MATLAB原理及应用 第一讲
(完整版)matlab第一讲教案
(完整版)matlab第⼀讲教案西南科技⼤学本科⽣课程备课教案计算机技术在安全⼯程中的应⽤——Matlab⼊门及应⽤授课教师:徐中慧班级:专业:安全技术及⼯程绪论课型:新授课教具:多媒体教学设备,matlab教学软件⼀、⽬标与要求了解matlab的起源,发展,优势,应⽤范围等,熟悉matlab的操作界⾯,能够进⾏简单的数值运算。
⼆、教学重点与难点本堂课教学的重点在于引导学⽣掌握matlab的安装,熟悉matlab操作界⾯,并进⾏简单的运算。
三、教学⽅法本课程主要通过讲授法、演⽰法、练习法等相结合的⽅法来引导学⽣掌控本堂课的学习内容。
四、教学内容提问:安全⼯程的研究和⼯程实践过程哪些地⽅要运⽤到计算机技术?建筑安全:设计图纸CAD图纸化⼯安全:压⼒容器爆炸我们可以运⽤计算机技术进⾏数值计算和模拟判定爆炸影响范围,从⽽可以确定安全防护距离职业卫⽣防护:尤其是在⾼粉尘的作业环境中煤矿安全:⽡斯爆炸煤与⽡斯突出等等(⼀)matlab是什么?MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)(['meitriks]:矩阵,基质,模型;[l?'b?r?t?ri]:实验室)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MA TLAB和Simulink两⼤部分。
(1)什么是Simulink?Simulink是MATLAB中的⼀种可视化仿真⼯具,是⼀种基于MA TLAB的框图设计环境,是实现动态系统建模、仿真和分析的⼀个软件包,被⼴泛应⽤于线性系统、⾮线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。
Simulink可以⽤连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进⾏建模,它也⽀持多速率系统,也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。
为了创建动态系统模型,Simulink提供了⼀个建⽴模型⽅块图的图形⽤户接⼝(GUI) ,这个创建过程只需单击和拖动⿏标操作就能完成,它提供了⼀种更快捷、直接明了的⽅式,⽽且⽤户可以⽴即看到系统的仿真结果。
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
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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
[理学]第一讲MATLAB软件基础及使用入门
2019/1/20
x= 2 5 8 3 6 0
天津大学数学系
25.0000 22.0000 99.0000
18
指令窗使用简介(c4)
以上矩阵还可以分行输入 A=[1,2,3 4,5,6 7,8,0] (以下是显示结果) A = 1 2 3 4 5 6 7 8 0
2019/1/20 天津大学数学系 19
1.4 MATLAB语言的特点
• 语言简洁紧凑,语法限制不严,程序设
计自由度大,可移植性好
• • • •
运算符、库函数丰富 图形功能强大 界面友好、编程效率高 扩展性强
天津大学数学系 7
2019/1/20
MATLAB 6.x缺省操作界面
返回 Workspace Browser 返回Editor 返回Help之 LaunchPad
2019/1/20 天津大学数学系 4
1.2 MATLAB系统的五大部分
开发环境平台(Development Environment); MATLAB 数学函数库(Mathematical Function Library); MATLAB语言; 图形句柄(Handle Graphics); 应用程序界面(Application Program Interface (API))
(1)在键盘上输入下列内容 A = [1,2,3; 4,5,6; 7,8,0] %节尾没有分号; b = [366;804;351]; %节尾有分号; x=A\b %节尾没有分号;
2019/1/20 天津大学数学系 17
指令窗使用简介(c3)
(2)每按一次【Enter】键,指令就被马上执行 (逐行执行)。由于第二条指令节尾有分号,其结 果不被显示出来,其它两条指令的结果被马上显示 出来。最后在指令窗中将显示以下结果:
第一讲MATLAB基础及其应用
小批量生产 大批量生产
各种性能测试
7
1.1.2 MATLAB软件的发展概述
● 70年代中期,Cleve Moler和他的同事开发了 LINPACK和EISPACK的Fortran子程序库。
● 70年代末期,Cleve Moler 在新墨西哥大学给 学生开线性代数,为学生编写了接口程序,这 程序取名为MATLAB,即Matrix Laboratory。
adCategory.do
2020/2/21
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1.3.3 MATLAB网络资源
❖ www服务
mathworks Matlab 中文论坛:
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1.4 考核方式
❖ 课堂测试+实验 测试20% 实验80%
2020/2/21
Demo>>MATLAB>>Graphics >>Plot相关例子
2020/2/21 Demo>>MATLAB>>3D Visualization
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4.开放性好,易于扩充。所有MATLAB的核心文 件及工具箱文件都是可读可改的源文件,用户 可以通过对源文件的修改以及加入自己的文件
来构成新的工具箱。
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《MATLAB在化学中的应用》
《机械工程设计分析和MATLAB应用》
《机电系统动态仿真——基于MATLAB/Simulink》
《MATLAB在振动信息处理中的应用》
《MATLAB 7.0 在图像处理中的应用》
《MATLAB神经网络仿真与应用》
《小波分析理论与MATLAB 7实现》
一般用途工具
2020/2/21
MATLAB课件第一讲
这时得到了6个文件mfile1.mat~mfile6.mat, 分别保存x1~x6。这可通过load命令检验 :
clear, load mfile1 load mfile3 for i=1:6 load([‘mfile’ int2str(i)]) %读取所有6个的以mfile开头的.mat文件 end
tempdir
返回系统临时工作目录名
tempname 产生临时文件的唯一文件名
3.5: 启动和退出MATLAB
matlabrc startup quit
启动MATLAB的M文件 启动MATLAB的M文件 终止(退出)MATLAB
第一章: 练习
结合下列指令练习:
ver,help,disp,length,size,dir,cd,等
Practice !
