第一章___MATLAB基本知识
MATLAB基础教程与实例解析
MATLAB基础教程与实例解析第一章：MATLAB介绍与安装1.1 MATLAB的定义与特点1.2 MATLAB的应用领域1.3 MATLAB的安装与配置第二章：MATLAB语法与数据类型2.1 MATLAB的基本语法2.2 MATLAB的变量与赋值2.3 MATLAB的数据类型与操作第三章：向量与矩阵操作3.1 定义向量与矩阵3.2 向量与矩阵的运算3.3 向量与矩阵的索引与切片第四章：函数与脚本文件4.1 函数的定义与调用4.2 函数的输入与输出4.3 脚本文件的编写与执行第五章：图形绘制与可视化5.1 MATLAB的绘图函数与参数5.2 绘制二维图形5.3 绘制三维图形第六章：数据分析与处理6.1 数据导入与导出6.2 统计分析与拟合6.3 信号处理与滤波第七章：优化与线性方程求解7.1 优化理论与最优化问题7.2 MATLAB中的优化函数与工具箱7.3 线性方程组的求解第八章：数值计算与数值求解8.1 数值计算的原理与方法8.2 MATLAB中的数值计算函数与工具箱8.3 数值求解与数值积分第九章：图像处理与计算机视觉9.1 图像的读入与显示9.2 图像的灰度转换与增强9.3 图像的滤波与特征提取第十章：机器学习与深度学习10.1 机器学习与深度学习的基本概念10.2 MATLAB中的机器学习工具箱10.3 使用MATLAB进行数据建模与预测在MATLAB基础教程与实例解析中，我们将逐个章节的介绍MATLAB的各个方面，帮助读者建立起扎实的基础并掌握实际应用技能。
第一章中，我们将首先介绍MATLAB的定义与特点，帮助读者了解其在科学计算、数据分析和工程设计中的重要性。
然后，我们将详细介绍MATLAB的安装与配置过程，确保读者能够成功地将MATLAB部署在自己的计算机上。
在第二章中，我们将深入探讨MATLAB的语法与数据类型。
我们将从MATLAB的基本语法开始，包括语句的结束、注释的添加和变量的使用。
matlab第一讲
·
1.2 MATLAB 集成开发环境
如果一个命令行很长，一个物理行之内写不下，可以在第1个物理行之 后加上3个小黑点并按下回车键，然后接着下一个物理行继续写命令的 其他部分。3个小黑点称为续行符，即把下面的物理行看作该行的“逻 辑”继续。 例如：
z=1+1/(1*2)+(1*2*3)+1/(1*2*3*4)+…
系统科学研究所
1.2 MATLAB 集成开发环境
MATLAB的工具栏提供了一些命令按钮和一个当前路径列表框。
2.命令窗口
一般来说，在命令编辑区的一个命令行输入一条命令，命令行以回车 结束。但一个命令行可以输入若干条命令，各命令之间以逗号分隔， 若前一命令后带有分号，则逗号可以省略。例如：
x=720,y=68 x= 720 y=86 x=720;y=86 y=86
1.3MATLAB 的帮助功能
1.3.1帮助界面
进入MATLAB帮助界面可以通过以下3种方法。 单击MATLAB主窗口工具栏中的Help按钮。
在命令窗口中输入”helpwin”、”helpdesk”或“doc”命令。
选择Help菜单中的”MATLAB Help”选项。 1.3.2帮助命令
1.help命令
系统科学研究所
1.2 MATLAB 集成开发环境
检查该命令是否为MATLAB 搜索路径中其他目录下的M文件。 2.设置搜索路径
用户可以将自己的工作目录列入MATLAB搜索路径，从而将用户目录
纳入MATLAB系统统一管理。 （1）用path命令设置搜索路径 （2）用对话框设置搜索路径
·
系统科学研究所
统程序设计语言一样进行程序设计，而且结合MATLAB的数值计算和
MatLab基础知识
三、索引
5、 利用空矩阵删除矩阵的元素 在MATLAB中，定义[]为空矩阵。给变量 X赋空矩阵的语句为X=[]。注意，X=[]与 clear X不同，clear是将X从工作空间中 删除，而空矩阵则存在于工作空间中，只 是维数为0。
四、矩阵的基本运算
矩阵生成函数 基本矩阵运算 基本数组运算 常见矩阵（数组）操作函数
2.2 基本数据类型
MATLAB数据类型
数值
逻辑
字符串
2.2.1 数值类型
分类方法一：
双精度型 （系统默认类型） 单精度型
带符号整数
无符号整数
分类方法三 实数 复数
>> z1=1+2i z1 = 1.0000 + 2.0000i >> z2=3+4j z2 = 3.0000 + 4.0000i
A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9];
数组编辑器
在工作空间浏览器空白处右击鼠标左键，选择 new，可新建一个变量，然后双击该变量，在弹 出的表格窗口中输入相应数值。
注意：数组编辑器只能编辑向量或矩阵，多维数组不可以使
用数组编辑器修改。
利用M文件建立矩阵。 (1) 启动有关编辑程序或MATLAB文本编辑 器，并输入待建矩阵： (2) 把输入的内容以纯文本方式存盘(设文 件名为mymatrix.m)。 (3) 在MATLAB命令窗口中输入mymatrix， 即运行该M文件，就会自动建立一个名为 MYMAT的矩阵，可供以后使用。
运 算
与 非
符 号 &
~
运 算
或 异或
符 号 |
xor
关系运算
关系运算的结果类型为逻辑量 (0, 1)
Matlab基础知识点
MATLAB讲义第一章 MATLAB系统概述1.1 MATLAB系统概述MATLAB（MATrix LABoratory）矩阵实验室的缩写，全部用C语言编写。
特点：（1）以复数矩阵作为基本编程单元，矩阵运算如同其它高级语言中的语言变量操作一样方便，而且矩阵无需定义即可采用。
（2）语句书写简单。
（3）语句功能强大。
（4）有丰富的图形功能。
如plot,plot3语句等。
（5）提供了许多面向应用问题求解的工具箱函数。
目前，有20多个工具箱函数，如信号处理、图像处理、控制系统、系统识别、最优化、神经网络的模糊系统等。
（6）易扩充。
1.2 MATLAB系统组成（1）MATLAB语言MATLAB语言是高级的矩阵、矢量语言，具有控制流向语句、函数、数据结构、输入输出等功能。
同时MATLAB又具有面向对象编程特色。
MATLAB语言包括运算符和特殊字符、编程语言结构、字符串、文件输入/输出、时间和日期、数据类型和结构等部分。
