編者語：Matlab作為商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于數(shù)據(jù)分析、無線通信、深度學(xué)習(xí)、圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺、信號(hào)處理、量化金融與風(fēng)險(xiǎn)管理、機(jī)器人，控制系統(tǒng)等領(lǐng)域。小編得到華科大博士陳冰授權(quán)許可下，特此轉(zhuǎn)發(fā)《對(duì)Matlab功能的一點(diǎn)理解（控制系統(tǒng)視角）》文章，僅供讀者參考。

1）早期的MATLAB，功能與名字(MatrixLaboratory)一致，是一個(gè)數(shù)值線性代數(shù)軟件包，作者的初心只是用來做線性代數(shù)的教學(xué)。

2）簡單的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，總可以表達(dá)成一個(gè)常微分方程，用龍格庫塔算法就可以迭代求解，MATLAB實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)求解器，并提供Simulink圖形化工具，用戶只需要把一些簡單動(dòng)態(tài)環(huán)節(jié)連在一起，就可以進(jìn)行自動(dòng)數(shù)值積分，這就滿足了學(xué)術(shù)圈和工程界的大量需求。（想想當(dāng)年MIT的Bush搭建模擬計(jì)算機(jī)來計(jì)算電力系統(tǒng)穩(wěn)定性有多麻煩。）

3）能用矩陣計(jì)算來做坐標(biāo)變換，能解微分方程，好多事情都可以做了，大量專業(yè)人士與之合作寫toolbox，比如系統(tǒng)辨識(shí)toolbox，就是著名系統(tǒng)辨識(shí)專家Ljung寫的。

4）控制系統(tǒng)中還有大量的邏輯功能，不是用微分方程描述的，但是可以用狀態(tài)機(jī)描述，MATLAB的Stateflow解決了這類系統(tǒng)的形式化建模問題，特別滿足了汽車軟件開發(fā)的需求。

5）汽車軟件等可靠性軟件開發(fā)提出了V字型開發(fā)流程，matlab首先滿足了建模和仿真的需求，這么多年步步為營，居然把整個(gè)基于模型的設(shè)計(jì)流程工具都做全了，可以直接生成二進(jìn)制代碼，下載到嵌入式硬件系統(tǒng)以及PLC等控制器。

6）傳統(tǒng)的Simulink建模對(duì)于物理建模是有局限性的，Dymola等物理建模工具天然支持多物理域建模。于是MATLAB推出Simscape平臺(tái)，重構(gòu)底層引擎，并且把之前的電機(jī)、電氣、電子等模塊都重構(gòu)了一遍。

7）面向數(shù)字孿生的發(fā)展，各家仿真軟件都在發(fā)力，像Ansys的TwinBuilder，把有限元仿真的優(yōu)勢和基于模型的設(shè)計(jì)流程結(jié)合起來。FMI/FMU成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，可以使用多種工具進(jìn)行模型交換和協(xié)同仿真，也進(jìn)一步方便了基于模型的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，MATLAB對(duì)FMI/FMU的支持目前還比較有限，但是對(duì)第三方工具生成的模型的導(dǎo)入工具做的還是不錯(cuò)的。

8）MATLAB積極推動(dòng)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)建模與基于物理機(jī)理的建模的融合，目前已經(jīng)支持多種深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的建模和訓(xùn)練，如果是純粹的用機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行圖像處理和語音識(shí)別，MATLAB不見得有優(yōu)勢，但是如果真正用AI工具解決制造業(yè)問題的話，MATLAB的集成平臺(tái)還是有一定的優(yōu)勢。

作者簡介

陳冰，男，工學(xué)博士，華中科技大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院副教授，中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)邊緣計(jì)算專業(yè)委員會(huì)委員。主要從事機(jī)電裝備運(yùn)動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)化控制和工業(yè)邊緣計(jì)算等領(lǐng)域的研發(fā)工作，承擔(dān)“新工科”機(jī)電教學(xué)改革和實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)工作。