信息科學(xué) nformation ScienceMATLAB的應(yīng)用分析卞春雨哈爾濱師范大學(xué),黑龍江哈爾濱150000摘要 MATLAB Matrix la bora tory,即“矩陣實驗室”)是集數(shù)值計算、符號運(yùn)算及圖形處理等強(qiáng)大功能于一體的科學(xué)計算語言。其編程效率高,擴(kuò)充能力強(qiáng),語勺簡單、易學(xué)易用,是當(dāng)今世界上最優(yōu)秀的數(shù)值計算軟件,也是目前工程界最廣的科學(xué)計算語言。在電路、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理及自動控制原理等諸多方面已被廣泛應(yīng)用。本文對 MATLAB的應(yīng)用進(jìn)行了分析關(guān)鍵詞 MATLAB;矩陣;建模中圖分類號TP312文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1674-6708(2010)17-0118-030引言準(zhǔn)的輸入輸出語句,不用“指針”,不需編譯,比其他語言少了很21世紀(jì)將以科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展為特征,中華民族在國際多大家庭的地位將取決于我國的綜合國力,高速度高質(zhì)量地培養(yǎng)12 MATLAB語言的特點千千萬萬的技術(shù)人才,是其中一個十分重要的任務(wù)。要做到這一點2.1起點高就必須努力地吸取世界上一切優(yōu)秀的教育思想、教學(xué)手段,并創(chuàng)造性地應(yīng)用于我們的教學(xué)事業(yè)1)每個變量代表一個矩陣,從 MATLAB名字的來源可知當(dāng)前,計算機(jī)已經(jīng)被成功地應(yīng)用于工程設(shè)計和制造業(yè)中,在它以矩陣運(yùn)算見長,在當(dāng)前的科學(xué)計算中,幾乎無處不用矩陣運(yùn)發(fā)達(dá)國家中其普及率已經(jīng)超過90%,它成倍地提高了勞動生產(chǎn)率這使它的優(yōu)勢得到了充分的體現(xiàn)。在 MATLAB中,每個變量代創(chuàng)造了空前巨大的物質(zhì)文明。它把任何創(chuàng)新思想轉(zhuǎn)化為市場的商表一個矩陣,它可以有個元素品時間縮短了驚人的程度,新產(chǎn)的種類淘汰之快都是20年前無法2)每個元素都看做復(fù)數(shù),這個特點在其他語言中也是不多見想像的。國際互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用加快了產(chǎn)業(yè)全球化的進(jìn)程。在這個極具挑戰(zhàn)的時代中,把計算機(jī)充分運(yùn)用到教學(xué)及工程計算過程3)所有運(yùn)算都對矩陣和復(fù)數(shù)有效,包括加、減、乘、除、函中,顯然具有重要的意義數(shù)運(yùn)算等。我們知道,計算尺發(fā)明于1630年,在大學(xué)中計算尺已被使用1.2.2人機(jī)界面適合科技人員了300多年,大約在1970年左右被計算器完全代替?，F(xiàn)在計算器1)語言規(guī)則與筆算式相似。 MATLAB的程序與科技人員的書在大學(xué)里已使用了30年,它被計算機(jī)所代替已是歷史的必然。教寫習(xí)慣相近,因此,易寫易讀,易于在科技人員之間交流學(xué)工具的每一次更新都大大地提高了教育的效率。因此,自覺地2)矩陣行數(shù)列數(shù)無需定義。要輸入一個矩陣,用其他語言時而不是被動地加快計算機(jī)代替計算器的進(jìn)程,將對大學(xué)教學(xué)效率必須先定義矩陣的階數(shù),而 MATLAB則不必有階數(shù)定義語句,輸?shù)奶岣咂鸬街匾淖饔萌藬?shù)據(jù)的行列數(shù)就決定了它的階數(shù)。