MATLAB产品家族中文.docx
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MATLAB产品家族中文
MATHWORKS2009B产品说明书
MATLAB
MATLAB是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。
使用MATLAB,您可以较使用传统的编程语言(如C、C++和Fortran)更快地解决技术计算问题。
MATLAB的应用范围非常广,包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。
附加的工具箱(单独提供的专用MATLAB函数集)扩展了MATLAB环境,以解决这些应用领域内特定类型的问题。
MATLAB提供了很多用于记录和分享工作成果的功能。
可以将您的MATLAB代码与其他语言和应用程序集成,来分发您的MATLAB算法和应用。
主要功能
∙此高级语言可用于技术计算
∙此开发环境可对代码、文件和数据进行管理
∙
交互式工具可以按迭代的方式探查、设计及求解问题
∙数学函数可用于线性代数、统计、傅立叶分析、筛选、优化以及数值积分等
∙二维和三维图形函数可用于可视化数据
∙各种工具可用于构建自定义的图形用户界面
各种函数可将基于MATLAB的算法与外部应用程序和语言(如C、C++、Fortran、Java、COM以及MicrosoftExcel)集成
Simulink
Simulink是用来建模、分析和仿真各种动态系统的交互环境,包括连续系统,离散系统和混合系统。
Simulink提供了采用鼠标拖放的方法建立系统框图模型的图形交互平台。
通过Simulink提供的丰富的功能块,可以迅速地创建动态系统模型。
同时Simulink还集成了Stateflow,用来建模、仿真复杂事件驱动系统的逻辑行为。
另外,Simulink也是实时代码生成工具Real-TimeWorkshop的支持平台。
主要功能
∙丰富的可扩充的预定义模块库;
∙
交互式的图形编辑器;
∙模型分割实现复杂模型的管理;
∙通过ModelExplorer导航、配置、搜索模型中的任意信号、参数、属性;
∙支持M语言和C语言方式的功能模块扩展;
∙进行系统交互式或批处理式仿真;
∙支持交互式定义输入和浏览输出;
∙图形化调试工具检查和诊断模型行为;
∙通过MATLAB进行数据分析和可视化数据,开发图形用户界面,以及创建模型数据、参数;
∙提供模型分析和诊断工具。
CommunicationBlockset(通讯模块集)
SignalProcessingBlockset提供了基于帧处理的模块,这些模块允许用户对流数据和多速率信号处理系统进行设计、建模和验证。
该模块库广泛应用于通信、音频/视频,数字控制,雷达/声纳,消费和医疗电子等领域。
SignalProcessingBlockset提供了一系列信号处理技术模块,包括:
变换,缓存,数字滤波,谱估计和线性代数,允许用户在不进行底层编程的情况下设计和仿真实时系统。
模块库中同样包括了信号源和交互式示波器,谱分析仪,以及其它用于可视化信号和验证仿真结果的工具。
通过使用Reak-TimeWorkshop,用户可以将SignalProcessingBlockset搭建的模型转变成为ANSI-C代码。
另外,该模块库中的多数模块支持定点数据的仿真。
主要功能
∙支持基于帧和基于采样的多通道、多速率系统仿真;
∙支持浮点和定点数据类型的仿真;
∙转换模块(FFT和DCT)、谱估计模块和窗函数模块;
∙用于设计与实现数字滤波器的模块;
∙自适应滤波器模块(RLS、LMS、Kalman)和多速率滤波器模块(FIR抽取/内插和离散小波变换);
∙估计线性预测参数的模块和表示形式转换的模块;
∙数学计算模块,包括:
矩阵、线性代数,卷积和多项式函数;
∙统计处理模块;
∙导入和导出MATLAB工作空间的信源和信宿模块;
∙支持的定点处理:
溢出保护、求最大值/最小值和自动定标;
∙利用优化的模块自动生成ANSI/ISOC代码,用于嵌入式代码生成和加速复杂仿真
CurveFittingToolbox(曲线拟合工具箱)
CurveFittingToolbox扩展MATLAB环境,具有集成数据管理,拟合,显示,检验和输入分析过程等功能。
