Matlab基础及其应用
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基础及应用概述
一、MATLAB基础MATLAB® 是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的科学计算语言和编程环境。
Matlab变量◆基本运算变量逗号、分号的意义行内编辑、注释、运算规则◆变量要求变量区分字母的大小写名字不能超过31个字符变量必须以字母开头，之后可以是任意字母、数字或者下滑线变量中不能含有标点符号。
特殊变量◆MATLAB语言中数值有多种显示形式，在缺省情况下，若数据为整数，则就以整数表示；若数据为实数，则以保留小数点后4位的精度近似表示。
MATLAB 语言提供了10种数据显示格式，常用的有下述几种格式：◆short 小数点后4位(系统默认值)◆long 小数点后14位◆short e 5位指数形式◆long e 15位指数形式矩阵的生成◆直接输入法输入矩阵时要以“[ ]”为其标识符号，矩阵的所有元素必须都在括号内。
矩阵同行元素之间由空格或逗号分隔，行与行之间用分号分隔。
矩阵大小不需要预先定义。
矩阵元素可以是运算表达式。
若“[ ]”中无元素表示空矩阵。
A=[1 2 3；4 5 6；7 8 9]◆外部文件读入法load data1.txta=xlsread('1.xls')start->matlab->import wizard◆特殊矩阵的生成◆对于一些比较特殊的矩阵（单位阵、矩阵中含1或0较多），由于其具有特殊的结构，MATLAB提供了一些函数用于生成这些矩阵。
常用的有下面几个：◆zeros(m) 生成m阶全0矩阵◆eye(m) 生成m阶单位矩阵◆ones(m) 生成m阶全1矩阵◆rand(m) 生成m阶均匀分布的随机阵◆randn(m) 生成m阶正态分布的随机矩阵◆linspace（x1,x2,n）生成线性等分向量矩阵操作矩阵下标◆MATLAB通过确认下标，可以对矩阵进行插入子块、提取子块和重排子块的操作。
◆为了提取矩阵a的第n行、第m列的元素值，使用a(n,m)可以得到。
matlab基础及其应用
matlab基础及其应用MATLAB Basic and Its Application1、IntroductionMATLAB（Matrix Laboratory），是由The MathWorks, Inc.公司出版的商业数学软件包，它在矩阵计算、科学数据可视化、计算机程序设计语言等方面具有很强的功能，它的强大和易用及跨平台功能被国外广泛应用，是科学计算、信号处理、量子力学、系统监控、逆向工程、机器学习等领域的标准软件。
2、FeaturesMATLAB的优势主要有以下几点：(1) MATLAB是一个完整的交互式环境，可以实现图形用户界面、精确的数值计算、数据可视化以及高级编程。
(2) MATLAB可以用来操作大型矩阵、数组，支持向量化语言，利用它可以进行矩阵的运算，而不用写复杂的程序，其代码是可读性非常强的，计算速度快，省去了很多复杂的计算时间。
(3) MATLAB适用于数据分析、机器学习、计算机视觉等多种领域，是一款功能强大的工具箱，为用户提供了丰富的函数库来实现不同的计算任务。
(4) MATLAB可以与其他计算机语言进行交互，可以调用C、C++，java或其他语言进行实现，也可以生成可执行文件。
