MATLAB简介及其基础
学习Matlab(Matlab概述)
日日行，不怕千万里；时时学，不怕千万卷。
第一讲 Matlab概述1.1 Matlab的历程和影响Matlab一词是Matrix Laboratory（矩阵实验室）的缩写。
20世纪70年代后期，时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任的Cleve Moler教授为减轻学生编程负担，为学生设计了一组调用LINPACK和EISPACK库程序的“通俗易用”的接口，此即用Fortran编写的萌芽状态的Matlab。
经过几年的校际流传，在Little的推动下，Little、Steve、Bangert合作，于1984年成立了Math Works公司，并把Matlab正式推向市场。
这时的Matlab内核已采用C语言编写，而除了原有的数值计算功能外，还新增加了数据视图功能。
自从Matlab以商品形式出现后，仅短短几年，就以其良好的开放性和运行的可靠性，使原先控制领域里的封闭式软件包纷纷淘汰，而改以Matlab为平台加以重建。
在进入20世纪90年代的时候，已经成为国际公认的标准计算软件。
在欧美大学里，诸如数理统计、自动控制、数字信号处理、模拟与数字通讯、时间序列分析、动态系统仿真等课程的教科书把Matlab作为一项重要的学习内容。
这几乎成了20世纪90年代教科书与旧版书籍的区别性标志。
Matlab是本科、硕士、博士生必须掌握的基本工具。
在国际学术界，Matlab已经被确认为准确、可靠的科学计算标准软件。
在许多国际一流刊物上，尤其是信息科学刊物，都可以看到Matlab的应用。
Matlab将数值分析、矩阵运算、信号处理、图形功能和系统仿真融为一体，使用户在易学易用的环境中求解问题，如同书写数学公式一样，避免了传统复杂的专业编程。
MathWorks公司对Matlab的优点描述是“计算、可视化及编程一体化”。
在设计研究单位和工业部门，被认为是进行高效研究、开发的首选工具。
1.2 Matlab的特点Matlab有不同于其它高级语言的特点，它被称为第四代计算机语言。
MATLAB入门指南
MATLAB入门指南MATLAB是一款功能强大的数值计算软件和编程环境，广泛应用于科学、工程和数据分析领域。
本文将为初学者提供一份MATLAB入门指南，以帮助他们快速掌握基本概念、使用技巧和常见功能。
第一部分：MATLAB基础1. MATLAB的介绍MATLAB是由MathWorks开发的高级编程语言和环境，其主要用于数值计算、数据可视化和算法开发。
它与其他编程语言相比，有着简单易学的语法和丰富的内置函数库。
2. MATLAB的安装与设置在使用MATLAB之前，您需要先下载和安装MATLAB软件。
安装过程通常是简单的，只需按照提示一步一步执行即可。
安装完成后，您可以根据需要进行一些个性化设置，如选择默认工作目录和字体大小。
3. MATLAB的基本命令和运算符MATLAB的基本命令和运算符与其他编程语言类似，包括数学运算符（加减乘除、幂运算等）、逻辑运算符（与或非等）和比较运算符（等于、大于、小于等）。
您可以使用MATLAB作为计算器来进行简单的数学计算，如计算平方根、三角函数等。
4. MATLAB的变量和数据类型在MATLAB中，您可以使用变量来存储和操作数据。
MATLAB支持多种数据类型，包括数值、字符、逻辑和结构等。
您可以使用赋值语句将数据存储在变量中，并使用变量进行计算和操作。
5. MATLAB的数组和矩阵操作MATLAB以矩阵为基础进行计算，因此对于初学者来说，了解如何创建、操作和计算矩阵是至关重要的。
您可以使用MATLAB提供的函数来创建矩阵，并使用索引和运算符对矩阵进行操作。
第二部分：MATLAB编程和算法1. MATLAB的脚本文件和函数MATLAB提供了编写脚本文件和函数的能力，以便在单个文件中组织代码。
您可以使用脚本文件来一次性执行一系列MATLAB命令，而函数则可以封装一段可重复使用的代码块。
2. MATLAB控制结构MATLAB提供了多种控制结构，如条件语句（if-else）、循环语句（for、while）和跳转语句（break、continue）。
实验MATLAB介绍及其基础操作