（2）开发环境MATLAB开发环境有一系列的工具和功能体，其中大部分具有图形用户界面，包括MATLAB桌面、命令窗口、命令历史窗口、帮助游览器、工作空间、文件和搜索路径等。
（3）图形处理图形处理包括二维、三维数据可视化，图像处理、模拟、图形表示等图形命令。
还包括低级的图形命令，供用户自由制作、控制图形特性之用。
（4）数学函数库有求和、正弦、余弦等基本函数到矩阵求逆、求矩阵特征值和特征矢量等。
MATLAB数学函数库可分为基本矩阵和操作、基本数学函数、特殊化数学函数、线性矩阵函数、数学分析和付里叶变换、多项式和二重函数等。
（5）MATLAB应用程序接口（API）MATLAB程序可以和C/C++语言及FORTRAN程序结合起来，可将以前编写的C/C++、FORTRAN语言程序移植到MATLAB中。
1.3 MATLAB的应用范围包括：MATLAB的典型应用包括：●数学计算●算法开发●建模、仿真和演算●数据分析和可视化●科学与工程绘图●应用开发（包括建立图形用户界面）以矩阵为基本对象第二章 Matlab基础2.1 MATLAB快速入门（1）搜索路径搜索路径也被看作是MATLAB的路径，其包含的文件被认为在路径上。
第一章 Matlab基础知识
Matlab将变量存储为.mat文件格式，这种文件格式属于Matlab格式。 mat文件的生成和装入由save和load命令来完成，常用格式为： save 文件名[变量名表] [-append] [ascii] Load 文件名[变量名表] [-ascii]
4、Matlab中常用的数学函数
4、单元型变量(元胞数组cell array)
单元型变量是一种以任意形式的数组为元素的多维数组 （。1）单元型变量的定义。两种方法：赋值语句和cell函数。
例如： A={[1 3 -7;2 0 8;0 5 1],’This is a text string’,1:4}。赋值时还可以采用直接 对单元型变量中的元素直接赋值的方法，实现方式是用cell函数预先分配存储空间 ，A=cell(1,3)，建立一个一行三列的单元型变量。
3、内存变量管理 1）内存变量的删除与修改
在定义变量时要尽量与避免与预定义变量名字相同，以免改变它们的值，如 果已经改变，可以通过clear + 变量名 来恢复它的初始值，也可以通过重新启动 MATLAB恢复这些值。
who和whos命令用于显示在Matlab工作空间中已经驻留的变量清单。其中 who只显示变量名称，whos还给出变量的大小，所占字节数及数据类型信息。
单元型变量的引用可以使用大括号作为下标的标示（显示全部内容）和小括号作 为下标的标示（显示压缩形式）。如A{1}(1,2)，A(1)
（2）相关函数
函数
功能
cell
生成单元型变量
cellfun
对单元型变量中的元 素作用的函数
celldisp 显示单元型变量的内 容
cellplot 图形显示单元型变量 的内容
fix round
第1章MATLAB基础知识
1.2 MATLAB主要特点
• 1）语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极其丰
• • •
富。 2）运算符丰富。 3）MATLAB既具有结构化的控制语句（如for循环， while循环，break语句和if语句），又有面向对象 编程的特性。 4）程序限制不严格，程序设计自由度大。例如， 在MATLAB里，用户无需对矩阵预定义就可使用。
2018/6/20
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1.5.2数据类型
MATLAB中的数据一般分为：数值型数据、字符型数 据、符号型数据和类与对象等格式。我们只针对前三项进 行说明。 数值量和数据格式显示 在缺省情况下，当结果是整数时，MATLAB将它作为 整数显示；当结果是实数，MATLAB以小数点后4位的精 度近似显示。如果结果中的有效数字超出了这一范围， MATLAB以科学计数法来显示结果。 对MATLAB中的数值数据，可以根据下表中的命令调 整显示格式：
2．lookfor命令 help命令只搜索出那些关键字完全匹配的结果。 lookfor命令对搜索范围内的M文件进行关键字搜索，条件 比较宽松。 lookfor命令只对M文件的第一行进行关键字搜索。若在 lookfor命令加上-all选
18
1.4 MATLAB的帮助系统
2018/6/20
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1.3.2 MATLAB集成环境
•启动平台窗口和Start按
钮 MATLAB 6.5的启动平台 窗口可以帮助用户方便地 打开和调用MATLAB的各 种程序、函数和帮助文件。 MATLAB 6.5主窗口左下 角还有一个Start按钮，单 击该按钮会弹出一个菜单， 选择其中的命令可以执行 MATLAB产品的各种工具， 并且可以查阅MATLAB包 含的各种资源。
第1章 MATLAB基本知识
1.2.3 MATLAB的M文件
MATLAB的M文件有两种形式：文本文件和函数文件。 M文件可以通过M文件
编辑器建立完成，
即通过MATLAB命令窗
口的File菜单下的New
命令建立M-File。 M文件编辑器窗口如图 1-4所示。
图1-4 M文件编辑器
1. 文本文件 例如，在 ( , ) 间绘制建立一个正弦函数图形 在M文件编辑器中输入以下程序：
S2=b+c+d
S3=a-b-d
程序如下：
Function[s1,s2,s3]=abcdyunsuan(a,b,c,d) S1=a+b+c; S2=b+c+d; S3=a-b-d; 该函数文件的文件名应是？ 如何使用该函数？
例：设计一个函数文件，实现S=a+b+c-d的运算
3．M文件的管理
文件管理命令与功能
命令名 cd x=cd cd path delete wq dir matlabroot 实现功能 显示当前目录 返回当前工作目录到目录x 改变目录到path 删除文件wq.m 列出当前目录的文件 返回到matlab根目录
path
type wq what
显示或修改matlab的搜索路径
在命令窗口显示wq.m文件 显示当前目录的M文件和MAT文件
>> a=5, ↙ 执行后显示： a= 5 >> b=6; ↙ >> c=a*b 执行后显示： c= 30
1. 变量
变量的命名：