3、ApplicationMATLAB的应用非常广泛，它能帮助用户实现以下任务：(1) 用来创建算法：MATLAB是一种强大的算法开发工具，可以使用MATLAB语言和面向对象的功能快速创建精确的算法。
(2) 用来实现系统仿真：MATLAB可以快速模拟复杂系统，绘制多种图形，更容易理解系统的行为。
(3) 用来实现信号处理：MATLAB可以对连续信号和数字信号进行处理，支持函数库、信号处理工具箱和语音处理工具箱。
(4) 用来实现机器学习：MATLAB可以实现机器学习算法，用来构建复杂的模型和算法，包括预测和分类，以及用来处理大量数据。
(5) 用来实现数据可视化：MATLAB可以实现高级数据可视化，用来更好地理解和探索数据，而不需要进行复杂的程序编写。
matlab基础及其应用
matlab基础及其应用
Matlab是一种高级的数学软件，它可以帮助用户解决各种数学问题。
Matlab的基础知识包括语言的基本元素、数据类型、数组操作、变量、函数和程序结构等。
这些基础知识是Matlab应用的基础，也是Matlab编程能力的提高之路。
Matlab的应用领域也非常广泛，包括信号处理、图像处理、控制系统、机器学习、统计分析等。
在信号处理领域，Matlab可以实现数字信号处理、滤波器设计、音频处理等功能。
在图像处理领域，Matlab可以进行图像增强、图像分割、目标检测等处理。
在控制系统领域，Matlab可以进行控制器设计、系统仿真、系统优化等操作。
在机器学习领域，Matlab可以进行数据预处理、模型建立、训练和测试等操作。
在统计分析领域，Matlab可以进行数据可视化、统计推断、回归分析、聚类分析等操作。
Matlab的应用不仅限于科研领域，也可以应用于工业生产中。
例如，在物联网领域，Matlab可以进行数据采集、处理和分析；在汽车工业领域，Matlab可以进行车辆仿真、控制系统设计和测试；在航空航天领域，Matlab可以进行飞行控制、飞行动力学分析等操作。
总之，Matlab是一种功能强大、应用广泛的数学软件，掌握其基础知识和应用技能对于科研工作和工业生产都具有重要意义。
- 1 -。
Matlab基础及其应用ppt课件 共34页
Di
a21
a2,i1
b2
a2,i1
a2n
an1 an,i1 bn an,i1 ann
线性方程组求解
数值求解方法： 1.直接法 Gauss消去法、Gauss-Jordan消去法、矩阵分 解法等。
2.迭代法 Jacobi迭代法、Gauss-Seidel迭代法和超松弛迭 代法等。
菜单 三．Matlab 界面与初步操作
快捷工具栏
workspace
工作目录选择栏 指令窗口
Command window运行入门
• 最简单的计算器使用法； • 数值、变量和表达式； • 指令行中的标点符号； • 计算结果的图形表示；
求 [12 2 (7 4)] 32 的运算结果。
4 2 2 A 1 3 2
1 3 3 3 2 2
35 20 60 B 10 15 50
20 12 45
输入下面Matlab指令 A=[4 2 3;1 3 2;1 3 3;3 2 2]; B=[35 20 60 45;10 15 50 40; …20 12 45 20]; C=A*B
Cleve Moler 博士
在70年代中期,Cleve Moler博士和其同事在美国 国家科学基金的资助下开发了调用EISPACK和 LINPACK的FORTRAN子程序库.EISPACK是特征 值求解的FORTRAN程序库,LINPACK是解线性方 程的程序库.在当时,这两个程序库代表矩阵运算的 最高水平.