实验一MATLAB介绍及其基础操作0800210402 冯晓霏1.实验目的：<1 ）熟悉MATLAB软件的集成开发环境，学习常用窗口的功能和使用方法。
<2 ）掌握帮助的使用方法以及搜索路径的添加方法。
<3 ）掌握基本的MATLAB函数操作及其使用。
<4 ）掌握简单的计算及其绘图操作。
<5 ）了解M文件的编写和运行方法。
2.实验原理<1 ）MATLAB 简介MATLAB是美国MathWorks公司开发的高性能的科学与工程计算软件。
经过几十年的扩充和完善,MATLAB已经发展成为集科学计算、可视化和编程于一体的高性能的科学计算语言和软件开发环境。
MATLAB的主要特点包括强大的矩阵计算能力、方便的绘图功能及仿真能力。
另外，MATLAB还附带了大量的专用工具箱，用于解决各种特定领域的问题。
通过学习软件的基本操作及其编程方法，体会和逐步掌握它在矩阵运算、信号处理等方面的功能及其具体应用。
通过本课程实验的学习，要求学生初步掌握MATLAB的使用方法，初步掌握M文件的编写和运行方法，初步将MATLAB运用于信号分析和系统分析中。
循序渐进地培养学生运用所学知识分析和解决问题的能力。
<2 ）MATLAB 的工作界面<Desktop ）MATLAB安装成功后，第一次启动时，主界面如下图< 不同版本可能有差异）所示：其中①是命令窗口<Command Window ），是MATLAB的主窗口，默认位于MATLAB 界面的右侧，用于输入命令、运行命令并显示运行结果。
②是历史命令窗<Command History ），位于MATLAB界面的左下侧，默认为前台显示。
历史命令窗用于保存用户输入过的所有的命令，为用户下一次使用同一个命令提供方便。
③是当前目录浏览器<Current Directory )，位于MATLAB界面的左上侧，默认为前台显示。
该窗口用于显示当前目录和目录中的所有文件。
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2章 MATLAB的基础知识
a=[1 2 1;2 2 1;2 1 2]; b=[1;2;3]; a/b %矩阵右除
运行程序，得到结果：
??? Error using ==> mrdivide Matrix dimensions must agree.
重新输入语句
a\b
%矩阵左除 ans = 1.0000 -0.3333 0.6667
运行程序，得到结果：
c= 0 0 1 1 1 0
说明 对于复数运算，“= =”与“～ =”运算，既比较实部， 又比较虚部。而其他运算仅比较实部。关系运算同样也可用于 常量与矩阵的比较，在这种情况下，该常量与矩阵的每一个元 素进行比较，其结果是一个与矩阵同维数的0、1矩阵。
逻辑操作符
逻辑操作符 说 明 相对应函数
-0.1667 0 0
（3）矩阵特征值运算
矩阵条件数cond( ) 矩阵的秩rank() 矩阵特征值eig ( )
矩阵范数norm( ) 矩阵的迹trace ( ) 矩阵奇异值svd ( )
例2-7 分别计算矩阵a的有关特征参数。输入以下 MATLAB语句
a=[1 2 3;4 5 6;7 8 0] [cond(a),norm(a),rank(a)]
2.MATLAB工作环境
图形窗口“Figure”
M文件窗口
3．MATLAB的M文件
所谓M文件，就是用户把要实现的命令写在一个 以.m为扩展名的文件中
M文件有两种格式（统称为M文件） 函数式M文件 程序式M文件 程序式M文件用于把很多需要在命令窗口输入的命 令放在一起，就是命令的简单叠加 函数式M文件用于把重复的程序段封装成函数供用 户调用。
&
|
逻辑与
逻辑或
and(a,b)
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。
MATLAB 基础
一、简介 MATLAB是一门计算机程序语言，取名源于Matrix Laboratory，意在以矩阵方式处理数据。一般认为MATLAB的 典型应用包括：数值计算与分析、符号运算、建模与仿真、数 据可视化、图形处理及可视化、基于图形用户界面的应用程序 开发。 MATLAB7.3.0启动后界面如图？？？所示。