变量名必须以字母开头，之后可以是任意字母、 数字或下划线(不能超过19个字符)
变量名区分字母的大小写 变量中不能包含有标点符号
matlab第1章 MATLAB概述
1.3 MATLAB帮助系统
❖ MATLAB的各个版本都为用户提供了非常详细的帮助系统， 可以帮助用户更好的了解和运用MATLAB。因此，不论用户 是否使用过MATLAB，是否熟悉MATLAB，都应该了解和掌 握MATLAB的帮助系统。
一、纯文本帮助
❖ MATLAB的所有命令、函数的M文件都有一个注释区。在该区中用纯文 本形式简要地叙述了该函数的调用格式和输入、输出变量的含义。该帮 助内容最原始，但也最真切可靠。每当MATLAB不同版本中的函数文件 发生变化时，该纯文本帮助也跟着同步更新。所以，纯文本帮助具有独 特的作用。
❖ 用户可以在MATLAB的命令窗口中输入命令“helpbrowser”或“helpdesk”或“doc” 来打开“帮助导航/浏览器”交互界面，如图所示。
1.4 MATLAB的工具箱
❖ 针对各个应用领域中的问题，MATLAB提供了许多实用函数，称为工具 箱函数。
❖ 目前，MATLAB提供了30多个工具箱函数，如信号处理、图像处理、控 制系统、非线性控制设计、鲁棒控制、系统辨识、最优化、神经网络、 模糊系统和小波等。它们提供了各个领域应用问题求解的便利函数，使 系统分析与设计变得更加简捷。
三、帮助导航/浏览器
❖ MATLAB中提供的帮组信息的“导航/浏览器”交互界面是MATLAB5.x以后的版 本的重要改进。这个交互界面主要有帮助导航和帮助浏览器两个部分组成。这个 帮助文件和M文件中的纯文本帮助无关，而是MATLAB专门设置的独立帮助系统。 该系统对MATLAB的功能叙述得全面、系统，而且界面友好，使用方便，是用 户查找帮助的重要途径。
❖ 在MATLAB中，以复数矩阵作为基本编程单元，使矩阵操作变得轻而易举 ❖ MATLAB语句书写简单，表达式的书写如同在稿纸中演算一样，与人们的手工
Matlab基础知识点
MATLAB讲义第一章 MATLAB系统概述1.1 MATLAB系统概述MATLAB（MATrix LABoratory）矩阵实验室的缩写，全部用C语言编写。
特点：（1）以复数矩阵作为基本编程单元，矩阵运算如同其它高级语言中的语言变量操作一样方便，而且矩阵无需定义即可采用。
（2）语句书写简单。
（3）语句功能强大。
（4）有丰富的图形功能。
如plot,plot3语句等。
（5）提供了许多面向应用问题求解的工具箱函数。
目前，有20多个工具箱函数，如信号处理、图像处理、控制系统、系统识别、最优化、神经网络的模糊系统等。
（6）易扩充。
1.2 MATLAB系统组成（1）MATLAB语言MATLAB语言是高级的矩阵、矢量语言，具有控制流向语句、函数、数据结构、输入输出等功能。
同时MATLAB又具有面向对象编程特色。
MATLAB语言包括运算符和特殊字符、编程语言结构、字符串、文件输入/输出、时间和日期、数据类型和结构等部分。
（2）开发环境MATLAB开发环境有一系列的工具和功能体，其中大部分具有图形用户界面，包括MATLAB桌面、命令窗口、命令历史窗口、帮助游览器、工作空间、文件和搜索路径等。
（3）图形处理图形处理包括二维、三维数据可视化，图像处理、模拟、图形表示等图形命令。
还包括低级的图形命令，供用户自由制作、控制图形特性之用。
（4）数学函数库有求和、正弦、余弦等基本函数到矩阵求逆、求矩阵特征值和特征矢量等。
MATLAB数学函数库可分为基本矩阵和操作、基本数学函数、特殊化数学函数、线性矩阵函数、数学分析和付里叶变换、多项式和二重函数等。
（5）MATLAB应用程序接口（API）MATLAB程序可以和C/C++语言及FORTRAN程序结合起来，可将以前编写的C/C++、FORTRAN语言程序移植到MATLAB中。
1.3 MATLAB的应用范围包括：MATLAB的典型应用包括：●数学计算●算法开发●建模、仿真和演算●数据分析和可视化●科学与工程绘图●应用开发（包括建立图形用户界面）以矩阵为基本对象第二章 Matlab基础2.1 MATLAB快速入门（1）搜索路径搜索路径也被看作是MATLAB的路径，其包含的文件被认为在路径上。
MATLAB基础知识及常用功能介绍
MATLAB基础知识及常用功能介绍第一章：MATLAB简介及安装MATLAB是一种强大且广泛应用的数值计算软件，它提供了许多用于科学计算和工程设计的功能。
MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的缩写，其主要特点是在操作矩阵和各种数学函数上非常高效。
要安装MATLAB，只需下载安装程序然后按照提示进行安装即可。
第二章：MATLAB基本操作在MATLAB中，可以使用各种命令来进行基本的数学运算，例如加减乘除、幂运算等。
此外，还可以定义变量、矩阵和向量，并进行复杂的数学运算。
提示：使用分号可以取消输出结果。
第三章：MATLAB脚本和函数脚本是一系列MATLAB命令的集合，可以保存并重复执行。
函数是一段具有输入和输出的可执行代码块，可以通过函数名和输入参数来调用。
编写脚本和函数有助于提高代码的可读性和可重复性。
第四章：MATLAB图形化界面MATLAB提供了图形化界面（GUI）工具箱，用于创建交互式应用程序和图形用户界面。
利用GUI工具箱，可以通过拖拽和放置的方式创建界面，并通过设置属性和回调函数实现交互功能。
第五章：MATLAB数据可视化MATLAB拥有丰富的数据可视化功能，可以将数据以各种图表形式呈现出来，如散点图、柱状图、曲线图等。
此外，还可以对图表进行自定义设置，如添加图例、调整轴范围、添加标题等。
第六章：MATLAB图像处理MATLAB提供了强大的图像处理工具箱，可以用于图像的滤波、锐化、模糊、边缘检测等操作。
此外，还可以进行图像的变换和特征提取，用于图像识别和分析。
第七章：MATLAB信号处理MATLAB信号处理工具箱提供了一系列用于处理、分析和合成信号的函数和工具。
可以进行信号滤波、频谱分析、时域分析等操作。
此外，还可以进行数字滤波器设计和滤波器实现。
第八章：MATLAB数学建模MATLAB是数学建模的重要工具，可以用于建立各种数学模型并进行仿真和优化。
可以利用MATLAB解方程、求解微分方程、进行符号计算等，用于解决各种实际问题。