第一章: MATLAB系统概述
3. 通用命令
1. 管理命令和函数 2. 管理变量和工作空间 3. 控制命令窗口 4. 使用文件和工作环境 5. 启动和退出MATLAB
第一章: MATLAB系统概述
3.1: 管理命令和函数
help
MATLAB函数和M文件的在线帮助
ver(version) 显示MathWorks产品的版本信息(MATLAB版本号)
1997年仲春,MATLAB5.0版问世,紧接着是5.1、5.2,以及和1999年春的5.3版 先如今已发展到MATLAB7.1,2008,2009版本
MATLAB基本组成
8个主要部分
➢工作空间中的变量
MM编AA程TT与LLAA数BB据数开类学发型函环数境库提绘供制一二组维读曲ggsprr写aae面ppc文ghh、r23a件➢➢➢➢dd三提提M p输开估处h的维供供A二三入算于发专T命曲许运维维L/、Mg业输A线令多算e图 图n文管图B出e数 所形 形编r件理形数a据 需程l的、的据类 的技执调目型 操术行试录作效M符率文件
matlab原理及应用
matlab原理及应用Matlab是一种基于矩阵运算的高级技术计算语言和环境,广泛应用于科学计算、数据分析、图像处理、信号处理、控制系统设计等领域。
本文将介绍Matlab的原理及应用。
一、Matlab的原理Matlab的原理是基于矩阵运算的。
它的核心是矩阵运算引擎,通过矩阵和向量的运算实现各种科学计算和数据处理任务。
Matlab提供了丰富的函数库和工具箱,可以进行符号计算、数值计算、线性代数运算、最优化、概率统计、图像处理等各种计算任务。
Matlab的语法简洁而灵活,可以方便地进行矩阵和向量的创建、操作和计算。
它支持面向对象的编程,并提供了丰富的图形界面和交互式开发环境,使得用户可以方便地进行数据可视化和交互式的计算。
二、Matlab的应用1. 科学计算:Matlab被广泛应用于科学计算领域,可以进行符号计算和数值计算,解决各种数学问题。
它可以进行微积分、代数、微分方程求解、符号计算、数值积分等各种科学计算任务。
2. 数据分析:Matlab提供了丰富的数据分析工具箱,可以进行数据预处理、数据可视化、统计分析、回归分析、聚类分析等各种数据分析任务。
它可以帮助用户快速处理和分析大量的数据,提取数据中的规律和模式。
3. 图像处理:Matlab提供了强大的图像处理工具箱,可以进行图像的读取、处理、分析和显示。
它可以实现图像的滤波、增强、变换、分割、特征提取等各种图像处理任务。
Matlab在医学图像处理、计算机视觉、遥感图像处理等领域有着广泛的应用。
4. 信号处理:Matlab提供了强大的信号处理工具箱,可以进行信号的采集、处理、分析和显示。
它可以实现信号的滤波、频谱分析、时频分析、信号重构等各种信号处理任务。
Matlab在通信领域、音频处理、振动分析等领域有着广泛的应用。
5. 控制系统设计:Matlab提供了强大的控制系统设计工具箱,可以进行控制系统的建模、仿真、优化和设计。
它可以实现控制系统的稳定性分析、性能评估、参数调节等各种控制系统设计任务。
Matlab第一教学与上机讲述免费全文阅读
3)文件名:无空格、无中文的文件夹作为程序的安 装文件夹。
第一章 MATLAB操作基础
二、 MATLAB 安装
具体安装:
第一章 MATLAB操作基础
三、MATLAB的开发环境
1、MATLAB系统的组成 ① MATLAB开发环境 ② MATLAB数学函数库 ③ MATLAB语言 ④ 图形功能 ⑤ 应用程序接口 五个部分。
(5)隐藏窗口
命令输入: edit---文本程序编辑窗口 figure---图像窗口 guide---guide窗口 也可在菜单栏中选择对应窗口
选择窗口的显示形式: Desktop—Desktop Layout
四、MATLAB的启动与退出
1、MATLAB系统的启动 (1)在桌面上双击MATLAB快捷方式图标。 (2)在开始菜单中单击MATLAB项。 (3)在MATLAB安装目录中双击MATLAB快捷方式
MATLAB的帮助系统(续)
④>>lookfor image %查找有关图像的函数和命令。 2、在线帮助浏览器
MATLAB设计了全新的在线帮助浏览器, 当在View菜单中选择了Help选项,或在Help菜 单中选择了MATLAB Help选项时,都可以打 开帮助浏览器。 3、演示帮助
选择Help菜单中的Demos选项,可以打开 演示窗口,观看要查询项的动画演示。
函数的主要用法。
实验一 MATLAB熟悉与操作 基础
三、实验内容(续) (1) 已知a=73,求a的平方根;
(2)已知x的值域区间为1π-4π,求其正
玄值,余玄值。
实验一 MATLAB熟悉与操作基础
四、完成上机实验报告;并在下节课之 前上交。
MATLAB讲义
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第一讲Matlab基础
名称 atanh acoth sech csch asech acsch
含义 反双曲正切 反双曲余切
双曲正割 双曲余割 反双曲正割 反双曲余割
sec
正割
acosh 反双曲余弦
50
指数函数
名称
含义
名称
含义
名称 含义
exp e为底的指数 log10 10为底的对数 pow2 2的幂