则得x=-1.3000 1.7321 4.8000 又如键入a(4,3)=6.5,则得 a=
0
1.3000
Байду номын сангаас
1.0000 2.0000 3.0000 4.0000 5.0000 6.0000 7.0000 8.0000 9.0000 0 0 6.5000 给全行赋值，可用冒号。 如给a的第5行赋值。键入a(5,:)=[5,4,3]得 a= 1.0000 2.0000 3.0000 4.0000 5.0000 6.0000 7.0000 8.0000 9.0000 0 0 6.5000 5.0000 4.0000 3.0000 要取出a的第2、4 行及第1、3列交点上的元素取出，构 成一个新矩阵b。 可键入b=a([2,4],[1,3])得 b= 4.0000 6.0000 0 6.5000 要抽除a中的第2、4、5行，可利用空矩阵[]（指没有元 素的矩阵，对任何一个矩阵赋值[]，就是使它的元素都 消失，注意它与“零矩阵”不同）。 键入 a([2,4,5],:)=[]得 a= 1 7 2 8 3 9
（二）矩阵的初等运算 1、矩阵的加减乘法 （1）矩阵加减法 两矩阵相加（减）就是其对应元素的相加（减），通过+、-运算符实 现，要求相加（减）的两个矩阵的结构必须相同。用MATLAB的size语 句来检查结构是否相同。例如： 键入 [m，n]=size(fb)得 m= 5 n=
matlab基础及其应用
matlab基础及其应用Matlab基础及其应用一、Matlab 介绍Matlab（Matrix Laboratory）是一种用于科学计算、编程和可视化的高级编程语言和环境。
它是由MathWorks开发的一种高级计算机软件，提供了编写脚本语言来创建和运行用于执行数学分析和可视化任务的程序。
Matlab的功能覆盖范围极广，它的主要功能包括：矩阵、向量和数组运算；绘制函数和数据；编写程序和函数；分析和建模数据；实现算法；设计和仿真系统；连接到其他编程语言，如C/C++。
二、Matlab 环境Matlab 语言包括四个部分，分别是：1. 命令窗口：用于输入 Matlab 命令的窗口。
2. 工作空间：用于显示工作空间中的所有变量和函数。
3. 编辑窗口：用于编写和编辑脚本文件（*.m 文件）的窗口。
4. 程序窗口：用于显示 Matlab 命令的窗口。
三、Matlab 的应用领域Matlab 有着广泛的应用领域，以下是部分应用：1. 科学与工程：Matlab 是解决科学和工程问题的首选软件，可以帮助用户快速实现科学和数学计算任务。
2. 数据分析：Matlab 是处理数字和统计数据的首选软件，可以帮助用户轻松解决统计分析问题。
3. 工程计算：Matlab 是快速实现工程计算的首选软件，可以提供快速算法来解决各种工程问题。
4. 图像处理：Matlab 是快速处理图像的首选软件，可以帮助用户快速实现图像处理、压缩和恢复等任务。
5. 自动控制：Matlab 是解决自动控制问题的首选软件，可以帮助用户快速实现现代自动控制方法。
四、Matlab 基础1. Matlab 的基本数据类型：a. 标量：Matlab 中的标量是一个单独的数值，可以是整数或实数。
b. 向量：Matlab 中的向量是一组数字，组成的方式可以是行向量或者列向量。
c. 矩阵：Matlab 中的矩阵是一个二维的数据结构，由行列元素组成。
d. 字符串：Matlab 中的字符串是一个字符组成的字符向量，用引号括起来。
Matlab基础简介课件
一、Matlab的特点
强大的数值计算和工程运算功能
如求解线性方程组Ax=b,A为方阵，matlab中直接x=b/A即可得 结果。
高级图形和可视化数据处理能力 基于向量，数组和矩阵的高级程序设计语言，
语言简单，编程容易，边解释边执行，语法与C语言类似。
支持科学和工程计算标准的开放式可扩充结构
X=
-2.0000 1.0000
1.5000 -0.5000
矩阵元素的赋值与运算
Matlab允许用户对矩阵的单个元素进行赋值 和操作，Matlab此时命令方式为
X(i,j)=变量名
矩阵的行列式运算： a1=det(a)
矩阵的特征值及特征多项式（eig或eigs ）
求矩阵A的特征向量V及特征值D，满足A*V=V*D。其中D的对角线