MATLAB基础知识与操作
运行结果: ans = (x^3-1)*(x-1) >> symdiv(s1,s2) 运行结果: ans = (x^3-1)/(x-1) >> sympow(s1,s2) 运行结果: ans = (x^3-1)^(x-1)
1.7.3符号表达式的化简函数
符号数学工具箱提供了符号表达式的因式分解、展开、合并、化简、通分等数 例1.9对表达式 进行因式分解。 >> syms x %在命令窗口创建符号变量x >> f=factor(x^3-1) 运行结果: f= (x-1)*(x^2+x+1)
第一章 Matlab基础知识与基本操作 1.4 Matlab语言基础 1.4.1数值计数 1.4.2变量
Matlab的数值采用的是常用的十进制数表示法，可以带小数点或者负号。以下 计数都是合法的。 2 -33 0.03 3.43158 2.6-e2.1e46 Matlab的具体命名规则和特殊规则见教材表1.2和表1.3所示。 1．数学运算符：+（加）、-（减）、*（乘）， \（左除）、/（右除）、^（乘幂 ） 2．关系运算符：《（小于）、》（大于）、《=（小于等于）、》=（大于等于 ）、==（等于），~=（不等于） 3．逻辑运算符：&（逻辑与运算）、|（逻辑或运算）、~（逻辑非运算）
第一章第一章matlab基础知识与基本操作基础知识与基本操作132菜单和工具栏表11matlab部分菜单和工具栏菜单工具使用说明filenewmfile新建m文件fileimportdata导入数据文件filesaveworkspaceas将工作间的所有变量和数据保存为数据文件filesetpath设置matlab文件搜索路径filepreference设置matlab选项如数据显示格式字体等desktopdockundock在组合窗口分离窗口之间切换desktopdesktoplayout窗口布局选择一般都是用默认defaultcurrentdirectory设置matlab当前工作目录第一章第一章matlab基础知识与基本操作基础知识与基本操作14matlab语言基础141数值计数matlab的数值采用的是常用的十进制数表示法的数值采用的是常用的十进制数表示法计数都是合法的计数都是合法的
第一章MATLAB基础知识
第一章MATLAB基础知识1.1 MATLAB开发环境1.MATLAB操作桌面MATLAB4.0以上版本都是在Windows以上环境支持下操作与运行的，因此，这里必须假定读者对Windows有一定的了解和掌握。
本书以Windows98环境，MATLAB6.5版本为例介绍。
书中绝大多数例子在MA TLAB5.3版本中亦能使用.要想进入MATLAB系统，方法有二：（1）在Windows98的桌面上双击MATLAB快捷图标。
（2）单击Windows98的“开始”按钮，再依次单击：程序/MA TLAB/MA TLAB6.5；图1-1MATLAB6.5除保留了传统的命令窗口外，还增加了启动平台窗口、工作空间窗口、命令历史窗口、当前路径窗口等窗口，与新的M文件编辑器和新的在线帮助浏览器等共同构成了MA TLAB6.5的开发环境。
MATLAB的开发环境是MATLAB语言的基础和核心部分，MATLAB语言的全部功能都是在MA TLAB的开发环境中实现的，MA TLAB的仿真工具Simulink、MATLAB的工具箱等其他附加功能的实现也必须使用MATLAB开发环境，因此，掌握MATLAB 的开发环境是掌握MATLAB语言的关键。
启动MA TLAB后，将显示包括命令窗口、启动平台窗口、工作空间窗口、命令历史窗口和当前路径窗口等5个窗口和主菜单组成的操作桌面（图1-1）。
本节对操作桌面的各个窗口作简要介绍，部分窗口的功能和使用将在以后的章节中详细介绍。
操作桌面缺省状态下显示3个窗口，当前路径和工作空间窗口在同一位置显示，可以通过该窗口下方的箭头或窗口标签来切换，命令历史窗口和当前目录窗口在同一位置显示，可以通过该窗口下方窗口标签来切换。
每个窗可以脱离操作桌面独立出来。
也可以通过菜单View来选择显示哪些窗口。
MATLAB还设定了几种特定的窗口布局方式，在View菜单的Desktop Layout选项中，给定了6种布局方式：Default（缺省方式）Command Window Only（只显示命命令窗口方式）Simple（简单方式，只有命令历史窗口和命令窗口）Short History（低命令历史窗口方式）Tall History（高命令历史窗口方式）Five Panel（5个窗口平铺方式）2.MATLAB的通用参数设置MATLAB的通用参数和各功能窗口的参数可以通过主菜单中的file/Preferences项设置，这里先介绍通用参数的设置。
第一章 Matlab基础知识介绍
第一章Matlab基础知识介绍§1.1 简介Matlab软件包是MathWorks公司于1989年推出的一套数值计算软件，它包含总包和若干个工具箱，可以实现数值计算、优化计算、概率统计计算，以及偏微分方程数值解、自动控制、信号处理、图像处理等若干个领域的计算和图形显示功能。
Matlab提供了两种运行方式：（1）直接在Command window窗口输入命令，按Enter键执行；此画面右边就是Command window。
例如，直接输入2+3，按Enter键执行（注意：此时若需要换行，按Shift + Enter 键），得到结果5。
（2）M—文件运行方式第1步点击画面右上方、File下面的白纸形状按键，新建一个M—文件（或者，依次点击File、New、M—file）：第2步在这个新建的M—文件中编辑程序，然后存盘。
注意：在M—文件中，书写换行使用Enter键。
另外，M—文件的名称最好用opt开头，这样不会和Matlab的内部文件相混淆。
例如：opt_class_1，中间应用下划线。
第3步存盘后，按F5键执行，Matlab软件包在Command window 中显示计算结果。
§1.2 向量与矩阵Matlab 软件包中，向量的输入必须使用方括号［ ］，元素的间隔有两种格式：（1）空格型；（2）逗号型。
例如：];321[=a 或者];3,2,1[=aMatlab 软件包中，矩阵的输入也必须使用方括号［ ］，行与行之间的间隔使用分号，或者换行。
元素的间隔有两种格式：（1）空格型；（2）逗号型。