log
自然对数 log2 2为底的对数 sqrt 平方根
例:计算圆面积a =πr2 ,半径r = 2,则可键入 >> r=2; % 圆半径r = 2, >> a=pi*r^2; % 计算圆面积a >> a a= 12.5664
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47
48
1.2.7 command window 中的常用键
↑键—显示前个命令 ↓键—显示后个命令 Esc键(←键、delete键)-取消输入 Ctrl+x—剪切 Ctrl+c—复制 Ctrl+v—粘贴
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二维动画(彗星轨迹)
shg;n=10;t=n*pi*(0:0.0005:1);x=sin(t);y=cos(t); plot(x,y,'g');axis square;hold on comet(x,y,0.01);hold off
20
三维动画
clf;shg,x=3*pi*(-1:0.05:1);y=x;[X,Y]=meshgrid(x,y); R=sqrt(X.^2+Y.^2)+eps;Z=sin(R)./R; h=surf(X,Y,Z);colormap(jet);axis off n=12; for i=1:n rotate(h,[0 0 1],25); mmm(:,i)=getframe; end movie(mmm,5,10)
《Matlab教案》课件
《MATLAB教案》PPT课件第一章:MATLAB概述1.1 MATLAB简介介绍MATLAB的历史和发展解释MATLAB的含义(Matrix Laboratory)强调MATLAB在工程和科学计算中的应用1.2 MATLAB界面介绍MATLAB的工作空间解释MATLAB的菜单栏和工具栏演示如何创建、打开和关闭MATLAB文件1.3 MATLAB的基本操作介绍MATLAB的数据类型演示如何进行矩阵运算解释MATLAB中的向量和矩阵运算规则第二章:MATLAB编程基础2.1 MATLAB脚本编程解释MATLAB脚本文件的结构演示如何编写和运行MATLAB脚本强调注释和代码的可读性2.2 MATLAB函数编程介绍MATLAB函数的定义和结构演示如何创建和使用MATLAB函数强调函数的重用性和模块化编程2.3 MATLAB编程技巧介绍变量和函数的命名规则演示如何进行错误处理和调试强调代码的优化和性能提升第三章:MATLAB数值计算3.1 MATLAB数值解算介绍MATLAB中的数值解算工具演示如何解线性方程组和不等式解释MATLAB中的符号解算和数值解算的区别3.2 MATLAB数值分析介绍MATLAB中的数值分析工具演示如何进行插值、拟合和数值积分解释MATLAB中的误差估计和数值稳定性3.3 MATLAB优化工具箱介绍MATLAB优化工具箱的功能演示如何使用优化工具箱进行无约束和约束优化问题解释MATLAB中的优化算法和参数设置第四章:MATLAB绘图和可视化4.1 MATLAB绘图基础介绍MATLAB中的绘图命令和函数演示如何绘制二维和三维图形解释MATLAB中的图形属性设置和自定义4.2 MATLAB数据可视化介绍MATLAB中的数据可视化工具演示如何绘制统计图表和散点图解释MATLAB中的数据过滤和转换4.3 MATLAB动画和交互式图形介绍MATLAB中的动画和交互式图形功能演示如何创建动画和交互式图形解释MATLAB中的图形交互和数据探索第五章:MATLAB应用案例5.1 MATLAB在信号处理中的应用介绍MATLAB在信号处理中的基本概念演示如何使用MATLAB进行信号处理操作解释MATLAB在信号处理中的优势和应用场景5.2 MATLAB在控制系统中的应用介绍MATLAB在控制系统中的基本概念演示如何使用MATLAB进行控制系统分析和设计解释MATLAB在控制系统中的优势和应用场景5.3 MATLAB在图像处理中的应用介绍MATLAB在图像处理中的基本概念演示如何使用MATLAB进行图像处理操作解释MATLAB在图像处理中的优势和应用场景《MATLAB教案》PPT课件第六章:MATLAB Simulink基础6.1 Simulink简介介绍Simulink作为MATLAB的一个集成组件解释Simulink的作用:模型化、仿真和分析动态系统强调Simulink在系统级设计和多领域仿真中的优势6.2 Simulink界面介绍Simulink库浏览器和模型窗口演示如何创建、编辑和运行Simulink模型解释Simulink中的块和连接的概念6.3 Simulink仿真介绍Simulink仿真的基本过程演示如何设置仿真参数和启动仿真解释Simulink仿真结果的查看和分析第七章:MATLAB Simulink高级应用7.1 Simulink设计模式介绍Simulink的设计模式,包括连续、离散、混合和事件驱动模式演示如何根据系统特性选择合适的设计模式解释不同设计模式对系统性能的影响7.2 Simulink子系统介绍Simulink子系统的概念和用途演示如何创建和管理Simulink子系统解释子系统在模块化和层次化设计中的作用7.3 Simulink