在我國隨著計算機(jī)價格的不斷下降和國家對教育投入的加大3)鍵入算式立即得結(jié)果,無需編譯。 MATLAB是以解釋方學(xué)校的裝備和學(xué)生個人購買的計算機(jī)也越來越多,因此在幾年之工作的,即它對每條語句解釋后立即執(zhí)行,若有錯誤也立即作出內(nèi),大學(xué)生自由地使用計算機(jī)設(shè)備將能夠?qū)崿F(xiàn)。大學(xué)本科課程中反應(yīng)。便于編程者馬上改正。這些都大大減輕了編程和調(diào)試的工遍使用計算機(jī)的瓶頸將是軟件。即使在目前,擁有計算機(jī)的教作量師和學(xué)生也未必知道如何用計算機(jī)來幫助他們進(jìn)行課程教學(xué),因1.2.3強(qiáng)大而簡易的做圖功能此要從現(xiàn)在起做好準(zhǔn)備。為了把計算機(jī)更好地用于大學(xué)的課程教育和科學(xué)研究,從1)能根據(jù)輸入數(shù)據(jù)自動確定坐標(biāo)繪圖20世紀(jì)80年代開始,出現(xiàn)了多種科學(xué)計算語言,也稱為數(shù)學(xué)軟2)能規(guī)定多種坐標(biāo)系(極坐標(biāo),對數(shù)坐標(biāo)等);件。經(jīng)過10多年的發(fā)展和競爭,已經(jīng)商品化的有 Matlab, Matrix3)能繪制三維人材中的曲線和曲面Maple, Mathmatical, MathCAD等。它們的功能大同小異,又各有千秋4)可設(shè)置不同顏色、線型和視角等就易學(xué)性和普及性而言,首推 MATLAB語言1果數(shù)據(jù)齊全,通常只需要一條命令即可出圖。1 MATLAB語言簡介1.2.4智能化程度高11 MATLAB語言的發(fā)展1)繪圖時自動選擇最佳坐標(biāo)MATLAB是由美國 Mathworks公司于1984年正式推出的,從2)做數(shù)值積分時,自動按精度選擇步長那時到現(xiàn)在已升級到6x版本。隨著版本的升級,內(nèi)容不斷擴(kuò)充,3)自動檢測和顯示程序錯誤的能力強(qiáng),易于調(diào)試功能更加強(qiáng)大。特別是在系統(tǒng)仿真和實時運(yùn)行等方面,有很多新1.2.5功能豐富,可擴(kuò)展性強(qiáng)進(jìn)展,更擴(kuò)大了它的應(yīng)用前景MATLAB軟件包括基本部分和專業(yè)擴(kuò)展兩大部分?；静糠諱ATLAB是一種科學(xué)計算軟件,主要適用于矩陣運(yùn)算及控制包括:矩陣的運(yùn)算和各種變換;代數(shù)和超越方程的求解,數(shù)據(jù)處和信息處理領(lǐng)域的分析設(shè)計,它使用方便,輸入簡捷,運(yùn)算高效,理和傅里葉變換,數(shù)值積分等等,可以充分滿足大學(xué)理式本科的內(nèi)容豐富,并且很容易由用戶自行擴(kuò)展,因此,當(dāng)前已成為美國計算需要和其他發(fā)達(dá)國家大學(xué)教學(xué)和科學(xué)研究中最常用而必不可少的工具擴(kuò)展部分稱為工具箱。它實際上是用 MATLAB的基本語句編MATLAB語言比較好學(xué),因為它只有一種數(shù)據(jù)類型,一種標(biāo)成的各種子程序集中國煤化工或?qū)崿F(xiàn)某一CNMHG本文是科研項目論文:項目名稱: MATLAB在物理教學(xué)中的應(yīng)用項目編號:11533037《科技傳播》20104(/118類的新算法?，F(xiàn)在已經(jīng)有控制系統(tǒng)、信號處理、圖像處理、系統(tǒng)i。=2A,解上式即得l1和2辨識、模糊集合、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)和小波分析等數(shù)十個工個箱,并且IATLAB的程序還在斷續(xù)發(fā)展中clear, format compactMATLAB的核心內(nèi)容是它的基本部分,所有的工具箱子程序Rl=4;R2=4R3=4;R4=2;都是用它的基本語句編寫的。