通过强大的图形用户界面工具,工程师可以完成数据分析处理的全部工作,无需记忆大量的命令行函数。
主要功能
∙多项式、指数、分数、峰值、幂、样条、插值、自定义多项式
∙曲线拟合交互界面
∙一系列带有最佳初始点的线性和非线性拟合方程,求解非线性模型的参数
∙开发工程师自定义线性和非线性模型
∙线性和非线性最小二乘,加权最小二乘和鲁棒拟合
∙支持样条和插值
∙分析拟合结果,包括内插,外插,导数和积分
∙拟合效果统计评价
∙进行多个拟合任务并对数据进行比较
CommunicationsToolbox(通讯工具箱)
通讯工具箱增强了MATLAB科学计算环境的函数、图表和图形用户界面(GUI),可以让您更好地浏览、设计、分析和仿真用于通讯系统物理层的算法。
您可以从MATLAB命令行、BERToolGUI中以及自己编写的MATLAB脚本和函数中执行通讯工具箱的函数。
MATLAB编辑器/调试程序和图形用户界面开发环境(GUIDE)可以加快系统仿真的开发。
通讯工具箱可以帮助您创建用于商用或国防系统的算法,如移动手持设备和基站、有线和无线局域网以及数字用户线。
您也可以在通讯系统工程研究和教育中使用它。
主要功能
∙
用于设计通信链路物理层的函数,包括信源编码、信道编码、交织、调制、信道模型和均衡等
∙用于通讯信号可视化的图表,如眼图、星座图和信道散点图
∙用于对系统误码率与多种证实分析结果进行比较的图形用户界面
∙标准信道模型,COST207、GSM/EDGE和高频电离层等,可以在多种传播条件下快速评估系统性能
∙信道可视化工具,用于时变通信信道可视化和研究
MATLABCompiler(MATLAB编译器)
通过MATLAB®Compiler™,您可将MATLAB®应用程序分配成可执行文件或共享的库文件使用。
用MATLAB编译器创建的可执行文件和库文件使用名为MATLABCompilerRuntime(MCR)的runtimeengine。
MCR随附于您购买的应用程序自带的MATLAB编译器内,可免费部署。
MATLAB编译器允许您在MATLAB之外的环境下运行MATLAB程序。
此架构无需手动将代码转换为其他语言,极大地节省了应用程序开发时间。
如果您要构建独立运行的程序,MATLAB编译器可为最终用户提供可执行文件。
如果您需要整合至C或C++,MATLAB编译器提供了一个接口可将代码用作共享的库文件。
如果您要整合至其他开发语言内,您可通过MATLAB构建器产品(可单独购买)将MATLAB应用程序打包为软件组件(如Java™类、.NET组件或Excel®add-ins)用于其他应用程序。
您可使用图形部署工具封装与加密代码。
主要功能
∙将MATLAB®应用程序打包为可执行文件和共享的库文件
∙您可免费分发独立运行的可执行文件和软件组件
∙您可将基于MATLAB的算法整合至用其他语言和技术开发的应用程序
∙对MATLAB代码加密使其不被查看或修改
ParallelComputingToolbox(并行计算工具箱)
利用ParallelComputingToolbox(并行计算工具箱),可在多核和多处理器计算机上使用MATLAB和Simulink来解决计算问题和数据密集型问题。
并行处理结构包括并行for循环和代码块、分布式数组、并行数值算法,以及消息传递函数等,可让您以较高的级别在MATLAB中执行任务及数据并行算法,而无需为特定的硬件和网络架构编写程序。
这样,将串行MATLAB应用程序转换为并行MATLAB应用程序,便几乎不需要修改代码,且不需要使用低级语言编写程序。
此外,还可以在各种批处理环境中交互运行或脱机运行应用程序。
您可以使用工具箱在单个多核或多处理器桌面上执行应用程序。
无需更改代码,即可在计算机集群上运行同一个应用程序(使用MATLABDistributedComputingServerâ„¢)。
并行的MATLAB应用程序可以作为可执行程序或共享库(用MATLABCompilerâ„¢构建)分发,这些可执行程序或共享库可以访问MATLABDistributedComputingServer。
主要功能
∙支持数据并行和任务并行的应用程序开发
∙可使用parfor(并行for循环)和spmd(单程序多数据)注释代码段,用于执行数据并行和任务并行的算法
∙高级别的结构,如分布式数组、并行算法,以及消息传递函数,可在多个处理器上处理大型的数据集
∙可在一个多核桌面上本地运行四个worker