Real-Time Workshop介绍Simulink Real-Time Workshop的功能演示如何使用Real-Time Workshop进行代码解释代码对于硬件在环仿真和嵌入式系统开发的重要性第八章:MATLAB Simulink库和工具箱8.1 Simulink库介绍Simulink库的结构和分类演示如何访问和使用Simulink库中的块解释Simulink库对于模型构建和功能复用的意义8.2 Simulink工具箱介绍Simulink工具箱的概念和功能演示如何安装和使用Simulink工具箱解释Simulink工具箱在特定领域仿真和分析中的作用8.3 自定义Simulink库介绍如何创建和维护自定义Simulink库演示如何将自定义块添加到库中解释自定义库对于个人和组织级模型共享的重要性第九章:MATLAB Simulink案例分析9.1 Simulink在控制系统中的应用介绍控制系统模型在Simulink中的构建演示如何使用Simulink进行控制系统设计和分析解释Simulink在控制系统教育和研究中的应用9.2 Simulink在信号处理中的应用介绍信号处理模型在Simulink中的构建演示如何使用Simulink进行信号处理仿真解释Simulink在信号处理领域中的优势和实际应用9.3 Simulink在图像处理中的应用介绍图像处理模型在Simulink中的构建演示如何使用Simulink进行图像处理仿真解释Simulink在图像处理领域中的优势和实际应用第十章:MATLAB Simulink项目实践10.1 Simulink项目实践流程介绍从需求分析到模型验证的Simulink项目实践流程演示如何使用Simulink进行项目规划和实施解释Simulink在项目管理和协作中的作用10.2 Simulink与MATLAB的交互介绍Simulink与MATLAB之间的数据交互方式演示如何在Simulink中使用MATLAB函数和脚本解释混合仿真模式对于复杂系统仿真的优势10.3 Simulink项目案例分析具体的Simulink项目案例演示如何解决实际工程问题解释Simulink在工程教育和项目开发中的应用价值《MATLAB教案》PPT课件第十一章:MATLAB App Designer入门11.1 App Designer简介介绍App Designer作为MATLAB中的应用程序开发环境解释App Designer的作用:快速创建跨平台的MATLAB应用程序强调App Designer在简化MATLAB代码部署和用户交互中的优势11.2 App Designer界面介绍App Designer的用户界面和工作流程演示如何创建新应用和编辑应用界面解释App Designer中的组件和布局的概念11.3 App Designer编程介绍App Designer中的MATLAB编程模式演示如何使用App Designer中的MATLAB代码块解释App Designer中事件处理和应用程序生命周期管理的重要性第十二章:MATLAB App Designer高级功能12.1 App Designer用户界面设计介绍App Designer中用户界面的定制方法演示如何使用样式、颜色和主题来美化应用界面解释用户界面设计对于提升用户体验的重要性12.2 App Designer数据模型介绍App Designer中的数据模型和模型视图概念演示如何创建、使用和绑定数据模型和视图解释数据模型在应用程序中的作用和重要性12.3 App Designer部署和分发介绍App Designer应用程序的部署和分发流程演示如何打包和发布应用程序解释如何为不同平台安装和运行App Designer应用程序第十三章:MATLAB App Designer案例研究13.1 图形用户界面(GUI)应用程序设计介绍使用App Designer设计的GUI应用程序案例演示如何创建交互式GUI应用程序来简化MATLAB脚本解释GUI应用程序在数据输入和结果显示中的作用13.2 数据分析和可视化应用程序设计介绍使用App Designer进行数据分析和可视化的案例演示如何创建应用程序来处理和显示大型数据集解释App Designer在数据分析和决策支持中的优势13.3 机器学习和深度学习应用程序设计介绍使用App Designer实现机器学习和深度学习模型的案例演示如何将MATLAB中的机器学习和深度学习算法集成到应用程序中解释App Designer在机器学习和深度学习应用部署中的作用第十四章:MATLAB App Designer实战项目14.1 App Designer项目规划和管理介绍App Designer项目的规划和管理方法演示如何组织和维护大型应用程序项目解释项目管理和版本控制对于团队协作的重要性14.2 App Designer与MATLAB的集成介绍App Designer与MATLAB之间的数据和功能集成演示如何在App Designer中调用MATLAB函数和脚本解释集成MATLAB强大计算和分析能力的重要性14.3 App Designer项目案例实现分析具体的App Designer项目案例实现过程演示如何解决实际工程项目中的问题解释App Designer在工程项目实践中的应用价值第十五章:MATLAB