t
•
画出衰减振荡曲线 其它的包络线 y0
y
t
e3
e 3 sin 3t 及 。的取值范围是
[0,4 ] 。
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基本功能及使用方法
Matlab基本功能及使用方法Matlab是一种专业的计算机软件，广泛应用于科学计算、数据分析和工程模拟等领域。
它具有强大的数学计算功能和灵活的编程接口，使得科学家、工程师和研究人员能够快速、高效地处理和分析数据。
本文将介绍Matlab的基本功能及使用方法，帮助读者快速上手并掌握Matlab的基本操作和应用技巧。
1. Matlab的界面和基本操作Matlab的界面分为工作区、命令窗口、编辑器和图形界面等几个部分。
在工作区可以查看和管理当前变量，命令窗口可以输入和执行Matlab命令，编辑器则用于编写和运行Matlab脚本或函数。
同时Matlab还提供了丰富的工具箱，包括统计工具箱、优化工具箱、图像处理工具箱等，可以根据需要加载并使用。
2. Matlab的基本数据类型和运算Matlab支持常见的数据类型，如标量、向量、矩阵和多维数组等。
可以使用Matlab进行基本的数学运算，包括加减乘除、幂运算和三角函数等。
Matlab还提供了丰富的数学函数和操作符，使得数学计算变得更加简单和高效。
3. 数据的导入和导出Matlab可以方便地导入和导出各种数据格式，如文本文件、Excel文件、图像文件和音频文件等。
可以使用Matlab提供的函数读取和处理数据，也可以将计算结果和图表保存为文件，方便后续的使用和分享。
4. 数据的可视化Matlab具有强大的数据可视化功能，可以绘制各种类型的图表和图形，如折线图、散点图、柱状图和3D图等。
可以使用Matlab提供的函数设置图表的样式和属性，如线条颜色、坐标轴范围和图例等。
通过数据可视化，可以更直观地理解和展示数据，揭示数据背后的规律和趋势。
5. 图像处理和信号处理Matlab在图像处理和信号处理方面有着广泛的应用。
可以使用Matlab提供的函数读取和处理图像，如图像的滤波、边缘检测和图像增强等。
同时，Matlab还提供了丰富的信号处理函数和工具箱，如离散傅里叶变换、数字滤波器设计和信号重构等，可以对信号进行分析和处理，实现各种信号处理算法和方法。
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基础与应用
作
用
空格
（为机器辨认）用作数组元素分隔符号
逗号
,
用作要显示计算结果的指令与其后指令的分隔；用作输入量与输入量
之间的分隔符；用作数组元素分隔符号
黑点
.
用作数值表示中的小数点
分号
;
用作不显示计算结果指令的“结尾”标志；用作不显示计算结果指令
与其后指令的分隔；用作数组的行间分隔符；
冒号
:
用以生成一维数组；用作单下标援引时，表示全部元素构成的长列；
逗号
,
用作要显示计算结果的指令与其后指令的分隔；用作输入量与输入量
之间的分隔符；用作数组元素分隔符号
黑点
.
用作数值表示中的小数点
分号
;
用作不显示计算结果指令的“结尾”标志；用作不显示计算结果指令
与其后指令的分隔；用作数组的行间分隔符；
冒号
:
用以生成一维数组；用作单下标援引时，表示全部元素构成的长列；
续行号
…. 由4个以上连续黑点构成。它把其下的物理行看作该行的“逻辑”继续， 以构成一个“较长”的完整指令
“At”号
@ 放在函数名前，形成函数句柄；放在目录名前，形成用户对象类目录
[说明]为保证指令正确执行，以上符号一定要在英文状态下输入。
14
指令行中的标点符号
名 称 标点
作
用
空格
（为机器辨认）用作数组元素分隔符号
7
MATLAB语言特点（三）
MATLAB采用了面向对象的技术，以矩阵作为基 本数据结构和以矩阵运算为基础，集科学计算和 图形可视化为一体。
MATLAB是高层次的矩阵/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。
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基础知识及应用
MATLAB基础知识及应用引言MATLAB是一种强大且广泛使用的数学软件，它可以帮助我们进行各种数学计算、数据分析和可视化等工作。
本文将介绍MATLAB的基础知识以及一些常用的应用。
一、MATLAB的安装和基本操作首先，让我们先来了解一下MATLAB的安装和基本操作。
在安装MATLAB 之前，我们需要从官方网站下载安装程序，并按照提示进行安装。