∙与MATLABDistributedComputingServer集成,可用于使用调度程序或任意数量worker的基于集群的应用程序
∙提供交互模式和批量执行模式
SignalProcessingBlockset(信号处理模块集)
信号处理模块库以基于帧的高效处理和进行信号处理系统设计、实现和验证的模块扩展了Simulink环境。
通过模块库可以在通讯、音频/视频、数控、雷达/声纳、消费和医疗电子以及其它数字密集型应用领域中进行流数据和多采样率系统的建模。
信号处理模块库提供了广泛的信号处理技术,包括变换、缓冲、数字滤波、频谱估计和线性代数等,因此无需低级编程即可设计和仿真实时系统。
模块库中还包括信号源和交互范围、频谱分析程序以及进行信号可视化和仿真结果验证的其它工具。
用户可以使用Real-TimeWorkshop(单独提供)从信号处理模块库生成高效的C代码。
配合SimulinkFixedPoint(同样为单独提供)使用时,大部分模块都支持定点数据类型。
主要功能
∙支持对基于帧和基于采样并具有浮点和定点数据类型的多信道和多采样率系统进行仿真
∙变换模块(FFT和DCT)、频谱估计模块和窗函数
∙用于设计和实现数字滤波的模块
∙
自适应滤波器(RLS、LMS和Kalman)和多采样率滤波器(FIR抽取/内插和离散小波转换)
∙用于估计线性预测参数以及在不同表示方式之间转换的模块,例如在反射参数和线谱对或频率之间转换
∙数学库,其中包括矩阵以及线性代数、卷积和多项式函数
∙进行最小、最大、中值、相关性、排序、直方图和其它统计操作的模块
∙将数据导入和导出工作区的信号源(正弦和随机)和接收器
∙具有溢出、最小/最大和自动定标的定点支持
∙经过优化的模块可自动生成ANSI/ISOC代码,用于在嵌入式系统中使用或加快大规模仿真的速度
Real-TimeWorkshop®EmbeddedCoder
Real-TimeWorkshop®EmbeddedCoder能够为Simulink和Stateflow模型生成C代码。
其生成的代码同专业手写代码一样清楚、高效,能够满足以结构紧凑,运行快速为首要需求的嵌入式系统、目标快速原型板、批量生产中使用的微处理器和实时模拟器。
Real-TimeWorkshop®EmbeddedCoder完全支持对原有应用程序,函数及数据的集成
Real-TimeWorkshopEmbeddedCoder可定义、实现和检验工业级软件。
其生成的代码与ANSI/ISOC兼容,并能在任意微处理器和实时处理系统(RTOS)中运行。
Embeddedtarget产品(单独提供)为Real-TimeWorkshopEmbeddedCoder扩展了支持特定目标的工具包。
主要功能
∙从Simulink和Stateflow模型中生成ANSI/ISOC和C++代码及其可执行文件,生成的代码在内存占用率,运行速度及可读性等方面可同手写代码相媲美
∙
扩展了Real-TimeWorkshop®和Stateflow®Coder,其在产品实现方面具有最优化及代码配置等特点
∙支持所有Simulink数据对象和数据字典功能,包括用户定义的存储类,类型及别名
∙提供目标函数库代码的定制,从而为特定处理器生成机器代码
∙无论有无RTOS,可对多速率代码进行简明分割以提高运行效率
∙包含可扩展的模块封装特性和自定义数据对象
∙提供详尽的注释,并使用超链接进行代码到模型和需求之间的双向跟踪
∙自动将生成的代码导入Simulink进行软件环路测试,从而对代码进行验证
∙使用Simulink报告生成功能在SimulinkModelExplorer中生成代码帮助文件并以此作为独立的报告
GeneticAlgorithmandDirectSearchToolbox
GeneticAlgorithmandDirectSearchToolbox扩展MATLAB及优化工具箱在处理优化问题方面的能力。
应用这些算法,可以处理传统的优化技术难以解决的问题,包括那些难以定义或不便于进行数学建模的问题。
应用该工具箱,还可以解决目标函数较复杂的问题,比如目标函数不连续、或具有高度非线性、随机性以及目标函数没有导数的情况。
GeneticAlgorithmandDirectSearchToolbox作为其它优化方法的补充可用来寻找最佳起始点,然后可以通过使用传统的优化技术来进一步找出最优解。
主要功能