App Designer的未来趋势15.1 App Designer的新功能和技术介绍App Designer的最新功能和技术发展演示如何利用新功能和技术提升应用程序的性能和用户体验强调持续学习和适应新技术的重要性15.2 App Designer在跨平台开发中的应用介绍App Designer在跨平台应用程序开发中的优势演示如何创建适用于不同操作系统的应用程序解释跨平台开发对于扩大应用程序市场的重要性15.3 App Designer的未来趋势和展望讨论App Designer在未来的发展趋势和潜在应用领域激发学生对于应用程序开发和创新的兴趣强调持续探索和创造新应用的重要性重点和难点解析本文档为您提供了一份详尽的《MATLAB教案》PPT课件,内容涵盖了MATLAB 的基本概念、编程基础、数值计算、绘图和可视化、应用案例、Simulink的基础知识、高级应用、库和工具箱的使用、案例分析以及项目实践、App Designer 的基础知识、高级功能、案例研究、实战项目和未来趋势等方面的内容。
第1讲 MATLAB入门
例 利用M文件建立MYMAT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。
(3) 若参与逻辑运算的是两个同维矩阵,那 么运算将对矩阵相同位置上的元素按标量 规则逐个进行。最终运算结果是一个与原 矩阵同维的矩阵,其元素由1或0组成。 (4) 若参与逻辑运算的一个是标量,一个是 矩阵,那么运算将在标量与矩阵中的每个 元素之间按标量规则逐个进行。最终运算 结果是一个与矩阵同维的矩阵,其元素由1 或0组成。
行. 输入矩阵时,严格要求所有行有相同的列. 例 m=[1 2 3 4 ;5 6 7 8;9 10 11 12] p=[1 1 1 1 2222
3 3 3 3]
(二)利用M文件建立矩阵 对于比较大且比较复杂的矩阵,可以为 它专门建立一个M文件。下面通过一个 简单例子来说明如何利用M文件创建矩 阵。
1
值
用于结果的缺省变量名
所用函数的输入变量数目 所用函数的输出变量数目 最小可用正实数 最大可用正实数
2、数学运算符号及标点符号
+ — * .* / ./ ^ .^ \ 加法运算,适用于两个数或两个同阶矩阵相加. 减法运算 乘法运算 点乘运算 除法运算 点除运算,同.\ 乘幂运算 点乘幂运算 反斜杠表示左除.
[2]矩阵运算:
矩阵加法:A+B
矩阵乘法:A*B 方阵的行列式:det(A) 方阵的逆:inv(A) 方阵的伪逆:pinv(A)
MATLAB (matrix3)
方阵的特征值与特征向量:[V,D]=eig[A]
第1讲Matlab语言及其应用 课件
2019/3/11
Application of Matlab Language
4
2.1 启动与退出MATLAB
? 启动MATLAB
? 直接用鼠标双击桌面上MATLAB图标 ? 或Windows桌面的“开始”—〉“所有程
序”—〉“MATLAB” —〉“MATLAB”。
? 退出MATLAB
? 关闭MATLAB桌面 ? 在命令窗口执行quit或exit命令
y= 0.5000
【例2.2-5 】计算 y ? 2cos ?的0.3?值?。
1? 5
>>y=2*cos(0.3*pi)/(1+sqrt(令行编辑 ? “↑”键调回已 输入过命令。
? 修改。
2019/3/11
Application of Matlab Language
10
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2.2 命令窗口的使用
? 激活命令窗口。 ? “>>” 与闪烁的光标一起表明系统就绪,等待输入。 ? 命令窗口脱离 MATLAB桌面。
? 简单计算
【例2.2-1 】计算 ??12 ??2 ?7 ? 4??? ? 32
(1)在MATLAB 命令窗口输入 以下内容:
>>(12+2*(7-4))/3^2 (2)按【 Enter 】键,指令执行。 (3)返回的计算结果: ans=
2
2019/3/11
Application of Matlab Language
7
2.2 命令窗口 (续)
〖说明〗
? 在命令窗口【Enter】键提交命令执行。 ? Matlab所用运算符(如+、-、^等)是各种计算程序中
常见的。 ? 计算结果中的“ans”是英文“answer”的一种缩写,
第一讲Matlab基本应用知识
set(gca,'xtick',-pi:pi/2:pi) set(gca,'xticklabel',{'-pi','-pi/2','0','pi/2','pi'})
2013年10月29日
19
七、Simulink建模初步
2013年10月29日
20
16
if expression (command) end
if expression (command1) else (command2) end
2013年10月29日
if expression1 (command1) elseif expression2 (command 2) …… else (commandsk) end
