第7章优化设计

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1、第1章MATLAB入门第1章MATLAB入门MATLAB是由美国MathWorks公司发布的，主要面向科学计算、可视化以及交互式程序而设计的高科技计算环境。MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件，在数学类科技应用软件中的数值计算方面首屈一指。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，在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C和FORTRAN）的编辑模式，代表了

2、当今国际科学计算软件的先进水平。MATLAB主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通信、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。1.1MATLAB发展历程MATLAB是一款成熟的软件，同时也是不断扩展的软件。其最初版本出现在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、SteveBangert合作成立的MathWorks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

3、件。其发展历程如表1-1所示。表1-1MATLAB发展历程版本号建造编号发布时间MATLAB1.01984MATLAB21986MATLAB31987MATLAB3.51990MATLAB41992MATLAB4.2CR71994MATLAB5.0R81996MATLAB5.1R91997MATLAB5.1.1R9.11997MATLAB5.2R101998MATLAB5.2.1R10.11998·47·第1章MATLAB入门续表版本号建造编号发布时间MATLAB5.3R111999MATLAB5.3.1R11.11999MATLAB6.0R12

4、2000MATLAB6.1R12.12001MATLAB6.5R132002MATLAB6.5.1R13SP12003MATLAB6.5.2R13SP22003MATLAB7R142004MATLAB7.0.1R14SP12004MATLAB7.0.4R14SP22005MATLAB7.1R14SP32005MATLAB7.2R2006a2006MATLAB7.3R2006b2006MATLAB7.4R2007a2007MATLAB7.5R2007b2007MATLAB7.6R2008a2008MATLAB7.7R2008b2008MATLAB7

5、.8R2009a2009.3.6MATLAB7.9R2009b2009.9.4MATLAB7.10R2010a2010.3.5MATLAB7.11R2010b2010.9.3MATLAB7.12R2011a2011.4.8MATLAB7.13R2011b2011.9.7MATLAB7.14R2012a2012.3.1MATLAB8.0R2012b2012.9.111.2MATLAB功能特点MATLAB命令可控、可编程，有上百个预先定义好的命令和函数，这些函数能通过用户自定义函数进一步扩展。MATLAB本身带有许多强有力的命令，例如，能够用一个单一

6、的命令求解线性系统，能完成大量的高级矩阵处理，能绘制色彩绚丽的二维、三维图形，能与其他程序一起使用。1.2.1MATLAB功能根据MATLAB可实现的任务性质，将其强大的功能划分为如下几点：·47·第1章MATLAB入门（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）具有友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言，易于学习和掌握。（4）具有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。1.2.2MATLAB语言

7、特点被称为第四代计算机语言的MATLAB，其函数资源丰富，编程人员可以从繁琐的程序代码中解放出来。MATLAB最突出的特点是简洁，它给用户带来的是最直观、最简洁的程序开发环境。其主要语言特点如下。（1）语言简洁紧凑MATLAB是一种高级的矩阵/阵列语言，其包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出以及面向对象编程等特点。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语言是基于流行的C++语言基础的，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

8、表达式的书写习惯，使之更利于非计算机专业的科技人员使用。另外，这种语言可移植性好、可拓展性强，这也是MATLAB能够深入到科学研究及工程