∙使用图形用户界面和命令行函数可快速地描述问题、设置算法选项以及监
控进程
∙具有多个选项的遗传算法工具可用于问题创建、适应度计算、选择、交叉和变异
∙直接搜索工具实现了一种模式搜索方法,其选项用于定义网格尺寸、表决方法和搜索方法
∙遗传或直接搜索算法函数可与优化工具箱和MATLAB程序结合
支持自动的M代码生成
ImageProcessingToolbox(图像处理工具箱)
图像处理工具箱提供一整套用于图像处理、分析、可视化和算法开发的参考标准算法和图形工具。
您可以重建包含噪声或低质量的图像,增强图像以取得更高的可理解性,提取特征,分析形状和纹理,及配准两个图像。
工具箱中的大多数函数用开放的MATLAB语言编写,让您能够检查算法、修改源代码和创建自己的自定义函数。
图像处理工具箱在生物测定学、遥感、监控、基因表达、显微镜技术、半导体测试、图像传感器设计、颜色科学及材料科学等领域为工程师和科学家提供支持。
它也促进了图像处理技术的教学。
主要功能
∙图像增强,包括过滤、滤波器设计、去模糊和对比度增强
∙图像分析,包括功能检测、形态学、分割和测量
∙空间变换和图像配准
∙图像变换,包括FFT、DCT、Radon,和扇形波束投影
∙支持多维图像处理
∙支持ICC版本4颜色管理系统
∙模块化交互式工具,包括ROI选择、直方图和距离测量
∙交互式图像和视频显示
∙DICOM导入和导出
MappingToolbox(地图工具箱)
MappingToolbox与MATLAB组合起来提供了一个完整的分析和显示地理信息的环境,利用该工具箱提供的函数,工程师可以用来分析地理数据,进行地图显示,调用外部地图数据源。
另外,本工具发货时还配给广泛使用的Atlas数据集。
主要功能
∙地理及科学数据的可视化,运算及分析
∙60个地图投影(前向及可逆)
∙投影和显示向量,矩阵及组合的地图数据。
利用图形界面用来创建,操作地图和数据
∙全局或局部的全球地图数据以及更高分辨率数据的接口
∙地理统计及导航函数
∙流行地图数据类型的转换:
DCW-DEM,TIGEIE,ETOPES,TerrainBase等
MATLABBuilderNE
MATLABBuilderNE3为用户生成符合.NET或COM组件框架的免费代码,使得这些代码可以在各类桌面电脑和WEB服务器之上运行。
使用它,用户可以轻易将其设计的MATLAB应用程序整合到自己的.NET或COM程序中,生成的组件代码将被加密并被封装为.NET或COM框架。
用户可以像使用其它.NET或COM组件一样,方便的将基于.NET或COM方式的组件集成到现有应用程序内。
当创建组件时,不需要MATLABCompilerRuntime(MCR)支持,所有的共享库文件均由MATLAB提供。
MCR是运行MATLABCompiler的必要条件,若要运行MATLABBuilderNE3创建的.NET或COM组件,请首先安装MCR。
总的来说,您的组件应该由MATLAB创建,MCR提供免费的配置与支持。
在Web应用中,MATLABBuilderNE3提供了基于AJAX网页技术的图像缩放、摇摄和旋转控制,并同时提供了在.NET或COM与MATLAB之间的数据类型自动转换。
主要功能
∙MATLAB的数学方法可被完整地包含到.NET或COM组件中
∙免费且不受约束的桌面及Web部署
∙.NET或COM和MATLAB之间数据类型的自动转换
∙支持客户端MicrosoftVisualStudioWeb图形控制
∙支持CLS语言规范,可以在诸如C#或VB.NET下调用
∙支持COM技术规范,可以在诸如VisualBasic、ASP或Excel下使用
NeuralNetworkToolbox(神经网络工具箱)
NeuralNetworkToolbox运用设计、实现、可视化和仿真神经网络的工具来扩展MATLAB的功能。
当很难或者不可能进行常规分析的时候,例如进行模式识别和非线性系统辨识与控制的时候,神经网络的应用价值是巨大的。
神经网络工具箱软件全面支持许多被证实过的网络范例和便于进行设计和管理网络的图形用户界面(GUIs)。
工具箱的设计是根据标准设计的、开放的和可扩展的,这就方便了用户自定制函数和网络。
神经网络像生物神经系统一样具备学习的能力,所以通过训练就可以用来寻找解决办法,识别模式,数据分类,预测未来的事件。
神经网络的行为通过单独的计算单元和它们之间连接的强弱或者权重来定义。