E = [1 2;3 4]; F = [2 3;4 5]; G = E .* F
G= 26 12 20
矩阵与常数间的运算
常数与矩阵的运算即是同此矩阵各元 素之间进行运算
数除是指矩阵每个元素都除以此常数 ，因此常数只能作为除数。
矩阵的除法（左除“|”和右除“/”）
右除要作矩阵的逆然后再作矩阵的乘法，通常速度较快 左除不需要计算逆，直接进行除运算，可以避免被除矩
a=[1 2], b=[3 4] 则c=a.*b=[3 8]
.^ 为向量的乘方运算，例如
c=a.^2=[1 4]
b. 向量的除法运算
向量点积、叉积和混合积
点积：两个向量在其中一个向量方向上的投影的乘积
a=[1,2,3]; b=[3,4,5];
dot(a,b)
ans=
(相当于sum(a.*b))
26
对数等分向量的生成 y=logspace(x1,x2) 生成(1*50)维的对数等分向量，使得 y(1)=10^x1,y(50)=10^x2 y=logspace(x1,x2,n) 生成(1*n)维的对数等分向量，使得y(1)=10^x1,y(n)=10^x2 例：》a2=logspace(0,5,6) a2= 1 10 100 1000 10000 100000
第1讲 matlab简介及其基础
也可以利用菜单命令实现 例如： >>dir d:\MyProg 清单 >>edit d:\MyProg\exm013_9.m >>which exm013_9.m
%显示d:\MyP rog目录下的文件 %打开编辑器编辑exm013_9.m %指出exm013_9.m所在的目录
2. 历史命令窗口（command history）
功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能、图示建模仿真功 能、文字处理功能以及与硬件实时交互功能，功能性工具箱用 于多种学科。 学科性工具箱是专业性比较强的，面向专门的学科领域。如 control toolbox, signl proceessing toolbox, commumnication toolbox等。这些工具箱都是由该领域内学术水平很高的专家 编写的，所以用户无需编写自己学科范围内的基础程序，而可 直接进行高，精，尖的研究。
（六）matlab界面介绍 界面介绍
Matlab 常用的交互界面
命令窗口（command window） 历史命令窗口（command history） 当前目录窗口（current directory） 工作空间浏览器（workspace browser） 开始按钮（start）
1.命令窗口（command window）
命令窗口常用控制指令
指 令 cd clf clc clear dir edit 清除图形窗 清除指令窗中显示的内容 清除内存变量 列出指定目录的文件清单 打开M文件编辑器 含 义 设置当前工作目录 指 令 exit/quit open md more type which 打开文件 创建目录 使显示内容分页显示 显示M文件的内容 指出文件所在目录 含 义 退出MATLAB
Matlab技术简介与基础知识
Matlab技术简介与基础知识Matlab（全称MATrix LABoratory）是一种专门用于数值计算和数据可视化的高级编程语言和环境。
它于1984年由美国MathWorks公司开发，目前已经成为科学与工程领域中最受欢迎的数值计算软件之一。
Matlab的强大功能使得它可以完成复杂的数值计算、数据处理、模拟和仿真等任务。
在本文中，我们将了解Matlab的基础知识和一些常用的技术应用。
一、Matlab的安装和基本操作首先，我们需要下载并安装Matlab软件。
它适用于Windows、Mac以及Linux等多种操作系统。
在安装完成后，我们可以开始学习Matlab的基本操作。
Matlab的界面友好且易于使用，主要包括一个命令窗口、编辑器、工作空间和命令历史等元素。
在Matlab中，我们可以直接在命令窗口中输入和执行各种命令和表达式，非常方便。
例如，我们可以输入"2+3"，然后按下回车键，Matlab会立即计算并返回结果5。