安装完成后，我们可以通过启动MATLAB来打开软件。
当MATLAB打开后，我们会看到一个交互式界面，这是MATLAB的命令窗口。
我们可以在命令窗口中输入命令，并立即获得结果。
例如，我们可以输入"1+1"，然后按下回车键，MATLAB会返回结果"2"。
此外，MATLAB还提供了一个编辑器，可用于编写和运行脚本文件。
我们可以在编辑器中编写一系列MATLAB命令，并一次性运行。
这对于复杂的计算任务非常有用。
二、MATLAB的数据类型和运算符在MATLAB中，有几种常见的数据类型，包括数字、字符、逻辑和矩阵等。
数字可以是整数或浮点数，字符是用单引号或双引号括起来的文本，逻辑值为true 或false，矩阵由行和列组成。
MATLAB提供了各种运算符，可以对这些数据类型进行操作。
例如，加法、减法、乘法和除法运算符用于数字类型，连接运算符用于字符类型，逻辑运算符用于逻辑类型，矩阵运算符用于矩阵类型。
除了基本的运算符，MATLAB还提供了许多函数和工具箱，用于更复杂的数学计算和数据分析。
例如，我们可以使用MATLAB的内置函数求解方程组、优化问题、进行统计分析等。
三、MATLAB的编程能力除了作为一个数学软件，MATLAB还是一种功能强大的编程语言。
我们可以使用MATLAB编写脚本和函数，以解决各种计算问题。
MATLAB的编程语法与其他常见的编程语言相似。
它支持条件语句（如if语句）、循环语句（如for和while循环）、函数定义等。
matlab基础及其应用
matlab基础及其应用MATLAB基础及其应用一、Matlab简介1、Matlab是一款非常强大的多元计算工具软件，由美国MathWorks公司研发，有Matlab R2011a、Matlab R2008b、Matlab R2007b、Matlab R2006b和Matlab R14等多个版本；2、Matlab可以实现矩阵运算、科学计算、数据处理、函数的数值求解，是数学计算和图形显示的理想工具，是实现数据分析、科学计算的快速有效的软件。
3、Matlab可以进行数值计算、数据可视化、编程开发、仿真、测控等功能，广泛应用于电子、电气、物理、化学、生物、社会统计学、遥感、机器人控制、金融数学等多个领域。
二、Matlab的基本操作1、打开MatlabWindows：双击桌面上的Matlab快捷方式，或者在开始－运行－窗口中输入matlab，可以打开Matlab软件。
2、Matlab软件界面Matlab 主界面包括：菜单栏，工具栏，命令行，编辑窗口，工作空间，绘图窗口，帮助窗口。
3、在Matlab中运行程序打开Matlab后，编写程序代码，可以在编辑窗口编辑程序代码,也可以在命令窗口编辑程序代码，然后可以在命令窗口中运行代码，程序运行完毕， Matlab会将程序运行结果显示出来。
4、Matlab中绘图Matlab图形处理功能强大，它能够进行内置图形的生成、绘制、改变、添加文字、标记等，可以用鼠标调用图形的轮廓、边框、颜色、图线宽度、图形类型等，Matlab还支持多种类型的三维图形视图，可以产生出具有真实感的图形表现。
三、Matlab的应用Matlab应用于许多领域，包括控制、信号处理、数字图像处理、物理数学建模、科学计算、仿真、光学、生物医药、信息融合、自动控制、软件应用等。
1、在数字信号处理方面，Matlab是一个强大的信号处理平台，它与机器视觉系统、声纳处理、语音处理等有着很强的结合。
2、在通信领域，Matlab是一个强大的数据分析工具，可以快速的处理、分析通信信号，并通过它的可视化功能实时观测实验结果。
matlab基础及其应用
matlab基础及其应用MATLAB基础及其应用摘要：MATLAB是一种强大的计算机程序设计语言，可以使用它来进行简单的程序编写，绘图，数学建模，数据分析，科学计算等，广泛应用于工程，科研，教育等领域。
本文讲述了MATLAB的基础知识，并以实际的例子说明了MATLAB的应用领域，如：信号处理、电子信号仿真、计算物理、人工智能等。
关键词：MATLAB；计算机程序；信号处理；仿真MATLAB基础及其应用一、MATLAB简介MATLAB（Matrix Laboratory）是由美国MathWorks公司出版的商业数值计算软件，是一个用于算法开发、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，它拥有完善的算法库和强大的图形绘制工具，主要被用于科学计算。
MATLAB提供了一个强大的编程接口，可以用于代码编写，程序测试、程序调试，解决大量的复杂科学计算问题。