學(xué)好這部分內(nèi)容是掌握 MATLAB的is=2:k1=0.5:k2=41+1/R2:al2=-1/R2:al3=0:al4=-kl2 MATLAB的應(yīng)用a21=-1/R2;a22=-1/R2+1/R3+1/R4;a23=-k2/R3;a24=kla3l=l/R2;a32=-1/R2:a33=-1,a34=0MATLAB的應(yīng)用非常廣泛,在電路、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號a4l=0:a42=1/R4:a43=0:a44=-l:處理及自動控制原理等諸多方面已被廣為應(yīng)用A=|all,al2,al3,al4:a21,a22,a23,a24;a31,a32,a3321 MATLAB在電路中的應(yīng)用a34;a41,a42,a43,a44MATLAB中的變量與常量都是矩陣(標(biāo)量可看做階的矩陣=0:0:0向量可看做或階的矩陣),其元素可以是復(fù)數(shù)和任意形式的表達(dá)式X=A\B*is它具有元素群運(yùn)算能力。 MATLAB的這些優(yōu)于其他語言的特色,x(3),i2=X(4)有利于分析計算電路的各種問題,并且使編程更簡便,運(yùn)算效率程序運(yùn)行結(jié)果il=1,i2=1例:如圖1所示,已知R1=R2=R3=492,控制常數(shù)答案:i1=1A,i2=1Ak=0.5k2=4,,=2A,求h和2。22 MATLAB在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用MATLAB特別適用于信號通過系統(tǒng)的分析,如下面的簡單應(yīng)用例:LTI系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)描述階線性時不變(LT1)連續(xù)系統(tǒng)的微分方程為dRd udu≥已知y及其各階導(dǎo)數(shù)的初值為y(0)y(0)…,y(0),求RR系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)。解:建模當(dāng)LT系統(tǒng)的輸入為零時,其零輸人響應(yīng)為微分方程的齊次解(即令微分方程等號右端為O),其形式為(設(shè)特征根均為單根)其中P,P2,…,Pn是特征方程解:建模按圖1列出節(jié)點方程的根,它們可用mo(a)語句求得。各系數(shù)c…C由y及其各階導(dǎo)數(shù)的初始值來確定。對此有11i+k12R, R2R2Cn=yop1C1+P2C2+…+pnCn=DvRcC.=由圖1可知,控制變量l1,l2與節(jié)點電壓Ha,lb的關(guān)系為寫成矩陣形式為n-lyo整理以上程式,將i,l2也作為未知量移至等號左端,并寫P p2Pn‖C2成矩陣形式為R+l110YH地魏作G信息科學(xué) nformation Science3種情況,用 hold on語句使3次運(yùn)行生成的圖形畫在一幅圖上得到圖2PI p2PnYO=1,0Ⅴ為范德蒙矩陣,在 MATLAB的特殊矩陣庫中有 vandelMATLAB程序npu(‘輸入分母系數(shù)向量a=a1,a2,…l=hYO= Input(‘輸人初始條件向量YO=y0,DyO,D2y0,…]=P=root(a): V=rot 90(vander(p); c=V\YO;t=0; dt: tf: y=zeros(1, length(0):for k=l: n y=y+c(k)*exp(p(k *t); endplot(t, y), grid圖2程序運(yùn)行結(jié)果用這個通用程序來解一個三階系統(tǒng)運(yùn)行程序并輸人參考文獻(xiàn)=3Dt=0.2tf=8;1]王沫然. MATLAB6.0與科學(xué)計算[M].北京:電子工業(yè)出版而Y0取社,2001.I1,0,ol;1O,1,Ol;10,O,12]黃忠霖. MATLAB符號運(yùn)算及其應(yīng)用M.