此外，Matlab还提供了丰富的数学函数和算法库，可以执行诸如求解线性方程组、计算矩阵特征值和特征向量等复杂的数学运算。
二、Matlab的向量和矩阵操作Matlab是以矩阵为基础的语言，因此对于向量和矩阵的操作非常方便。
在Matlab中，我们可以使用方括号（[]）来创建向量和矩阵，用逗号或空格分隔元素。
例如，我们可以使用以下命令创建一个二维矩阵：A = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9]Matlab还提供了许多用于矩阵操作的函数，例如转置、矩阵乘法、逆矩阵等。
我们可以使用"'"来进行转置操作，使用"*"进行矩阵乘法，使用"inv"函数来计算逆矩阵。
例如，我们可以执行以下命令：B = A'C = A * BD = inv(A)三、Matlab的数据可视化Matlab还是一种强大的数据可视化工具，可以用于绘制各种图形和图表，以便更好地理解和分析数据。
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基础及应用
03
Matlab编程基础
控制流
循环结构
使用for和while循环实现重复执行代码块的功能。
条件结构
使用if-else或switch-case语句根据条件执行不同的代码块。
多分支结构
使用try-catch或if-else if-else实现多分支控制。
函数与脚本
函数定义
通过function关键字定义Matlab函数，实现特定功 能。
控制系统分析
Matlab支持对控制系统进行分析，如稳定性分析、根轨迹分析等。
控制系统设计
Matlab提供了控制系统设计函数，如pid、butter等，方便用户进 行控制系统设计。
05
Matlab与其他软件的集 成
与C/C的集成
混合编程
Matlab可以与C/C等编程语言进行 混合编程，通过Matlab的MEX函数 接口，将Matlab代码与C/C代码进 行集成，实现更高效的计算和数据处 理。
Matlab基础及应用
目录
• Matlab简介 • Matlab基础操作 • Matlab编程基础 • Matlab应用实例 • Matlab与其他软件的集成 • Matlab的未来发展与趋势
01
Matlab简介
Matlab的发展历程
1980年代初
MathWorks公司成立，开始研发Matlab的 前身。
科学计算与工程仿真
Matlab可以进行各种科学计算和工 程仿真，如流体动力学、电磁场等。
机器学习与人工智能
Matlab提供了丰富的机器学习工具 箱和函数库，支持人工智能领域的应 用。
02
Matlab基础操作
变量与数据类型
1 2 3
变量命名规则
MATLAB基础
特点：简洁、智能化、解释方式工作，键入程序立即
得出结果。
难点：函数较多，常用几百个。
MATLAB程序的基本数据单元是数组。 一个数组是以行和列组织起来的数据集合，并且拥有一个 数组名。 数组中的单个数据是可以被访问的，访问的方法是数组名 后带一个括号，括号内是这个数据所对应行标和列标。 标量在MATLAB中也被当作数组来处理——它被看作只有一 行一列的数组。 数组可以定义为向量或矩阵。 向量一般来描述一维数组，而矩阵往往来描述二维或多维 数组。
(2)系统默认的固定变量
(3)字符变量：必须用单引号括起来 a=‘happy’ (4)数值变量：b=365
2.数值
常用设置输出格式的命令为： format short 2位整数，4位小数 format long 16位十进制数
3.矩阵
MATLAB进行数据处理和运算的基本元素 标量：看做1*1的矩阵
2 矩阵的运算
矩阵运算：按矩阵的运算规则进行。 数组运算：按数组元素逐一进行。 算术运算符优先级： 表达式从左到右的顺序进行运算。 指数运算的优先级最高； 乘法和除法次之，乘法和除法相同； 加法和减法的优先级最低，加法和减法相同； 括号可以改变优先级顺序。
注意：在MATLAB中，可以对矩阵进行数组运算，这时是
注意：பைடு நூலகம்、B的行数必须相等。 数组右除的运算符为./，A/B 数组左除的运算符为.\，B/A
例： d=[1 2 3;4 5 6;7 8 9] d./2 d.\2
(5)共轭转置
运算符为’ 例: f=[1+i,1+2i],求f’ f.’
