Matlab 版 (精华区)

发信人: zhili (北侠), 信区: Matlab
标  题: [转载] MATLAB及其应用
发信站: 紫 丁 香 (Sat Sep 12 13:11:57 1998), 转信

【 以下文字转载自 Graduate 讨论区 】
【 原文由 zhili 所发表 】
按:这是上个学期写的,现在经过十几次讲座后,发现有些地方可以进行
增删,所以后面的教学大纲基本上是一个草稿.在春季上课时将有一定变化.
同时希望大家提出各自的建议.欢迎大家选课!
另外,为了明年的课可以上的好一些,今年年底开始我将在服务器上增加
MATLAB网络答疑以及MATLAB最新动态等服务.如果能有更多的人来听这门
课,可能还有其他的一些网络服务.....
这门课针对全校所有的专业
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MATLAB及其应用
一、开课的目的和意义
MATLAB是基于矩阵的一种计算工具，它已经成为世界各国高校和研究人员中最为
流行的软件之一。它提供了丰富可靠的矩阵运算、数据处理、图形绘制、图像处
理等便利工具，并且由于Matlab的广泛应用，很多理论的创始人在MATLAB上开发
了相关的工具箱，现在MATLAB附带的各方面工具箱有：控制系统、通讯、符号运
算、小波计算、偏微分方程、数据统计、图像、金融、LMI控制、QFT控制、数字
信号处理、模糊控制、模型预估控制、频域辨识、高阶谱分析、统计学、非线性
控制系统、图像处理、神经元网络、m分析、信号处理、插值、优化、鲁棒控制、
控制系统设计、系统辨识等等，并且MATLAB提供了图形化的时域仿真程序----
Simulink，在高校中还开发有：振动理论、化学统计学、语音处理等等方面的工
具箱。
使用MATLAB，工作效率可能有成百上千倍的提高，使得研究工作真正是在做研
究，而不是在编程。使用MATLAB大大简化了学习和研究中编程量，比如：使用
C或者Fortran编写一个优化的程序，一般需要几百行或者几千行的程序，并且
在首次写程序时还可以能需要大量的时间来调试这个程序，当这个程序能够运
行时，可能花费掉一个星期或者更长的时间，而下一次在进行另一种优化方法
的运算时，需要同样的时间工作，也就是说，使用这些语言编程时，大量时间
花在了编程序上，而不是研究人员应当做的思考工作，大大降低了工作效率。
如果使用MATLAB编程，一个优化程序只需要10行以下的程序，因此基本不
会出现错误，这样在1分钟左右就完成了编程，并且马上就可以运行看到结果，
如果想改变优化算法，只需要把优化的函数名改掉就可以了，也就是说使用
MATLAB，工作效率可能有成百上千倍的提高，使得研究工作真正是在做研究，
而不是在编程。
推广使用MATLAB，可以提高博士论文质量，保证两年制硕士培养的质量。由于
MATLAB对工作效率的提高，在研究中的编程量大大降低，使得研究生可以有更
多的时间考虑课题，这样可以在同样的时间内出更多的成果，为博士3年、硕士
两年能够按时毕业打下了基础。另外，MALTAB的工具箱很多是由该领域的的权
威人士编写的，跟踪着世界的前沿，所以基本上代表着世界的前沿，而在这些
工具箱之上工作，可以提高论文的质量；MATLAB工具箱更新和建立比较快，比
如在小波变换刚出现时，MIT就编写了了WAVELET工具箱，现在在MATLAB中成为
标准配置，这很有利于我们的论文和能跟踪世界的前沿。
MALTAB在国外有了很广泛的应用。在国外很多高校大量应用MATLAB并开了MATLAB
有关的课程；在国内，MATLAB是上海交大的一些专业博士入学的考试课程，西安
交大的李人厚老师极力推广MATLAB并组织人力翻译了MATLAB的手册。1995年后，
国内编写出版了多本有关MATLAB的书籍，极大地推进了MATLA的推广应用。
在我们学校，对MATLAB还没有广泛重视，大家基本上是在各自为战，很多专业希
望能够有一门好的适用于自己专业的工具，但是苦于没有指导和帮助。汽轮机
专业调节组应用MATLAB已经有近10年的历史，从PC-MATLAB到MATLAB5.1，基本
同步使用MATLAB的最新版本，积累了较多的实际应用经验。近几年来，我们强
烈认识到MATLAB对研究工作的重要性。为了推动MATLAB的应用，我们组进行了
多次MATLAB学术活动，目前我们正在开展"MALTAB月"活动，组织了多次有关
MATLAB的学术活动，引起了很多研究单位的关注。虽然我们的学术活动一般
安排在休息日，并且有的还在假期，每次学术活动还是有30多人参加，除了
我们课题组的人外，参加者还有2系其它每个专业、4系、机器人所、18系、
物理系等等，并且还有从哈尔滨建筑大学来的博士生。学术活动在网络上公布
后，引起了很大的反响，尤其"五一"期间的讲座（由于正好是在放假，很多人
想来听，虽然时间冲突比较大，还是有26人参加，事后多人希望能再次参加或
者索要讲义）。很多参加讲座的同志反映收获很大，并且希望能够成为学校的
正式课程，以便更多的同志有机会学习MATLAB这一进行科学研究的有利工具。
学术讲座为开设MATLAB及其应用的课程打下了坚实的基础。
二、教学大纲
1. 目标
学会使用MATLAB基本功能，为在科研中应用打下基础。掌握在MATLAB中进行矩
阵运算、多项式处理、控制语句、数字信号处理、绘制二维、三维图形；掌握
MATLAB的基本编程技巧，可以比较熟练的编写MATLAB程序。掌握SimuLink仿真
的基本方法和元件构成，可以使用SIMULINK建立一般的时域仿真程序。掌握
MATLAB的优化工具箱、插值工具箱、符号运算几个通用工具箱的使用和基本函
数。学会自己在网络上查找有关MATALAB最新资料和查找MATLAB工具箱。
2. 课程内容
1). MATLAB语言基础（10学时）
l MATLAB基本构成
l MATLAB矩阵运算及应用
l MATLAB二维图形绘制及应用
l MATLAB三维图形绘制及应用
l MATLAB基本数据分析方法及应用
l MATLAB多项式处理及应用
l MATLAB信号处理及应用
l MATLAB控制语句和文件操作
l MATLAB程序调试方法
2).SIMULINK基础(8课时)
l SIMULINK基本结构
l SIMULINK基本建模方法及应用
l SIMULINK基本元件
l SIMULINK仿真分析方法及其应用
3).通用工具箱基础(6课时)
l 优化工具箱基本函数及其应用
l 插值工具箱基本函数及其应用
l 符号运算基本函数及其应用
4).MATLAB高级应用举例(6课时)
多种实际应用中的使用举例。
3.课时
课堂讲授时间为30课时。
4.对象
全校各专业的博士、硕士。
5.教室
最好能够使用学校的多媒体教室，可以提高讲课的效果。
6.任课教师
鲍文，讲师，博士
于达仁，教授，博士
7.参考书
1.李人厚。
2.张培强。Matlab语言-演算纸式的科学计算语言。中国科技大学出版社，1995
3.施阳。MATLAB精要及动态仿真工具SIMULINK。西北工业大学出版社，1996

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