二、MATLAB方面1、变量MATLAB提供了丰富的变量，包括标量（单个数值）、矢量（一维数组）、矩阵（二维数组）、多维数组（三维及以上数组）。
MATLAB的变量不需要预定义，该变量在程序中第一次使用时就被自动创建。
2、输入输出MATLAB有丰富的输入输出指令，可以使用输入指令（input）输入数据，使用输出指令（disp）输出结果，也可以使用文件输入输出指令（load，save）进行文件的读写操作。
3、语法MATLAB的语法与传统的程序设计语言大致相同，它也是一种基于程序流程控制的程序设计语言。
MATLAB的语法也有一些特殊之处，如：数组元素的下标从1开始，加号（+）表示数学上的加法，减号（-）表示数学上的减法，乘号（*）表示数学上的乘法，除号（/）表示数学上的除法。
三、MATLAB的应用1、信号处理MATLAB作为一种多功能的计算机语言，常常用于信号处理，如：正弦波分析，信号采集，声音处理，图像处理等。
2、电子信号仿真MATLAB也常用于电子信号仿真，电路模拟，信号发生器模拟等，可以使用MATLAB来设计复杂的电子电路，例如：数字逻辑电路、滤波器、时钟电路等，并进行仿真。
Matlab基础与应用(范群树)
数值计算
代数方程求解
求解一元或多元代数 方程。
矩阵运算
进行矩阵的加、减、 乘、除等基本运算。
微积分计算
计算函数的极限、导 数、积分等微积分问 题。
线性代数
进行矩阵的特征值、 特征向量、逆矩阵等 线性代数计算。
非线性优化
求解非线性优化问题， 如最小二乘法、梯度 下降法等。
Matlab基础与应用
目录
• Matlab简介 • Matlab基础操作 • Matlab编程技巧 • Matlab应用实例 • Matlab与其他软件的交互
01
Matlab简介
Matlab的起源与发展
起源
Matlab最初是由Cleve Moler于1970 年代开发的，旨在为线性代数课程提 供一种实用的计算工具。
数值分析
Matlab提供了多种数值分析工具，如求解方程、积分、微分等。
符号计算
符号变量与表达式
在Matlab中，可以使用符号工具箱进行符号计算，定义符号变 量和表达式。
符号运算
支持符号代数运算，如加、减、乘、除、积分、微分等。
符号方程求解
可以求解符号代数方程和微分方程。
流程控制
01
02
03
条件语句
信号处理
傅里叶变换
将信号从时域变换到频 域，用于信号分析。
滤波器设计
设计各种滤波器，如低 通、高通、带通等。
信号合成
生成各种类型的信号， 如正弦波、方波、三角
波等。
信号采样与重构
对信号进行采样，然后 通过插值等方法重构信
号。
控制系统仿真
01
线性系统仿真
对线性控制系统进行仿真，如一阶、 二阶系统等。
Matlab基础及其应用 第2章 MATLAB数据对象
y=
0.5690 + 1.3980i
2.2 变量及其操作
2.2.1 变量与赋值
3．预定义变量
MATLAB基础与应用教程
2.2 变量及其操作
MATLAB基础与应用教程
2.2.2 变量的管理
1．内存变量的显示与修改
who函数按字母顺序列出当前工作区中的所有变量，whos函 数工作区中按字母顺序列出当前工作区中的所有变量及大小、 类型。
2.2 变量及其操作
MATLAB基础与应用教程
2.2.1 变量与赋值
1．变量命名 在MATLAB中，变量名是以字母开头，后跟字母、数字或下划 线的字符序列，最多63个字符。 变量名区分字母的大小写。 不能使用MATLAB的关键字作为变量名。
2.2 变量及其操作
MATLAB基础与应用教程
2.2.1 变量与赋值
构建二维字符数组可以使用创建数值数组相同的方法matlab基础与应用教程25字符数据及操作251字符向量与字符数组matlab还有许多与字符处理有关的函数matlab基础与应用教程25字符数据及操作例22建立一个字符串向量然后对该向量做如下处理
MATLAB基础与应用教程
第2章 MATLAB数据对象
【本章学习目标】 掌握MATLAB数据对象的特点。 掌握变量的创建与管理。 掌握矩阵的生成、转换与运算。 掌握MATLAB基本的运算规则。
0 -2 -4 -6 -8
2.3 MATLAB数组
MATLAB基础与应用教程
2.3.1 构造数组
2．构造行向量 用linspace函数构建线性等间距的行向量，logspace函数构 建对数等间距的行向量： linspace(a, b, n) logspace(a, b, n) 其中，参数a和b是生成向量的第1个和最后1个元素，选项n 指定向量元素个数。当n省略时，默认生成100个元素。
