免机啊的快速发展和普及，行行业业都产生了自己的专用软件。那么，在数学领域，MatIab也将进步发展和完善。MAT1.AB进一步的发展，其用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计鸵等方面的功能会进一步提高和完善。目前MAT1.AB主要包括MAT1.AB和Simulink两大部分。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面数数二。由于MAT1.AB是主要面对科学汁卯、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。在将来它将会将数值分析、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功能集成在一个易丁运用的视窗环境中，为科学探讨、工程设计以及必需进行有效数值计算的众多科学领域供应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。将来MAT1.AB将会代表国际科学计算软件的特别先进的水平。MAT1.AB的基本数据堆位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式特别相像，故用MAT1.AB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MATUB也汲取了像Maple等软件的优点，使MAT1.AB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,C+,JAVA的支持。可以干脆调用，用户也可以将自己编写的好用程序导入到MAT1.AB函数库中便利自己以后调用，此外很多的MAT1.AB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以干脆进行下载就可以用。由此可以预期，在今后MAT1.AB会得到全面的发展,无论是通过MathWork公司还是通过MAT1.AB爱好者,其各项功能和重要性都会有极大的提高，特殊是在动态仿真方面。在今后，由于MAT1.AB具有极大的优越性，因此它的重要性在数学领域中的地位将无法替代。MAT1.AB凭借其科学计尊与图形可视化功能完备结合以及开放的设计理念，在全国受到了普遍欢迎.这是一款好用的软件，更是一把特别好用的工具。通过学习，我了解到了Mvr1.AB在科学计算，图形和程序设计等三个方面的应用。其中，科学计算部分，用到了我们所学的高等数学、线性代数、复变函数、计算机数值方法、概率论与数理统计和我们即将学到的运筹学等学科的学问.他就像一台试验机一样，为我们供应了一个很好的练习平台，让我们巩固学过的学问，孜孜不倦的为我们服务。图形部分介绍如何利用MAT1.AB绐出的已有函数绘图，如何用点、线、面从底层构建图形，以及科学计算可视化、计算几何等。MAT1.AB的图形功能特别强大，科学计算与图形功能紧密结合是MAT1.AB的主要特点之一。程序设计部分介绍M文件设计、图形用户界面设计、文件操作、编译和接口等内容。并且对SimUlink有了肯定程度上的了解。从中也相识到自己还有很多的不足，还须要进一步加强。MAT1.AB在科学应用领域也是很广泛的，在这一方面的应用对于我们来说是另一个层次，只有不断完善自我的学问才能达到如此境界。MAT1.AB从面世到现在的时间并不算很长，但它的发展却很快，在很我领域中会用到它，由此可见MT1.B对社会的发展有重大意义。作为一个当代高校生，我们应当更加深化的去了解它，学习它，在今后的学习与生活中多加以利用,不断加强我们滋生对其的相识水平，信任与此同时它也会给我们的学习与工作带来极大的便利。通过学习，我现在可以用MAT1.AB实现点、线、面的绘制、若色和变换，可以从零起先构建任何图形。这些功能实现的过程是很有意思的个过程，当得到了满足的图形时，心中那种啸傲感无与伦比，很用爱这种感觉。虽然，MAT1.AB仅仅是一门课，但我却学到了远非书本上有的很多东西，他给了我很大的帮助。四、参考文献I高会生等译MAT1.AB原理与工程应用电子工业出版社2(X)2.6116-120【2】王沫然著MT1.B与科学计.算电子工业出版社2010.198-1023周金萍著MAT1.AB6.5图形图像处理与应用实例科学出版社2003.873-744苏金明王永利著MAT1.AB好用指南(上册)电子工业出版社2004.11299-301【5】田思庆,王鹤，玄子玉著.自动限制原理.北京:中国水利水电工业出版社2006.