例如：]987;654;321[=A ，或者]9,8,7;6,5,4;3,2,1[=A ，以及];987654321[=A 都代表矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=987654321A 。
例如，在Command window 中输入以下程序（注意：在Command window 中换行，需要使用Shift + Enter 键）： a = [1 2 3 4 5 6 7 8 9];b = [10 10 10; 10 10 10; 10 10 10]; a + b按Enter 键执行，得到结果：⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛191817161514131211Matlab 软件包中，矩阵a 的转置，用'a 表示。
MATLAB基础知识及使用方法
MATLAB基础知识及使用方法第一章：MATLAB简介与环境介绍1.1 MATLAB概述MATLAB是一种高级编程语言和数值计算环境，广泛应用于科学计算、工程设计、数据分析和算法开发等领域。
它提供了强大的数值计算工具和图形绘制功能，并有丰富的库函数和工具箱可供使用。
1.2 MATLAB环境介绍MATLAB的主要界面包括命令窗口、编辑器、工作区和命令历史等。
命令窗口用于交互式执行命令和脚本，编辑器用于编写和编辑脚本文件，工作区用于显示和管理变量，命令历史用于查看和管理执行过的命令。
第二章：MATLAB基本语法2.1 变量和数据类型在MATLAB中，变量可以通过简单的赋值来创建，并且不需要事先声明变量类型。
常见的数据类型包括数值类型（整数、浮点数）、字符类型和逻辑类型（布尔型）等。
MATLAB还提供了复数类型和矩阵类型，具有丰富的数值计算功能。
2.2 运算符和表达式MATLAB支持常见的数学运算符，如加减乘除、取余和乘方等。
此外，还提供了矩阵运算符和逻辑运算符，方便处理矩阵和逻辑表达式。
表达式可以由变量、常数和运算符组合而成，并且支持函数调用。
2.3 控制流程MATLAB提供了条件语句（if-else）、循环语句（for、while）和函数等控制流程结构，以实现不同的程序逻辑。
条件语句根据条件的真假执行不同的代码块，循环语句重复执行一段代码块，函数封装了一段可重复使用的代码。
第三章：MATLAB图形绘制3.1 二维图形绘制MATLAB提供了丰富的函数和工具箱，以绘制各种二维图形，如线图、散点图、柱状图和饼图等。
用户可以自定义图形样式、坐标轴刻度、图例和注释等，以满足不同的数据可视化需求。
3.2 三维图形绘制除了二维图形外，MATLAB还支持绘制三维图形，如曲面图和体积图等。
通过调整视角、设置颜色映射和光照效果，用户可以更直观地表达三维数据的特征和分布情况。
3.3 动态图形绘制MATLAB中的图形绘制功能不仅限于静态图形，还可用于生成动态图形。
第1章MATLAB基础
第1章 MATLAB 基础MA TLAB 作为线性系统的一种分析和仿真工具，是理工科大学生应该掌握的技术工具，它作为一种编程语言和可视化工具，它作为一种编程语言和可视化工具，可解决可解决工程、科学计算和数学学科中许多问题。
MA MATLAB TLAB 建立在向量、数组和矩阵的基础上，使用方便，人机界面直观，输出结果可视化。
矩阵是MA MATLAB TLAB 的核心。
1.1变量与函数1.1.1变量与数据（1）MA MATLAB TLAB 使用变量最常用的有数值数组(double array)和字符串(char array)两类。
所有数值变量以双精度(double)方式存储，不区分整数、实数、复数等，变量类型和数组大小也无须定义。
例：实数、复数等，变量类型和数组大小也无须定义。
例： >> a=2+3i a = 2.0000 + 3.0000i %复数复数 >> a1='This is a string' a1 = This is a string %字符串字符串 >> A=[1 2;3 4] A = 1 2 3 4 %二维数组，即矩阵二维数组，即矩阵（2）MA MATLABTLAB 中变量的命名规则是： 1）变量名必须是不含空格的单个词；）变量名必须是不含空格的单个词； 2）变量名区分大小写；）变量名区分大小写；3）变量名最多不超过31个字符，第31个字符之后的字符将被忽略；个字符之后的字符将被忽略； 4）变量名必须以字母打头，之后可以是任意字母、数字或下划线，变量名中不允许使用标点符号。
量名中不允许使用标点符号。
（3）特殊常量和变量如下表特殊常量和变量如下表特殊变量 取值特殊变量ans 用于结果的缺省变量名用于结果的缺省变量名pi 圆周率圆周率eps 计算机的最小数，当和1相加就产生一个比1大的数大的数 flops 浮点运算数浮点运算数inf 无穷大，如1/0 NaN 不定量，如0/0 i，j i=j=1-nargin 所用函数的输入变量数目所用函数的输入变量数目nargout 所用函数的输出变量数目所用函数的输出变量数目realmin 最小可用正实数最小可用正实数>> clear a A %清除a 和A >> a ??? Undefined function or variable 'a'. %说明a 已清除已清除 >> a1 a1 = This is a string %a1未清除未清除 >> clear %清除工作间所有变量（慎用！）注意clear 与菜单Edit\Clear session 的区别。
matlab 教程 第一章Matlab基础知识
函数名称
函数功能
rat(x)
rats(x) sign(x) rem(x,y ) gcd(x,y) lcm(x,y) exp(x) pow2(x) log(x) log2(x)
将实数化为分数表示
将实数化为多项式表示 符号函数 求x除y的余数 整数x和y的最大公因数 整数x和y的最小公倍数 自然指数 2的指数 自然对数 以2为底的对数
菜单栏 Command Window(命令窗口） Current Directory(当前目录） Command History(指令历史） Wordspace(工作空间）
机动 目录 上页 下页 返回 结束
三、 Matlab操作的注意事项