Matlab基础与应用
rand(3,3)= 0.2311 0.8913 0.0185
0.6068 0.7621 0.8214
382/859 1627/1765 583/1437
Format rat rand(3,3) = 989/1607 313/424 2131/2278
609/769 355/2014 2571/2804
例:求下列极限。 Problem 1:
syms a m x; f=(x*(exp(sin(x))+1)-2*(exp(tan(x))-1))/(x+a); limit(f,x,a) ans = (1/2*a*exp(sin(a))+1/2*a-exp(tan(a))+1)/a Problem 2： syms x t; limit((1+2*t/x)^(3*x),x,inf) ans = exp(6*t)
级数求和
4. 级数(级数求和) 级数求和运算是数学中常见的一种运算。例 如： f(x)=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+anxn 函数symsum可以用于此类对符号函数f的求和 运算。该函数的引用时，应确定级数的通项 式S，变量的变化范围a和b。该函数的引用格 式为：
symsum(s, a, b)
Plot绘图
例一：画出衰减震荡曲线
y
t
e3
sin
3t
及其包
络线
y0
t
e3
t的取值范围是
[0,4 ]
程序如下：
t=0:pi/50:4*pi; y0=exp(-t/3); y=exp(-t/3).*sin(3*t); plot(t,y,'-r',t,y0,':b',t,-y0,':b')
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基础及其应用-MATLAB数据对象
format 格式符
2.1 数值数据及操作
MATLAB基础与应用教程
2.1.2 数据的输出格式
假定x=[4/3 1.2345e-6] x在各种不同的格式符下的输出为 短格式(short)：1.3333 0.0000 短格式e方式(shortE)：1.3333e+00 1.2345e-06 长格式(long)： 1.333333333333333 0.000001234500000 长格式e方式(longE)：1.333333333333333e+00 1.234500000000000e-06 十六进制格式(hex)：3ff5555555555555 3eb4b6231abfd271 +格式(+)：++ 银行格式(bank)：1.33 0.00 format命令只影响数据输出格式，而不影响数据的计算和存储。
2．赋值语句 MATLAB赋值语句有两种格式： 变量=表达式 表达式
如果在命令的最后加分号，MATLAB仅仅执行赋值操作，不显 示运算的结果。
在MATLAB命令后面可以加上注释，用于解释或说明命令的含 义，对命令处理结果不产生任何影响。注释以%开头，后面 是注释的内容。
2.2 变量及其操作
MATLAB基础与应用教程
2.3.1 构造数组
4．获取数组大小 （2）length函数和numel函数 length函数用于获取最大数组维度的长度，即length(A) = max(size(A))；numel函数用于获取数组元素的个数。
>> A=[1,2,3,4;55,66,77,88]; >> length(A) ans =
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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当D＝|A|≠0， 方程组有解，可 用Cramer法则 求解。
a11 a12 a1n x1 b1 a a22 a2 n x2 b2 21 an1 an 2 ann xn bn
MATLAB的第一个商业化的版本是1984年推出的 是3.0的DOS版本 1992年MathWorks 公司于推出了4.0版本， 1994年的4.2版本扩充了4.0版本的功能，尤其在 图形界面设计方面更提供了新的方法。 1997年推出的5.0版允许了更多的数据结构，如单 元数据、多维矩阵、对象与类等，使其成为一种更 方便编程的语言。 1999年推出的 MATLAB 5.3版在很多方面又进一 步改进了 MATLAB 语言的功能。
参考教材：MATLAB基础及应用
参考书目：