xlabel('-\pi\leq\theta\leq\pi') ylabel('sin(\theta)') title('plot of sin(\theta)') text(-pi/4,sin(-pi/4),'\leftarrow sin(-\pi\div4)')
2013年10月29日
14
常用符号表示法
5
数组、向量、元胞和构架应用示例
2013年10月29日
MATLAB第一讲 概述PPT课件
2.3 帮助的使用
help 命令:已知命令不知道用法 >> help plot
lookfor命令:知道命令的关键词 >> help inverse inverse.m not found. >> lookfor inverse
helpwin命令: helpdesk命令: demo
怎样获得详尽的帮助信息
社会化的运行带来的好处:合理利用可 以节约大量的时间
为什么相同的时间别人比自己做出了更 多的事情:硕士论文调查结果
紧密结合科学的前沿 From BBS:博士论文=Matlab+word
例1 用一个简单命令求解线性系统
3x1 + x2 - x3 = 3.6 x1 + 2x2 + 4x3 = 2.1 -x1 + 4x2 + 5x3 = -1.4
2. 输入程序代码:
% example1.m
T = 0 : pi/100 : 4*pi;
y1=exp (-t/3);
y2=exp (-t/3).* sin(3*t);
plot (t, y2, '-r', t, y1, ':b', t, -y1, ':b');
3.保存为.m文件
4.运行.m文件(在命令窗口敲入example1)
Matlab及其在信息工程 中的应用
MATLAB 基础及其在信息工程中的应用
第一讲 MATLAB概述源自 一、概述MATLAB是一种交互式的以矩阵为基础 的系统计算平台,它用于科学和工程的计 算与可视化。它的优点在于快速开发计 算方法,而不在于计算速度。
1.1 MATLAB的出现
70年代中期,Cleve Moler和他的同事开发了 LINPACK和EISPACK的Fortran子程序库
第1讲_MATLAB基础知识
2.2 数值、变量和表达式
2、特殊变量名 ,由系统使用,不能用的(如使用会造成混乱)
ans pi 默认的结果变量 圆周率
eps
inf NaN
计算机中的最小数
无穷大 不定数
i(j)
nargin nargout realmin realmax varargin varargout
复数中的虚数单位
所用函数的输入变量数目 所用函数的输出变量数目 最小正实数 最大正实数 函数输入的变量中,可变变量的输入个数 可变的函数输出个数
Format short e 5位浮点表示,所谓的科学计数法
Format long e
15位浮点表示,同上
Format short g 5位浮点和定点之间选择 Format long g 15位定点表示,显示到小数点后第14位
2.2 数值、变量和表达式
1、命名规则 由字母、下划线及数字组成 • 以字母打头 • 区分大小写 • 不超过63个字符,多的字符串将被忽略 合法命名:a, a113, Abs123_ce, abs123_ce
1.2 运行环境介绍
4 命令历史窗口
1.2.1 MATLAB中的窗口
显示所有执行过的命令,一方面查看执行过的命令,另一 方面可重复利用原来的命令。
1.2 运行环境介绍
5 当前目录窗口
1.2.1 MATLAB中的窗口
显示当前目录下的所有文件的文件名、文件类型和最后修 改时间。
1.2 运行环境介绍
1、命令行运行方式:直接在命令行中输入命令 2、M文件运行方式:将命令集写到M文件中,通过执行 M文件来执行一批命令命令窗口(Command Window) 区别:两者的执行效果一样,M文件可以进行调试及重复 调用。
matlab第一讲—认识及简单应用
3x3 1x14 1x1 1x1
Grand total is 25 elements using 116 bytes >> clear c >> save filename a b >> clear >> load filename >> who Your variables are: a b
数组编辑器
2.MATLAB默认的预定义变量
预定义变量在MATLAB启动时由系统自动 生成。用户在编写指令和程序时,应尽量避 免使用下列预定义变量,以免混淆。
预定义变量 含 义 预定义变量 含 义
ans
eps Inf 或 inf i或j
计算结果的缺省变量名
最小的机器数 无穷大,如 1/0 虚单元 i=j=(-1)1/2
1997年仲春,matlab5.0版问世,紧接着是5.1、5.2,以及 1999年春的5.3版。 2001年和2002年mathworks公司又相继推出了强大的 matlab升级版本matlab6.0和matlab6.5 现今的matlab7.0拥有更丰富的数据类型和结构、更友善的面 向对象、更加快速精良的图形可视、更广博的数学和数据分析 资源、更多的应用开发工具。
2. 历史命令窗口(command history)
• 记录用户在Matlab命令窗口中输入的所有 的命令 • 包括每次启动Matlab的时间和每次启动所 有的命令行
• 对历史命令的编辑(复制/运行/创建m文件/ 快捷方式/profile code)