1) MATLAB命令窗口中的‚>>”为命令提示符，表示 MATLAB正在处于准备状态。在命令提示符后键入命 令并按下回车键后，MATLAB就会解释执行所输入 的命令，并在命令后面给出计算结果, 否则不执行。 2) MATLAB是区分字母大小写的。如果使用和原来定 义的变量一样的名字赋值，原变量名将自动被覆 盖，系统不会出错。 3) 在MATLAB命令区如果某个命令一行输不下，可 以在第一个物理行之后加上3个小黑点并按下回 车键，达到换行的目的。
作用 调用前一个命令行 调用后一个命令行 光标左移一个字符 光标左移一个字符 光标左移一个单词 光标左移一个单词 光标移至行首 光标移至行尾 清除当前行 清除光标所在位置后的字符 清除光标所在位置前的字符 删至行尾
第三节 Matlab 的变量与表达式
一、Matlab的变量 二、 Matlab的运算符 三、 Matlab的表达式 四、 Matlab的数据显示格式
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（完整版）Matlab入门教程
（完整版）Matlab⼊门教程第1章MATLAB操作基础1.1 MATLAB概述1.1.2 MATLAB的主要功能1．数值计算MATLAB以矩阵作为数据操作的基本单位，还提供了⼗分丰富的数值计算函数。
2．绘图功能可以绘制⼆维、三维图形，还可以绘制特殊图形（与统计有关的图，例如：区域图、直⽅图、饼图、柱状图等）。
3．编程语⾔MATLAB具有程序结构控制、函数调⽤、数据结构、输⼊输出、⾯向对象等程序语⾔特征，⽽且简单易学、编程效率⾼。
4．MATLAB⼯具箱MATLAB包含两部分内容：基本部分和各种可选的⼯具箱。
MATLAB⼯具箱分为两⼤类：功能性⼯具箱和学科性⼯具箱。
1.1.3MATLAB语⾔的特点语⾔简洁紧凑，使⽤⽅便灵活，易学易⽤。
例如：A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]⼀条语句实现了对3x3矩阵的输⼊。
语句功能强⼤，⼀条语句相当于其它语⾔的⼀个⼦程序，例如fft。
语句简单，内涵丰富。
同⼀个函数有不同的输⼊变量和输出变量，分别代表不同的含义。
Matlab既具有结构化的控制语句（if、for、while）⼜⽀持⾯向对象的程序设计。
⽅便的绘图功能。
包含功能强劲的⼯具箱。
易于扩展。
1.1.4 初识MATLAB例1-1 绘制正弦曲线和余弦曲线。
x=[0:0.5:360]*pi/180;plot(x,sin(x),x,cos(x));例1-2 求⽅程3x4+7x3+9x2-23=0的全部根。
p=[3,7,9,0,-23]; %建⽴多项式系数向量x=roots(p) %求根例1-3 求积分quad('x.*log(1+x)',0,1)例1-4 求解线性⽅程组。
a=[2,-3,1;8,3,2;45,1,-9];b=[4;2;17];x=inv(a)*b1.2 MATLAB的运⾏环境与安装1.2.1 MATLAB的运⾏环境硬件环境：(1) CPU(2) 内存(3) 硬盘(4) CD-ROM驱动器和⿏标软件环境：(1) Windows 98/NT/2000 或Windows XP(2) 其他软件根据需要选⽤1.2.2 MATLAB的安装运⾏系统的安装程序setup.exe，可以按照安装提⽰依次操作。
MATLAB入门基础
MATLAB入门教程1．MATLAB的基本知识1-1、基本运算与函数在MATLAB下进行基本数学运算，只需将运算式直接打入提示号（>>）之後，并按入Enter键即可。
例如：>> (5*2+1.3-0.8)*10/25ans =4.2000MATLAB会将运算结果直接存入一变数ans，代表MATLAB运算後的答案（Answer）并显示其数值於萤幕上。
小提示：">>"是MATLAB的提示符号（Prompt），但在PC中文视窗系统下，由於编码方式不同，此提示符号常会消失不见，但这并不会影响到MATLAB的运算结果。
我们也可将上述运算式的结果设定给另一个变数x：x = (5*2+1.3-0.8)*10^2/25x = 42此时MATLAB会直接显示x的值。
由上例可知，MATLAB认识所有一般常用到的加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）的数学运算符号，以及幂次运算（^）。
小提示：MATLAB将所有变数均存成double的形式，所以不需经过变数宣告（Variable declaration）。
MATLAB同时也会自动进行记忆体的使用和回收，而不必像C语言,必须由使用者一一指定.这些功能使的MATLAB易学易用，使用者可专心致力於撰写程式，而不必被软体枝节问题所干扰。
若不想让MATLAB每次都显示运算结果，只需在运算式最後加上分号（；）即可，如下例：y = sin(10)*exp(-0.3*4^2);若要显示变数y的值，直接键入y即可：>>yy =-0.0045在上例中，sin是正弦函数，exp是指数函数，这些都是MATLAB常用到的数学函数。
下表即为MATLAB常用的基本数学函数及三角函数：小整理：MATLAB常用的基本数学函数abs(x)：纯量的绝对值或向量的长度angle(z)：复数z的相角(Phase angle)sqrt(x)：开平方real(z)：复数z的实部imag(z)：复数z的虚部conj(z)：复数z的共轭复数round(x)：四舍五入至最近整数fix(x)：无论正负，舍去小数至最近整数floor(x)：地板函数，即舍去正小数至最近整数ceil(x)：天花板函数，即加入正小数至最近整数rat(x)：将实数x化为分数表示rats(x)：将实数x化为多项分数展开sign(x)：符号函数(Signum function)。
第一章 MATLAB基本知识
7．diag 功能：产生对角阵，即矩阵的某个对角线元素不全为0，其他元 素为0。 格式：X = diag(v,k) 生成length(v)+|k|阶方阵，并在第k条对角线放置元素v X = diag(v) 生成length(v)阶方阵，并在主对角线放置元素v v = diag(X,k) 返回方阵X的第k条对角线元素构成的列向量 v = diag(X) 返回方阵X的主对角线元素构成的列向量 说明：v为行向量，表示对角线元素；k为对角线位置，k=0 表示主对角线，k>0表示在主对角线上方的第k条对角 线，k<0表示在主对角线下方的第(-k)条对角线。
MATLAB与系统仿真
3、线性分隔法