Examples
x=[1;2;3],y=[4;5;6],求 x’ y’ x+y x-y x+2 x-2 x*y x.*y x’*y x’.*y x*y’ x.*y’ x*2 x.*2 x\y x.\y 2\x 2./x x/y x./y x/2 x./2 x^y x.^y x^2 x.^2 2^x 2.^x
Matlab基础知识
Matlab基础知识⼀、matlab简介MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵⼯⼚（矩阵实验室），由美国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。
⼆、数据类型1、函数句柄：是⼀个可调⽤的matlab函数的关联，有了函数句柄这种关联，⽤户在任何情况下都可以通过函数句柄调⽤matlab函数，即使是超出正常的函数调⽤范围仍然可以。
函数句柄四个⽤途：（1）可以将⼀个函数传递给另⼀个函数；（2）可以捕获⼀个函数的数值供下⼀次使⽤；（3）可以在正常范围外调⽤函数；（4）可以在函数句柄以.mat⽂件类型保存，供下⼀次matlab运⾏时使⽤。
2、结构类型结构类型是包含⼀组彼此相关、数据结构相同但类型不同的数据类型。
3、细胞数组类型细胞数组是matlab特有的⼀种数据类型，组成它的元素是细胞，细胞是⽤来存储不同类型数据的单元。
相同数组的第⼆个细胞的类型与⼤⼩可以和第⼀个细胞完全不⼀样。
三、matlab运算符1、算式运算符2、关系运算符关系运算符两侧的矩阵维数必须相同。
关系运算为真返回逻辑1，反之返回值为逻辑0。
3、逻辑运算符参与矩阵元素逻辑运算符的逻辑矩阵必须是位数相同的矩阵。
4、运算优先级四、matlab的矩阵1、矩阵合并纵向合并矩阵(要求矩阵A、B的列数相同)：C = [A;B]横向合并矩阵(要求矩阵A、B的维数相同)：C = [A B]2、矩阵拆分3、矩阵运算相关函数求矩阵⾏列式的值：det()求转置矩阵：transpose()或者⽤运算符"'"eg:B=transpose(A)等价于B=A'求逆矩阵：inv()求⼴义逆矩阵：pinv()(即矩阵不是⽅阵或者是⼀个⾮满秩的⽅阵时，矩阵没有逆矩阵，但可以求得伪逆矩阵也成为⼴义逆矩阵)求矩阵的秩：rank()五、控制语句1、每个if、for、while语句必须以end语句结束，否则是错误的；2、for i=1:4等价于for i=[1 2 3 4]。
matlab简介及其基础应用
matlab简介及其基础应用MATLAB 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。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如 C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
MATLAB 的基本应用包括：1. 数值计算和符号计算：MATLAB 可以进行各种数学运算，如矩阵乘法、求导、积分等。
它还支持符号计算，可以对符号表达式进行化简、求值等操作。
2. 数据可视化：MATLAB 提供了丰富的绘图函数，可以绘制各种类型的图形，如线图、散点图、柱状图等。
它还支持三维图形的绘制。
3. 数据分析：MATLAB 可以进行数据分析，如统计分析、回归分析、聚类分析等。
它还提供了一些数据处理工具，如滤波、平滑等。
4. 编程和脚本：MATLAB 是一种编程语言，可以编写脚本和函数来执行复杂的任务。
它还支持面向对象编程。
5. 控制系统设计：MATLAB 提供了一些工具用于控制系统的设计和分析，如根轨迹、波特图等。
6. 信号处理：MATLAB 可以进行信号处理，如滤波、频谱分析等。
7. 图像处理：MATLAB 提供了一些图像处理工具，如图像增强、图像去噪等。
8. 金融计算：MATLAB 可以进行金融计算，如期权定价、风险分析等。
MATLAB 是一种功能强大的数学计算和可视化工具，广泛应用于科学、工程、金融等领域。
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从这时起，MATLAB的内核采用C语言编写，而且除 原有的数值计算能力外，还新增了数据图视功能。
The MathWorks公司
• 从1984年成立，The MathWorks 已经逐步成为全球科学 计算和基于模型设计的软件供应商的领导者。
• The MathWorks总部位于马萨诸塞州的Natick, 现在全球 范围内拥有2000多名员工（）