《Matlab程序设计教程》，李海涛、邓樱，高等教育出版社/2005.5.1 《精通MATLAB 6.5版》，张志涌，北京航空航天大学出版社/2003.3 《科学运算语言MATLAB5.3程序设计及应用》，薛定宇，清华大学出版社 /2000 《数值方法和MATLAB实现与应用》，拉克唐瓦尔德（美），机械工业出版
0.5 0 -0.5 -1
t 3
0
5
10
15
画出 z
a1,i 1 a1n a2,i 1 a2 n an ,i 1 ann
Di
a21 a2,i 1 b2 an1 an ,i 1 bn
线性方程组求解
数值求解方法： 1.直接法 Gauss消去法、Gauss-Jordan消去法、矩 阵分解法等。 迭代法 Jacobi迭代法、Gauss-Seidel迭代法和超松 弛迭代法等。
线性方程组求解
D1 D2 Dn x1 , x2 , , xn D D D
a11 D
a12 a1n
a21 a22 a2 n an1 an 2 ann a11 a1,i 1 b1
N阶行列式的计算需要n！ 次乘法，求解n阶线性方程 组，共需要做(n+1)！次乘 法。如n=20,则，需做： 21！＝5.10909×1019
画出衰减振荡曲线 y t e sin 3t 及 其它的包络线 y 0 e 3 。的取值范围是 [0,4 ] 。
t=0:pi/50:4*pi; y0=exp(-t/3); y=exp(-t/3).*sin(3*t); plot(t,y,'-r',t,y0,':b',t,-y0,':b') grid 1
管理者接到四份订单如上表所示。
问应该如何计算每份订单所需的原材料， 以便组织生产？ 输入下面Matlab指令
2 2 3 2 3 3 2 2 20 60 45 15 50 40 12 45 20
A=[4 2 3;1 3 2;1 3 3;3 2 2]; B=[35 20 60 45;10 15 50 40; …20 12 45 20]; C=A*B
C= 220 105 125 165 146 475 320 89 300 205 101 345 225 114 370 255
4 1 A 1 3 35 10 B 20
考虑一个实际编程例子 如何编写一个能求出两个矩阵相乘的计算机通 用子程序？
是否正确？
错误，未考虑其一为标量
Matlab基础及其应用
教师简介
主讲教师：李浩 刘大刚 holly@ 物理电子学院
MATLAB课程介绍
定位：公共基础选修课
目标：了解MATLAB，能够熟练掌握数学
（矩阵）运算，简单编程，简单的数据处 理、符号运算及基本图形绘制.对MATLAB面 向对象编程与simulink有基本了解。
社/2004.9
特点：完全不必具备其它语言的基础，各年 级各专业的同学都可选修。
MATLAB课程安排
学时: 32学时（基于matlab6.5版本)
安排：讲课16学时，上机16学时
考核要求：实验报告必须齐备。
考核方式: 实验报告
上机安排
从9月21日（也就是下个星期四）起，每个星 期四安排为上机时间。 上机地点：主楼东312（物电机房） 上机时间：18：00～20：00 20：00～22：00
-2 -3 -4 -4
-2
0
2
4
matlab工具箱
MATLAB包含两个部分：核心部分和各种可选的工具箱。 核心部分中有数百个核心内部函数。
MATLAB主工具箱 工具箱又分为两类：功能性工具箱和学科性工具箱。 符号数学工具箱 SIMULINK仿真工具箱 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 控制系统工具箱 功能，文字处理功能以及与硬件实时交互功能。功能性工具 信号处理工具箱 箱可用于多种学科。 图象处理工具箱 通讯工具箱 学科性工具箱是专业的，如（control、signal proceessing 、commumnication） toolbox等。这 系统辨识工具箱 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 神经元网络工具箱 用户无需编写自己学科范围内的基础程序。 金融工具箱
1983年春天,Cleve Moler到Standford大学讲学， MATLAB深深地吸引了工程师John Little。John Little敏 锐地觉察到MATLAB在工程领域的广阔前景，同年，他和 Cleve Moler，Steve Bangert一起，用C语言开发了第 二代专业版。这一代的MATLAB语言同时具备了数值计算 和数据图示化的功能 。
二、MATLAB的语言特点
1.