按一定的学习规则,通过对网络的训练自动地调整权重,直到它正确地执行目标任务为止。
神经网络工具箱GUIs使得神经网络的使用很简便。
神经网络拟合工具是一个引导用户通过拟合数据的过程运用神经网络的向导。
用户能够利用该工具输出大型的、复杂的数据集,快速生成和训练网络和评估网络性能。
主要功能:
∙生成、训练和仿真神经网络
∙拟合、系统辨识和群的快速开始向导
∙支持最常用的带监督的和不带监督的网络结构
∙训练函数和学习函数广泛集合
∙包括时间延迟的、非线性自回归的、层循环的和自定制动态的动态学习网络
∙用于构建神经网络的Simulink模块和用于控制系统设计的高级模块
∙支持从神经网络对象自动生成Simulink模块
∙标准的网络表示方法确保了无限量的输入设置层、网络互联和网络结构的图形显示
∙提高网络训练和评估网络性能的预处理函数和后处理函数以及Simulink模块
∙观察网络性能和监测训练进程的可视化函数和GUI
OptimizationToolbo优化工具箱
OptimizationToolbox™采用了标准和大规模优化中广泛使用的工具和算法,对MATLAB®技术计算环境进行了拓展。
这些算法解决了各种约束性和非约束性的连续及离散问题。
该工具箱涵盖了线性规划、二次规划、非线性优化、非线性最小二乘、非线性方程系统求解、多目标优化以及二元整数规划等多种功能。
您可通过MATLAB和优化工具箱软件轻松定义模型,采集数据,管理模型公式和分析结果。
优化工具箱能够为工程师和科学家提供必要的工具,帮助他们寻求优化解决方案,执行权衡分析,平衡多个设计方案,以及在算法和模型中快速整合优化方法。
工具箱的函数绝大部分都由开放式的MATLAB语言写成,可通过MATLAB命令行或图形用户界面(GUI)调用。
这意味着您可以检查大多数算法,修改源代码以及创建自定义函数。
主要功能
∙命令行的函数和GUI工具可定义,解决和评估优化问题
∙用于非线性优化与多目标优化的求解器
∙用于非线性最小乘方、数据拟合与非线性方程的求解器
∙解决二次和线性规划问题的方法
∙解决二元整数规划问题的方法
∙所选约束性非线性求解器对平行计算的支持
PartialDifferentialEquationToolbox(偏微分方程工具箱)
PartialDifferentialEquation(PDE)Toolbox在二维空间和时间域,利用有限元方法研究和解决PDE问题。
它提供了命令行函数和图形用户界面,对工程和科学中广泛的实际应用问题如结构力学,电磁学,热传递和扩散等建立数学模型。
主要功能
∙完整GUI对2-DPDE做前后处理
∙自动和自适应划分网格
∙采用constructivesolidgeometry(CSG)方式生成几何
∙边界条件确定:
Dirichlet,广义Neumann,混合
∙使用MATLAB语法灵活地确定参数和PDE
∙完全自动网格生成和细化
∙非线性自适应求解多个独立变量系统
∙同时显示多个解的特性,带有网格显示和动画
FilterDesignToolbox(滤波器设计工具箱)
滤波器设计工具箱是一套工具集,提供用于设计、仿真和分析数字滤波器的先进技术。
它为面向复杂的实时DSP应用(包括自适应和多采样速率滤波)的滤波器体系结构和设计方法扩展了信号处理工具箱(需要使用,单独提供)。
当滤波器设计工具箱配合定点工具箱(单独提供)使用时,它所提供的函数能够简化定点算法滤波器的设计和量化效应的分析。
当滤波器设计工具箱配合滤波器设计HDL编码工具(单独提供)使用时,可生成定点算法滤波器的VHDL和Verilog代码。
当滤波器设计工具箱配合信号处理模块库(单独提供)使用时,可以通过它提供的滤波器设计模块库,将滤波器设计过程与Simulink中的建模和仿真完全集成。
主要功能
∙先进的FIR滤波器设计方法,包括最小阶数、最小相位、半带宽、复杂性优化的多级、Farrow和内插FIR滤波器
∙先进的IIR设计方法,包括任意幅度、群延迟均衡器、半带宽、准线性相位和梳状滤波器
∙多采样速率滤波器设计方法,包括级联积分梳状(CIC)、CIC补偿器、多相位FIR和IIR以及多级奈奎斯特滤波器
∙支持高效的IIR滤波器实现,包括二阶部分和格波数字滤波器
∙自适应滤波器的
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