3. 当前目录窗口(current directory)
• 7.2联机查询功能 • 两种方式: helpwin指令 help帮助命令
help帮助命令: 1. Help 指令+待查询的函数 命令窗口输入:help exp 得到指数函数命令的详 细信息
Matlab 第一讲:基本使用方法 - PowerPoint 演示文稿
7
Matlab 的功能与特点
Matlab 是一个交互式软件系统
输入一条命令,立即就可以得到该命令的运行结果
Matlab 具有很强的数值计算功能
Matlab 以矩阵作为数据操作的基本单位, 但无需预先指定矩阵维数(动态定维) 按照 IEEE 的数值计算标准进行计算 提供十分丰富的数值计算函数,方便计算,提高效率 Matlab 命令与数学中的符号、公式非常接近, 可读性强,容易掌握
例:>> A(3,:) = [] 例:>> A(:, [1,2,4]) = []
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特殊矩阵
一些特殊矩阵的生成
Matlab 提供了一些函数,用于生成一些常见的特殊矩阵
例: >> C = magic(3)
>> D = hilb(4) >> E = rand(4)
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常见矩阵生成函数
zeros(m,n) 生成一个 m 行 n 列的零矩阵,m=n 时可简写为 zeros(n) ones(m,n) eye(m,n) diag(X) tril(A) triu(A) 生成一个 m 行 n 列的元素全为 1 的矩阵, m=n 时可写为 ones(n) 生成一个主对角线全为 1 的 m 行 n 列矩阵, m=n 时可简写为 eye(n),即为 n 维单位矩阵 若 X 是矩阵,则 diag(X) 为 X 的主对角线向量 若 X 是向量,diag(X) 产生以 X 为主对角线的对角矩阵 提取一个矩阵的下三角部分 提取一个矩阵的上三角部分
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矩阵操作
从大矩阵中提取一个子矩阵
A(I,J) 其中 I=[i1, i2, … , im], J=[ j1, j2, … , jm]
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路径搜索时常用的命令
path命令 在命令窗口输入path命令可以得到MATLAB所 有的搜索路径。 genpath命令(Generate path string ) 得到MATLAB所有的搜索路径连接而成的一个 长字符串。 editpath或pathtool 在命令窗口输入两者中的任意一个,等同于选 择File->Set Path命令。
MATLAB语言标点解释 语言标点解释
;区分行或取消运行显示 ,区分列或函数参数分隔符 ( )指定运算过程的先后顺序 [ ] 矩阵定义的标识 { }单元数组的构成 :具有多种应用 . 小数点或预访问符 … 续行符 % 注释符 ‘ ’ 字符串标识符
lookfor(在help里搜索关键字) which(定位函数或文件) path(获取或设置搜索路径) cd(改变当前的工作目录) pwd(显示当前的工作目录) dir(显示目录下文件) !(执行操作系统命令) Computer(显示计算机类型) figure(打开图形窗口) clc(清除命令窗口中的内容) close all(关闭所有图形窗口)
命令历史窗口( 命令历史窗口(Command History) )
用户可以选择View-> Command History或 Desktop-> Command History调出或隐藏该窗口 命令历史窗口显示用户在命令窗口中所输入的每 条命令的历史记录,并标明其使用时间。
工作空间( 工作空间( Workspace )
MATLAB产品族的主要应用领域 产品族的主要应用领域
仿真建模 实时仿真 自动控制 信号处理与通信 数据分析/科学计算 算法开发 图形和可视化法 独立应用和开发 其他领域
MATLAB系统的主要组成部分 系统的主要组成部分
MATLAB的用户界面 的用户界面 MATLAB的数学函数库 的数学函数库 MATLAB 语言 绘图 MATLAB 外部接口 外部接口/API
命令窗口( 命令窗口(Command Window) )
用户可以View->Command Window或Desktop-> Command Window来调出或隐藏该窗口 命令窗口中的“>>”为运算提示符,表示 MATLAB处于准备状态。 当在“>>”后面输入正确的指令之后,按Enter键, 命令窗口就会直接显示运算结果。 如果一个表达式过长,想分两行书写,则只需在 表达式的末尾输入省略号“…”,然后接着书写第 二行即可。
MATLAB产品族 产品族
MATLAB MATLAB Toolbox MATLAB Compiler Simulink 用来建模、 用来建模、分析和仿 真各种动态系统的交 Stateflow 互环境 Real-Time Workshop Simulink 模块库