2. 3. 4.
5.
6. 7. 8.
语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极 其丰富； 运算符丰富； 兼聚结构化与面向对象编程的特性； 程序设计自由度大； 良好的程序可移植性； 强大的图形功能； 功能性工具箱和学科性工具箱； 源程序的开放性。
线性方程组求解
a11x1 a12 x2 a1n xn b1 a x a x a x b 21 1 22 2 2n n 2 an1 x1 an 2 x2 ann xn bn
2000年10月底推出了其全新的 MATLAB 6.0正式 版(Release 12)，在核心数值算法、界面设计、外
部接口、应用桌面等诸多方面有了极大的改进。
2002年6月发布了其全新的 MATLAB 6.5正式版 (Release 13)
2004年5月推出Matlab7.0
时至今日，经过MathWorks公司的不断完善， MATLAB已经发展成为适合多学科，多种工作平台 的功能强大的大型软件。在国外，MATLAB已经经 受了多年考验。在欧美等高校，MATLAB已经成为 线性代数，自动控制理论，数理统计，数字信号处 理，时间序列分析，动态系统仿真等高级课程的基 本教学工具；成为攻读学位的大学生，硕士生，博 士生必须掌握的基本技能。在设计研究单位和工业 部门，MATLAB被广泛用于科学研究和解决各种具 体问题。在国内，特别是工程学术界，MATLAB也 逐步盛行起来。可以说，无论你从事工程方面的哪 个学科，都能在MATLAB里找到合适的功能。
>> (12+2*(7-4))/3^2
ans =
2
>>
Answer的缩写
简单矩阵的输入步骤：
>> A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9] A= 1 4 7 >> 2 5 8 3 6 9
指令续行输入
>> S=1-1/2+1/3-1/4+... 1/5-1/6+1/7-1/8 S= 续行符号
0.6345
>>
数值、变量和表达式
数值的记述； 变量命名规则； Matlab默认的预定义 变量； 运算符和表达式； 复数和复数矩阵；
0.001
大小写敏感； 首字母为英文 （少于63个字符）； 变量名不包含空格、标点；
Matlab采用习惯的十进制表示： －99 1.3e-3 4.5e33
数值范围：10e-308~10e308
菜单
三．Matlab 界面与初步操作
快捷工具栏
工作目录选择栏
workspace
指令窗口
Command window运行入门
最简单的计算器使用法； 数值、变量和表达式； 指令行中的标点符号； 计算结果的图形表示；
求
[12 2 (7 4)] 3
2
的运算结果。
指令输入提示符
为监控生产，管理者对它们之间的关系十分关 心。为把握这些量的关系，列出下面的表格
原料产品关系表
原料 防护帽 垫肩 产品 硬塑料 泡沫塑料 尼龙线 劳动力 4 1 1 3 2 3 3 2 臀垫 2 2 3 2
订单 4 45 40 20
订单 1 订单 2 订单 3 35 20 60 防护帽 10 15 50 垫肩 20 12 45 臀垫
1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 0 1 2 3 4 5 6
用四种方法描述cos(x)*sin(y)图形
1 0.5 0 -0.5 -1 4 2 0 -2 -4 -5 0 5
4
1 0.5 0
3 2 1 0
-0.5Βιβλιοθήκη -1-1 4 2 0 -2 -4 -5 0 5
加入标量判定，是否就是通用程序了？ 错误，考虑其一或二者为复数矩阵 MATLAB 实现：C=A*B
例、用简短命令计算并绘制在0x6范 围内的sin(2x)、sinx2、sin2x。