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MATLAB 的名称源自 Matrix Laboratory ,它是一种科学计算软件,专门以矩阵的形式处理数据。
MATLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起,并提供了大量的内置函数,从而被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作,而且利用 MATLAB 产品的开放式结构,可以非常容易地对 MATLAB 的功能进行扩充,从而在不断深化对问题认识的同时,不断完善 MATLAB产品以提高产品自身的竞争能力。
目前 MATLAB 产品族可以用来进行:
·数值分析
·数值和符号计算
·工程与科学绘图
·控制系统的设计与方针
·数字图像处理
·数字信号处理
·通讯系统设计与仿真
·财务与金融工程
MATLAB是 MATLAB 产品家族的基础,它提供了基本的数学算法,例如矩阵运算、数值分析算法,MATLAB 集成了 2D 和 3D图形功能,以完成相应数值可视化的工作,并且提供了一种交互式的高级编程语言—— M 语言,利用 M语言可以通过编写脚本或者函数文件实现用户自己的算法。
MATLAB Compiler 是一种编译工具,它能够将那些利用MATLAB 提供的编程语言—— M 语言编写的函数文件编译生成为函数库、可执行文件 COM 组件等等。这样就可以扩展 MATLAB 功能,使MATLAB 能够同其他高级编程语言例如 C/C++ 语言进行混合应用,取长补短,以提高程序的运行效率,丰富程序开发的手段。
利用M 语言还开发了相应的 MATLAB专业工具箱函数供用户直接使用。这些工具箱应用的算法是开放的可扩展的,用户不仅可以查看其中的算法,还可以针对一些算法进行修改,甚至允许开发自己的算法扩充工具箱的功能。目前 MATLAB产品的工具箱有四十多个,分别涵盖了数据获取、科学计算、控制系统设计与分析、数字信号处理、数字图像处理、金融财务分析以及生物遗传工程等专业领域。
Simulink是基于 MATLAB的框图设计环境,可以用来对各种动态系统进行建模、分析和仿真,它的建模范围广泛,可以针对任何能够用数学来描述的系统进行建模,例如航空航天动力学系统、卫星控制制导系统、通讯系统、船舶及汽车等等,其中了包括连续、离散,条件执行,事件驱动,单速率、多速率和混杂系统等等。 Simulink提供了利用鼠标拖放的方法建立系统框图模型的图形界面,而且 Simulink 还提供了丰富的功能块以及不同的专业模块集合,利用 Simulink几乎可以做到不书写一行代码完成整个动态系统的建模工作。
Stateflow是一个交互式的设计工具,它基于有限状态机的理论,可以用来对复杂的事件驱动系统进行建模和仿真。 Stateflow 与 Simulink 和MATLAB 紧密集成,可以将 Stateflow 创建的复杂控制逻辑有效地结合到 Simulink 的模型中。
在MATLAB 产品族中,自动化的代码生成工具主要有 Real-Time Workshop ( RTW )和 Stateflow Coder,这两种代码生成工具可以直接将 Simulink 的模型框图和 Stateflow 的状态图转换成高效优化的程序代码。利用 RTW生成的代码简洁、可靠、易读。目前 RTW 支持生成标准的 C语言代码,并且具备了生成其他语言代码的能力。整个代码的生成、编译以及相应的目标下载过程都是自动完成的,用户需要做得仅仅使用鼠标点击几个按钮即可。MathWorks 公司针对不同的实时或非实时操作系统平台,开发了相应的目标选项,配合不同的软硬件系统,可以完成快速控制原型( RapidControl Prototype )开发、硬件在回路的实时仿真( Hardware-in-Loop )、产品代码生成等工作。
另外, MATLAB 开放性的可扩充体系允许用户开发自定义的系统目标,利用Real-Time Workshop Embedded Coder 能够直接将 Simulink 的模型转变成效率优化的产品级代码。代码不仅可以是浮点的,还可以是定点的。