如：linspace(1, 5, 9)
【说明】 linspace函数的调用格式为：x=linspace(a, b, n)
数组的第一个元素值为a，最后一个元素值为b，数组中共有n个
元素， 这n个元素线性均匀分布于a和b之间，即数组元素依次为
ba n1
4、对数分隔法
第一章 MATLAB基本知识
1.1MATLAB简介 1.概述
历史：1984年推出MATLAB的正式版，1992年推出MATLB4.0版， 1993年推出微机版，到2005年为止，先后推出了MATLAB 4.x，MATLAB5.x、MATLAB6.x以及MATLAB7.x等版本。
MATLAB与系统仿真
matlab程matlab与系统仿真3m文件的管理文件管理命令与功能命令名实现功能cd显示当前目录xcd返回当前工作目录到目录xcdpath改变目录到pathdeletewq删除文件wqmdir列出当前目录的文件matlabroot返回到matlab根目录path显示或修改matlab的搜索路径typewq在命令窗口显示wqm文件what显示当前目录的m文件和mat文件whichwq显示wqm所在目录matlab与系统仿真15matlab的绘图功能matlab为控制界广泛接受的另一个主要原因是它提供了十分方便的一系列绘图命令例如线性坐标对数坐标半对数坐标及极坐标等命令它还允许用户同时打开若干个图形窗口对图形进行标注文字说明等它使得图形绘制和处理的复杂工作变得简单得令人难以置信matlab与系统仿真151二维图形1
第1章 MATLAB基础知识
第1章MATLAB基础知识在科学研究和工程应用中，往往需要进行大量的计算，目前比较流行的计算语言有MATLAB、Mathematica、Maple、Mathcad等。
其中MathWorks公司推出的MATLAB，由于其强大的功能和广泛的应用性，受到越来越多科研人员的青睐。
MA TLAB在各国高校与研究单位起着重大影响，是通用的将科学计算、数值方法及数据可视化集一身的工具。
1.1 MATLAB概述MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，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，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
1.1.1 MATLAB的发展史MATLAB名字由Matrix（矩阵）和Laboratory（实验室）两词的前3个字母组合而成。
20世纪70年代后期时任美国新墨西哥大学计算机系主任的Cleve Moler博士讲授线性代数课程，发现应用其他高级编程语言极为不方便，于是Cleve Moler博士和他的同事构思并为学生设计了一组调用LINPACK和EISPACK库程序的“通俗易用”的接口，这就是用Fortran 编写萌芽状态的MA TLAB。
以后几年，MA TLAB作为免费软件在大学里被广泛使用，深受大学生的欢迎。
1984年，John Little、Cleve Moler和Steve Bangert合作成立了MathWorks公司，专门从事MATLAB软件的开发，并把MA TLAB正式推向市场。
从那时起，MA TLAB的内核采用C语言编写，而且除原有的数值计算功能外，还新增了数据图视功能。
1993年，MathWorks 公司推出MATLAB 4.0版本；1995年，MathWorks公司推出MA TLAB 4.2C版（For Win3.X）。
MATLAB 4.X版在继承和发展其原有的数值计算和图形可视功能的同时，增加了一些新功能：推出Simulink；开发出基于Word处理平台的Notebook；推出符号计算工具包；开发了与外部进行直接数据交换的组件，打通了MA TLAB进行实时数据分析、处理和硬件开发的通路。
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图1-2 MLAB应用技术
1.2 MATLAB的基本操作
1.2.1 MATLAB语言结构 MATLAB语句的一般格式为：变 量名= 表达式； MATLAB是一种类似BASIC语言的解释性语言，”>>”标志 为MATLAB的命令提示符，其后的内容才是用户输入的信 息。每行命令输入完后，只有用回车键进行确定后，命令 会被执行。 >>a=5;↙ >>b=6; ↙ >>c=a*b↙ 执行后显示： c= 30 >>d=c+2 执行后显示： d= MATLAB应用技术 MATLAB应用技术 32
4.图形控制 将一个图形窗口分割成n*m部分，对每一部分可以用不同的坐标系单 独绘制图形，窗口分割命令的调用格式为： subplot(n，m，k) 5.特殊坐标图形 极坐标曲线绘制函数： polar(theta，rho，选项) 对数和半对数曲线绘制函数的调用格式分别为： semilogx(x，y，选项) %绘制x轴为对数标度的图形； semilogy(x，y，选项) %绘制y轴为对数标度的图形； loglog(x，y，选项) %绘制两个轴均为对数标度的图形；
2. 函数文件 函数文件允许有多个输入参数和多个输出参 数值.其基本格式如下： function[f1，f2，f3，…]=fun(x，y， z，…) 注释说明语句 函数体语句 其中，x，y，z…是形式输入参数；f1，f2， f3，…是返回的形式输出参数值; fun是函数名。
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7．三维图形 plot3( )函数三维空间内绘制出三维的曲线 调用格式为： plot3(x，y，z，选项） >>t=0:pi/50:10*pi; plot3(sin(t)，cos(t)，t)
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MATLAB提供了绘制三维表面网格图的函数， 调用格式为： mesh(x，y，z，c) 关于三维图形的绘制，常用的其他命令有： surf(x，y，z) %绘制三维表面图形; surfc(x，y，z) surfc(x y z) %绘制带有等高线的三维表面图形; % ; surf1(x，y，z) %绘制带有阴影的三维表面图形; coutour(x，y，z) %等高线图形.