北京:國防工業(yè)出版社,2001什(上接第121頁)↑System. out. println(e toString)):類中封裝的數(shù)據(jù)庫查詢方法。3結(jié)論購物車在電子商務(wù)網(wǎng)站中有著廣泛的使用,本文中的購物車24 Servlet設(shè)計使用JSP+ Javabean+ Servlet的MVC模式進(jìn)行開發(fā)的,其實購物車此處用來控制購物車操作的 Servlet類比較簡單,只需處理用也可以采用JsP+ Javabean的MVC模式(JSP頁面綜合了視圖和控戶觸發(fā)的“購買”、“移除”和“清空購物車”操作。在此 Serve制器的功能)進(jìn)行開發(fā),設(shè)計者可以根據(jù)網(wǎng)站的具體設(shè)計采用不類中首先通過 HttpservletrEquest對象獲取用戶觸發(fā)的操作類型,同的MvC模式,一般來說當(dāng)應(yīng)用較簡單時采用JsP+ Javabean的再獲取該類操作需要的參數(shù),然后將參數(shù)傳遞給 sholAr類所創(chuàng)建MVC模式,當(dāng)應(yīng)用復(fù)雜時采用JSP+ Javabean+ Servlet的MVC模式的Bean對象的對應(yīng)處理方法,通過處理方法的調(diào)用實現(xiàn)用戶要求的操作。2.5JSP頁面設(shè)計參考文獻(xiàn)商品信息顯示頁面—— show. jsp,在該頁面中初始化商品信息1]傅進(jìn)勇,鄧少烽,李波,JSP網(wǎng)絡(luò)編程[M].北京:電子工業(yè)出列表。由于商品信息都保存在數(shù)據(jù)表gwds中,故商品信息列表的版社,2008,5初始化是通過查詢數(shù)據(jù)表 goods獲取商品信息。該頁面實現(xiàn)商品購2]郭珍,王國輝,JSP程序設(shè)計教程[M].北京:人民郵電出版買操作,查看購物車操作社,2008,5購物車查看頁面— showcar. jsp,該頁面用來顯示用戶的購買3]鄧子云,張賜.JSP網(wǎng)絡(luò)編程從基礎(chǔ)到實踐[M.北京:電子工信息,通過查詢訪問數(shù)據(jù)表buy和數(shù)據(jù)表gods,輸出購買商品業(yè)出版社,2005,9相關(guān)信息,同時計算出購物車中商品的應(yīng)付總金額。該頁面實現(xiàn)4]王先國.JSP動態(tài)網(wǎng)頁編程技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版商品移除、清空購物車操作,并有鏈接去往商品顯示頁面社,2006,12頁面中的購買、移除和清空購物車操作需要調(diào)用處理購物[5]馮燕奎,趙徳奎.JSP實用案例教程.北京:清華大學(xué)出版Servlet類,商品信息和購買信息的查詢顯示需要使用 Query bean社,2004,5什(上接第116頁)該系統(tǒng)由于具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣的特點,在全國范圍內(nèi)都能參考文獻(xiàn)夠?qū)囕v進(jìn)行GS定位和位置查詢。通過安裝GPS生產(chǎn)車輛管理]楊天軍,楊曉光.GPS/GIS車輛實時監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)硏究[J系統(tǒng),即使發(fā)生車輛被盜的情況,也能夠通過網(wǎng)絡(luò)迅速找到被盜城市交通,2004(1)車輛,實現(xiàn)快速報警。該系統(tǒng)的應(yīng)用既有利于車輛運(yùn)輸監(jiān)控,車2]張李勇,騰中國煤化工[J.計算機(jī)輛調(diào)度指揮服務(wù),還能節(jié)能降耗,防偷防盜,適用的用戶范圍非工程,2007(1)常廣,各種車輛都可以使用該項技術(shù),因此社會效益非常巨大THCNMHG《科技傳播》20104(下/120