MATLAB是所有产品的基础, 是所有产品的基础, 是所有产品的基础 集计算、 集计算、可视化及编程于一 节省了算法开发任务所需的时 它具有科学计算、 身。它具有科学计算、先进 间。MATLAB工具箱中的大 工具箱中的大 的可视化工具、 的可视化工具、直观灵活的 利用MATLAB compiler可以 利用 可以 多数函数都是通过M文件编写 多数函数都是通过 文件编写 语言、开放性可扩展性强和 语言文件自动产生优化 代码; 、 文件自动产生优化C代码 从M文件自动产生优化 代码; 的,用户可对其进行适当的修 特殊应用工具箱等特征 、运 从而加快应用程序的开发、 从而加快应用程序的开发 改。 行速度
MATLAB原理及应用 原理及应用
主讲:王雪丽 院系:信息工程学院
2009年11月
主要内容
第一讲 第二讲 第三讲 第四讲 第五讲 第六讲 第七讲 第八讲 MATLAB概述 概述 MATLAB矩阵与数组操作 矩阵与数组操作 MATLAB图形绘制与处理 图形绘制与处理 MATLAB控制流语句 控制流语句 函数和M文件 函数和 文件 GUI及桌面工具和开发环境 及桌面工具和开发环境 MATLAB程序调试及 程序调试及Cell单元功能 程序调试及 单元功能 通信工具箱主要功能库介绍
第九讲 第十讲 第十一讲 第十二讲
基本通信系统建模 通信系统性能估计 信号处理工具箱主要功能库介绍 滤波器设计和实现
第一讲 MATLAB 概述
MATLAB是什么 是什么
MATLAB的含义是矩阵实验室,其名字来自 Matrix(矩阵)和Laboratory(实验室)两词的前三个 字母组合。它是由美国的Math Works公司开发 出的并用于概念设计、算法开发、建模仿真、实 概念设计、 概念设计 算法开发、建模仿真、 时实现的理想集成环境。它将数值分析、矩阵计 数值分析、 时实现 数值分析 图形图像处理、信号处理和仿真等诸多强大 算、图形图像处理、信号处理和仿真 的功能集成在较易使用的交互式计算机环境中, 为科学研究、工程应用 科学研究、 科学研究 工程应用提供了一种功能强、效率 高的编程工具。
图形窗口( 图形窗口(Figure Window) )
用来显示MATLAB所绘制的图形。用户可以选 择File->New->Figure命令进入此窗口。
MATLAB的路径搜索 的路径搜索
为什么要进行路径搜索? 为什么要进行路径搜索? 因为MATLAB的一切操作都是在它的搜索路径 (包括当前路径)中进行的,所以如果调用的函 包括当前路径) 数在搜索路径之外,编译时MATLAB就会认为此 MATLAB 函数不存在,就会报错。 怎样进行路径搜索? 怎样进行路径搜索? 选择File->Set Path命令 如果只想把某一目录下的文件包含在搜索范围之 内忽略其子目录,单击Set Path对话框中的Add Folder按钮,否则,点击Add Subfolder按钮。
用来显示当前计算机内存中MATLAB变量的名 称、数学结构、该变量的字节数、类型等信息。 注意:MATLAB命令窗口中运行的所有命令都 共享一个相同的工作空间,所以他们共享所有 的变量。
编辑器窗口(The Edit/Debug Window) 编辑器窗口( )
用来创建新的M文件,或修改已经存在的M文件 程序代码不同部分会显示为不同的颜色,例如: 注释显示为绿色,变量和数字显示为黑色,字 符串显示为红色,关键字显示为蓝色
MATLAB的用户界面 的用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ界面
MATLAB主菜单 MATLAB主工具栏 命令窗口(Command Window) 命令历史窗口(Command History) 工作空间(Workspace) 当前路径窗口(Current Directory) 编译窗口(The Edit/Debug Window) 图形窗口(Figure Window)
MATLAB帮助系统的使用 帮助系统的使用
包括联机帮助系统 命令窗口查询帮助系统 联机帮助系统和命令窗口查询帮助系统 联机帮助系统 联机帮助系统 进入方式:选择菜单栏中的help栏、点击工具 栏中的‘?’或在命令窗口直接执行helpwin、 helpdes或doc命令。 命令窗口查询帮助 具有快捷的优点。 具有快捷的优点。主要命令help和lookfor函数。 help+函数名(当知道某个函数的具体名称时用) lookfor+关键字(当不知道函数的确切名称,只 知道此函数的部分关键字时使用)
MATLAB常用系统命令 常用系统命令
help(在线帮助) helpwin(在线帮助窗口) helpdesk(在线帮助工作台) demo(运行演示程序) who(显示当前变量) whos(显示当前变量的详细信息) clear(清除工作空间的变量和函数) save(把变量存入文件中) quit/exit(退出MATLAB) what(显示指定的MATLAB文件)
在搜索路径中查看文件
使用what命令可以显示当前目录下所有的 “.m”或”.mat”(MATLAB的数据存储的标准 格式)文件。 >>what 如果想查看某.m文件的源代码,则使用type命 令 >>type eg %如果.m文件的名称为eg.m 如果想修改此文件,则用edit命令 >>edit eg