3．M文件的管理 文件管理命令与功能
命令名 cd x=cd cd path delete wq dir matlabroot path type wq what which wq 实现功能 显示当前目录 返回当前工作目录到目录x x 改变目录到path 删除文件wq.m 列出当前目录的文件 返回到matlab根目录 显示或修改matlab的搜索路径 在命令窗口显示wq.m文件 显示当前目录的M文件和MAT文件 显示wq.m所在目录 MATLAB应用技术 MATLAB应用技术
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6.利用鼠标绘制图形 MATLAB允许利用鼠标来点选屏幕点，命令格式为： [x，y，button]=ginput(n) 例：用鼠标左键绘制折线，利用鼠标 中键或右键中止绘制。 clg %清除图形窗口; axis([0,10,0,5]); %定义坐标轴范围; hold on %保护窗口图形不被删除; x=[ ] ;y=[ ]; for I=1:100 [x1,y1'button]=ginput(1) text(x1,y1,'.') x=[x,x1];y=[y,y1]; line(x,y) if(button~=1); break; end end
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1.6MATLAB的绘图功能
MATLAB为控制界广泛接受的另一个主要原因是它提供了十分方 便的一系列绘图命令，例如，线性坐标，对数坐标，半对数坐标 及极坐标等命令它还允许用户同时打开若干个图形窗口对图形进 行标注文字说明等，它使得图形绘制和处理的复杂工作变得简单 得令人难以置信
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1.3.2 矩阵的运算 矩阵的转置 矩阵的加和减 矩阵的乘法 矩阵的除法 矩阵的乘方 矩阵的翻转 矩阵的超越函数 关系运算 关系和逻辑运算函数
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1.4MATLAB的向量运算 1.向量的加减 2.向量的乘法 3.向量的除法 4.向量的乘方
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2.while语句 while(条件式) 循环体条件组 end mysum=0;i=1; while(i<=100) mysum=mysum +i; i=i+1; end mysum
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1.5.2 条件转移语句 if条件语句 其格式为： if(条件式) 条件块语句组 end mysum=0; for i=1:120 if (mysum>=5050) i mysum break; end mysum=mysum+i; end 执行结果： i= 101 mysum = 5050
1.2.2 MATLAB 常用命令 3. 在线帮助 （1）help命令 （2）lookfor命令 (3) 从菜单中获得帮助
图1－3 MATLAB帮助窗口
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1.2.3 MATLAB的M文件
MATLAB的M文件有两种形 式：文本文件和函数文件。 M文件可以通过M文件编辑 器建立完成，即通过 MATLAB命令窗口的File菜 单下的New命令的建立M－ File功能完成。M文件编辑器 窗口如图1－4所示。
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3. 图形修饰及文本标注 带有物质基础的曲线绘制命令的调用格式为： Plot(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,…,xn,yn,选项n) 其中，x1，x2，…xn为x轴变量，y1，y2，…yn为y轴变量
字符 字 符 b g r c 颜色 蓝色 绿色 红色 青色 字符 m y k w 颜色 紫红色 黄色 黑色 白色 o x + * s d h ^ 线型 圆圈 叉号 加号 星号 方形 菱形 六角形 上三角 字符 . : -. -p v < 线型 点 实线（默认） 点连线 点划线 虚线 五角星 下三角 左三角 MATLAB应用技术 MATLAB应用技术
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1.5MATLAB的控制语句
MATLAB是一个功能极强的高度集成化程序设计语言,具 备一般程序设计语言的基本语句结构 ，也提供了条件 转移语句，循环语句等一些常用的控制语句 。
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1.5.1 循环语句 MATLAB中可以使用两种循环语句：for语句和while语句. 1.for语句的基本格式为： for 循环变量=表达式1: 表达式2: 表达式3 循环语句组 end 例： mysum=0; for i=1:1:100 mysum=i+mysum; end mysum
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2.MATLAB安装与运行
MATLAB的安装过程与一般的应用软件类似,需要定制选择工具箱。
安装路径选择
安装工具 箱选择项
图1-1 MATLAB安装界面
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当前工作路径选择
工作空 间窗口
命令窗口
历史命 令窗口 当前工作 路径窗口
1.2.2 MATLAB 常用命令 1．空间管理命令 （1）who 命令 （2）whos命令 （3）clear命令 （4）save命令 （5）load命令 （6）clc命令 （7）exist命令 2．数据格式命令 （1）format 命令 （2）sym命令 （3）vpa命令
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1 MATLAB基本知识
常见的MATLAB工具箱： 工具箱： 常见的 工具箱
(1)通信工具箱(Communications Toolbox)； (2)控制系统工具箱(Control Systems Toolbox)； (3)数据获得工具箱(Data Acquisition Toolbox)； (4)数据库工具箱(Database Toolbox)； (5)滤波器设计工具箱(Filter Design Toolbox)； (6)模糊逻辑工具箱(Fuzzy Logic Toolbox)； (7)图像处理工具箱(Image Processing Toolbox)； (8)神经网络工具箱(Neural Network Toolbox) (8) (Neural Toolbox)； (9)模型预测控制工具箱(Model Predictive Control Toolbox)； (10)优化工具箱(Optimization Toolbox)； (11)鲁棒控制工具箱(Robust Control Toolbox)； (12)信号处理工具箱(Signal Processing Toolbox)； (13)统计学工具箱(Statistics Toolbox)； (14)系统辨识工具箱(System Identification Toolbox)； (15)小波分析工具箱(Wavelet Toolbox)； (16)偏微分方程工具箱(Partial Differential Equation Toolbox)； (17)高阶谱分析工具箱(High-order Spectral Analysis Toolbox)； (18)样条工具箱(Spline Toolbox)； (19)定点运算模块集(Fixed-Point Blockset)。
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注意break命令 的使用
MATLAB还提供了其他两种条件结构 还提供了其他两种条件结构 if-else格式和if-else if 格式，调用方法分别为： if(条件式) 条件块语句组1 else 条件块语句组2 2 end 或者， if(条件式1) 条件块语句组1 else if 条件式2 条件块语句组2 end