MATLAB：科学计算与工程仿真的全能工具

一、MATLAB：矩阵实验室的诞生与发展

MATLAB（Matrix Laboratory）由美国MathWorks公司于1984年正式推出，其前身可追溯至20世纪70年代Cleve Moler教授开发的LINPACK和EISPACK矩阵计算库。经过数十年迭代，MATLAB已从简单的矩阵计算工具发展为集数值分析、算法开发、建模仿真于一体的集成开发环境，在全球超过5000所高校和3000家企业中得到广泛应用。

二、核心功能解析

1. 数值计算引擎

支持矩阵运算、微分方程求解、优化算法等500+数学函数
提供符号计算工具箱，实现符号积分、方程求解等高级运算
独特的数组运算模式，支持动态维数调整和向量化编程

2. 可视化系统

二维/三维图形绘制（plot/surf/mesh）
动画制作与数据交互式展示
自定义图形属性（颜色映射/线型/标注）

3. 建模仿真平台

Simulink实现动态系统建模
Stateflow支持有限状态机设计
支持硬件在环（HIL）实时仿真

三、典型应用场景

领域	应用案例
控制系统	PID参数整定、鲁棒性分析
信号处理	滤波器设计、频谱分析
机器学习	神经网络训练、预测模型开发
金融工程	期权定价、风险管理建模
图像处理	目标检测、医学影像分析

四、编程特色

矩阵优先：所有数据默认为矩阵形式，支持隐式扩展运算
脚本与函数：

    % 示例：快速傅里叶变换
    Fs = 1000;            # 采样频率
    t = 0:1/Fs:1-1/Fs;    # 时间向量
    y = sin(2*pi*50*t);   # 生成50Hz正弦波
    Y = fft(y);           # 执行FFT变换