•
加上MATLAB更强的功能扩展能力，
•与它的主系统一起，构成一个功能更加强大的系统
（五）MATLAB语言的应用
1. 在欧美大学 诸如应用代数、数理统计、自动控制、数字信号处理、模拟 与数字通信、时间序列分析、动态系统仿真等课程的教科书 都把MATLAB作为内容。这几乎成了九十年代教科书与旧 版书籍的区别性标志。MATLAB成为攻读学位的大学生、 硕士生、博士生必须掌握的基本工具。
• 例如，在MATLAB里，用户无需对矩阵 预定义就可使用。
• 5. 程序的可移植性很好，基本上不做修 改就可以在各种型号的计算机和操作系 统上运行。
• 6. MATLAB的图形功能强大
• 在FORTRAN和C语言里，绘图都很不容 易，但在MATLAB里，数据的可视化非 常简单。MATLAB还具有较强的编辑图 形界面的能力。
• MATLAB编程与应用
• 任课教师 • 办公室 • 电话 • Email
李建美 南区八号楼-405 88395524 lijianmei@
课程学时安排
学时: 40学时 安排：讲课28学时，上机12学时
学习内容
• 一、MATLAB基础（20） 二、MATLAB的应用（8）
具体内容
•
diff(x^3)
ans =3*x^2
• （2）积分求解：
•
int(x^3)
ans = 1/4*x^4
• （3）方程求解：
•
x = solve('a*x^2 + b*x + c = 0')
• x =1/2/a*(-b+(b^2-4*a*c)^(1/2))
•
1/2/a*(-b-(b^2-4*a*c)^(1/2))
7. 功能强大的工具箱是MATLAB的另一特色
• MATLAB工具箱包含两个部分：
• 核心部分：有数百个核心内部函数
• 各种可选的工具箱
•
工具箱又分为两类：功能性工具箱
•
学科性工具箱
功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能、图示建模仿真功 能、文字处理功能以及与硬件实时交互功能，功能性工具箱用 于多种学科。
运算
即使一个常数，Y=5，MATLAB也看做是一个
11的矩阵
2. 符号运算功能
• 符号运算即用字符串进行数学分析 • 允许变量不赋值而参与运算 • 用于解代数方程、微积分、复合导数、积分、
二重积分、有理函数、微分方程、泰乐级数展 开、寻优等等，可求得解析符号解
举例：符号计算示例
• （1）微分求解：
1,000,000多名顶级技术人员。这些技术人员工作在世界
上最先进的技术公司，政府实验室，金融机构，以及
3500多所大学。他们依赖于MathWorks的产品和服务，
因为MATLAB 和 Simulink 已经成为他们进行工程项目
和科学研究的基本工具。
（六） MATLAB 7.3的开发环境
MATLAB菜单 MATLAB工具栏
1997年春，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.x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。
Inf
6.MATLAB的兼容功能
• 可与C语言、FORTURE语言跨平台兼容 • 用函数CMEX、FMEX实现
7.强大的联机检索帮助功能
• 可随时检索matlab函数 • 可随时查询matlab函数的使用方法
•
（四）MATLAB语言系统的组成
MTALAB系统由五个主要部分组成 1. MATALB语言体系 高层次的矩阵／数组语言 具有条件控制、函数调用、数据结构、输入输出、面向 对象等程序语言特性。
The MathWorks总部大楼概貌 The MathWorks 中国分公司位于北京，2007年成立 （ ）
Matlab版本
自MathWorks公司1993年推出matlab4.0问世以来，Matlab 语言就成为了最具吸引力、应用最为广泛的科学计算语言；
MATLAB creator Cleve Moler
1984 年 由 Cleve Moler 、 Jack Little 等 合 作 成 立 MathWorks公司，并把MATLAB正式推向市场。
Jack Little： President and
Cleve Moler:
Co-founder of The MathWorks Chief Scientist / Founder
• 8. 源程序的开放性
• 开放性也许是MATLAB最受人们欢迎的 特点。
• 除内部函数以外，所有MATLAB的核心 文件和工具箱文件都是可读可改的源文 件，用户可通过对源文件的修改以及加 入自己的文件构成新的工具箱。