MATLAB 开放的产品体系使 MATLAB 成为了诸多领域的开发首选软件,并且, MATLAB 还具有 300 余家第三方合作伙伴,分布在科学计算、机械动力、化工、计算机通讯、汽车、金融等领域。接口方式包括了联合建模、数据共享、开发流程衔接等等。
MATLAB 结合第三方软硬件产品组成了在不同领域内的完整解决方案,实现了从算法开发到实时仿真再到代码生成与最终产品实现的完整过程。
主要的典型应用包括:
·控制系统的应用与开发——快速控制原型与硬件在回路仿真的统一平台 dSPACE
·信号处理系统的设计与开发——全系统仿真与快速原型验证, TI DSP 、 Lyrtech 等信号处理产品软硬件平台
·通信系统设计与开发——结合 RadioLab 3G 和 Candence 等产品
·机电一体化设计与开发——全系统的联合仿真,结合 Easy 5 、 Adams 等
作为和Mathematica、Maple并列的三大数学软件。其强项就是其强大的矩阵计算以及仿真能力。要知道Matlab的由来就是Matrix+ Laboratory =Matlab,所以这个软件在国内也被称作《矩阵实验室》。每次MathWorks发布Matlab的同时也会发布仿真工具Simulink。在欧美很多大公司在将产品投入实际使用之前都会进行仿真试验,他们所主要使用的仿真软件就是Simulink。Matlab提供了自己的编译器:全面兼容C++以及Fortran两大语言。所以Matlab是工程师,科研工作者手上最好的语言,最好的工具和环境。Matlab已经成为广大科研人员的最值得信赖的助手和朋友!
Matlab 2008b于2008.10月最新发布.
2008b版本 包含 MATLAB 和 Simulink 中的新特性、两个新产品以及 91 个其他产品的更新和缺陷修复,包括 PolySpace 代码验证产品。MathWorks 软件维护服务的购买用户可以下载产品更新。
从 R2008a 开始,MATLAB 和 Simulink 产品系列需要用户进行激活。R2008b 增强了许可中心的功能,这是一个用于管理许可和用户信息的在线工具。
MATLAB 产品系列的新增功能包括
* MATLAB 中用于查找函数的 Function Browser(函数浏览器)以及函数参数的自动帮助
* MATLAB 中用于生成随机数的新算法,包括能够创建多个独立流
* MATLAB 中对 netCDF 和 JPEG 2000 文件格式的支持
* 能使用 MATLAB Compiler(MATLAB 编译器)发布 Parallel Computing Toolbox(并行计算工具箱)应用程序,这些程序与MATLAB Distributed Computing Server(MATLAB 分布式计算服务器)一起运行
* Symbolic Math Toolbox(符号数学工具箱)中新的记事本接口,它能用于管理和记录符号计算,以及从 MATLAB 直接访问 MuPAD 符号引擎和语言
* Statistics Toolbox(统计工具箱)中的非线性混合效果(NLME)模型
* Econometrics Toolbox(计量经济学工具箱),这个新产品整合了 GARCH Toolbox(GARCH 工具箱)的功能,用于经济预测和风险管理
Simulink 产品系列的新增功能包括:
* 可用于创建物理模型组件的新的基于 MATLAB 语言的Simscape环境
* 高达 128 位的定点数据类型,可用于加快仿真、自动代码生成、Embedded MATLAB(嵌入式 MATLAB)代码以及 Simulink Fixed Point
* Stateflow(状态流) 图表中对嵌入式 Simulink 函数调用子系统的支持
* Real-Time Workshop Embedded Coder中针对嵌入式 MATLAB 代码的目标特定代码生成,以及封装 C++ 类接口的生成
* xPC Target(xPC 目标)中的 CD 和网络启动选项以及对实时以太网 I/O 支持
* SimElectronics, 这个新产品用于电子和电动机械系统的建模与仿真
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