• 9. MATLAB的缺点
• 和其他高级程序相比，程序的执行速 度较慢。由于MATLAB的程序不用编译 等预处理，也不能生成可执行文件，程 序为解释执行，所以速度较慢。
（三）MATLAB语言的功能
•强大的数值（矩阵）运算功能 •广泛的符号运算功能 •计算结果的可视化功能 •可靠的容错功能 •应用灵活的兼容与接口功能 •信息量丰富的联机检索功能
1. 矩阵运算功能
MATLAB提供了丰富的矩阵运算处理功能，
是基于矩阵运算的处理工具。
变量 矩阵，运算 矩阵的运算 例如 C = A + B ，A,B,C都是矩阵,是矩阵的加
• 2. 运算符丰富
• 由于MATLAB是用C语言编写的，MATLAB提供了和 C语言几乎一样多的运算符，灵活使用MATLAB的运 算符将使程序变得极为简短。
• 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
一、MATLAB概述 二、MATLAB的数值运算功能 三、MATLAB中的计算结果可视化 三、MATLAB程序设计 四、MATLAB的符号运算功能 五、Simulink仿真初步 六、MATLAB的工具箱 七、MATLAB文件I/O 八、MATLAB的应用
第一章 MATLAB概述
（一）MATLAB语言的发展
2.MATLAB工作环境 包括管理工作空间中的变量数据输入输出的方式和方法， 以及开发、调试、管理M文件的各种工具。 3. 图形句相系统 这是MATLAB图形系统的基础，包括完成2D和3D数据图示、 图像处理、动画生成、图形显示等功能的高层MATLAB命 令，以及开发GUI应用程序的各种工具。
• 4. MATLAB数学函数库 • 这是对MATLAB使用的各种数学算法的总
窗口单独出来和返回到MATLAB工作界面中。
3.1 命令窗口（command window）
• Matlab的主要操作界面，大部分操作命令和结果在此 进行
• 菜单栏Matlab7.0版比6.5版增加了debug（编译m文件） 和desktop（界面置放模式） 减少了view
工作空间窗口/当 前目录浏览器窗口
命令窗口
历史命令窗口 开始按钮
• 1. 菜单
• MATLAB 7.3还会根据不同的窗口，增加一些浮动菜单。 • （1）File菜单 • （2）Edit菜单 • （3）Debug菜单 • （4）Desktop菜单 • （5）Windows菜单 • （6）Help菜单
4.图形化程序编制功能
• 动态系统进行建模、仿真和分析的软件包 • 用结构图编程，而不用程序编程 • 只需拖几个方块、连几条线，即可实现编程功
能
实例：建立一个模型，将正弦信号输出到 示波器中。
5.MATLAB的容错功能
•非法操作时，给出提示，并不影响其操作 1/0 Warning: Divide by zero ans =
MATLAB名字由MATrix和 LABoratory 两词的前三个字母 组合而成。
20世纪七十年代，时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任 的Cleve Moler出于减轻学生编程负担的动机，为学生设计了 一组调用LINPACK和EISPACK矩阵软件工具包库程序的的 “通俗易用”的接口，此即用FORTRAN编写的萌芽状态的 MATLAB。
（二）MATLAB语言的特点
• 1. 语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函 数极其丰富
MATLAB程序书写形式自由，利用起丰富的库函 数避开繁杂的子程序编程任务，压缩了一切不必要的 编程工作。由于库函数都由本领域的专家编写，用户 不必担心函数的可靠性。可以说，用MATLAB进行科 技开发是下角有一个按钮，是MATLAB 的快捷菜单。
• 开始菜单中显示的为现场菜单，包括交互界面窗口的列表， 快捷方式和常用的子菜单项，可通过start菜单查阅
MATLAB包含的各种资源。
• 2. 工具栏
• 工具栏是在编程环境下提供的对常用命令 的快速访问，当鼠标停留在工具栏的按钮 上时，就会显示出该按钮的功能。
学科性工具箱是专业性比较强的，面向专门的学科领域。如
control toolbox, signl proceessing toolbox, commumnication toolbox等。这些工具箱都是由该领域内学术水平很高的专家 编写的，所以用户无需编写自己学科范围内的基础程序，而 可直接进行高、精、尖的研究。