最新matlab培训教程教学讲义ppt课件
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2024版matlab教程(全)资料ppt课件
进行通信系统的建模、仿真和分析。
谢谢聆听
B
C
变量与赋值
在MATLAB中，变量不需要事先声明，可以 直接赋值。变量名以字母开头，可以包含字 母、数字和下划线。
常用函数
MATLAB提供了丰富的内置函数，如sin、 cos、tan等三角函数，以及abs、sqrt等数 学函数。用户可以通过help命令查看函数的
D
使用方法。
02 矩阵运算与数组操作
错误处理
阐述try-catch错误处理机制的语法、 执行流程及应用实例。
04
函数定义与调用
函数概述
阐述函数的概念、作用及分类，包括内置函数和 自定义函数。
函数调用
深入剖析函数的调用方法，包括直接调用、间接 调用及参数传递等技巧。
ABCD
函数定义
详细讲解自定义函数的定义方法，包括函数名、 输入参数、输出参数及函数体等要素。
拟合方法
利用已知数据点构造近似函数，如最小二乘法、多项 式拟合、非线性拟合等。
插值与拟合的比较
插值函数经过所有数据点，而拟合函数则追求整体上 的近似。
数值积分与微分
01
数值积分方法
利用数值技术计算定积分的近似 值，如矩形法、梯形法、辛普森 法等。
02
数值微分方法
通过数值技术求解函数的导数或 微分，如差分法、中心差分法、 五点差分法等。
02
01
矩阵运算
加法与减法
对应元素相加或相减，要求矩阵 大小相同
乘法
使用`*`或`mtimes`函数进行矩阵 乘法，要求内维数相同
点乘与点除
使用`.*`、`./`进行对应元素相乘或 相除，要求矩阵大小相同
特征值与特征向量
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饼图
展示部分与整体的关系，通过扇形面积或角度表 示占比。
三维图形
01
02
03
04
三维散点图
在三维空间中展示两个变量之 间的关系，通过点的位置展示
数据。
三维曲面图
通过曲面表示两个或多个变量 之间的关系，可以展示数据的
分布和趋势。
三维等高线图
表示三维空间中数据的分布和 变化，通过等高线的形状和密
集程度展示数据。
处理运行过程中出现的错误和 异常情况。
通过优化算法和代码结构，提 高程序的运行效率。
对代码进行重新组织，使其更 易于阅读和维护。
03
MATLAB可视化
绘图基础
散点图
描述两个变量之间的关系，通过点的分布展示数 据。
条形图
比较不同类别的数据大小，通过条形的长度或高 度进行比较。
折线图
展示时间序列数据或多个变量之间的关系，通过 线条的走势呈现数据变化。
控制系统仿真
使用MATLAB进行控制系统仿真 ，模拟系统动态性能。
控制系统优化
对控制系统进行优化设计，如权 重优化、多目标优化等。
THANK YOU
感谢聆听
对图像进行几何变换，如缩放、旋转、平移 等操作。
动画制作
帧动画
通过一系列静态图像的连续播放，形 成动态效果。
路径动画
让对象沿指定路径移动，形成动态效 果。
变形动画
让对象从一个形状逐渐变形为另一个 形状，形成动态效果。
交互式动画
允许用户通过交互操作控制动画的播 放、暂停、回放等操作。
04
MATLAB在科学计算中的应用
对函数进行数值积分和微分， 用于解决定积分和微分方程问 题。
数值优化
展示部分与整体的关系，通过扇形面积或角度表 示占比。
三维图形
01
02
03
04
三维散点图
在三维空间中展示两个变量之 间的关系，通过点的位置展示
数据。
三维曲面图
通过曲面表示两个或多个变量 之间的关系，可以展示数据的
分布和趋势。
三维等高线图
表示三维空间中数据的分布和 变化，通过等高线的形状和密
集程度展示数据。
处理运行过程中出现的错误和 异常情况。
通过优化算法和代码结构，提 高程序的运行效率。
对代码进行重新组织，使其更 易于阅读和维护。
03
MATLAB可视化
绘图基础
散点图
描述两个变量之间的关系，通过点的分布展示数 据。
条形图
比较不同类别的数据大小，通过条形的长度或高 度进行比较。
折线图
展示时间序列数据或多个变量之间的关系，通过 线条的走势呈现数据变化。
控制系统仿真
使用MATLAB进行控制系统仿真 ，模拟系统动态性能。
控制系统优化
对控制系统进行优化设计，如权 重优化、多目标优化等。
THANK YOU
感谢聆听
对图像进行几何变换，如缩放、旋转、平移 等操作。
动画制作
帧动画
通过一系列静态图像的连续播放，形 成动态效果。
路径动画
让对象沿指定路径移动，形成动态效 果。
变形动画
让对象从一个形状逐渐变形为另一个 形状，形成动态效果。
交互式动画
允许用户通过交互操作控制动画的播 放、暂停、回放等操作。
04
MATLAB在科学计算中的应用
对函数进行数值积分和微分， 用于解决定积分和微分方程问 题。
数值优化
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矩阵的数学运算
总结词
详细描述
总结词
详细描述
掌握矩阵的数学运算，如求逆 、求行列式、求特征值等。
在MATLAB中，可以使用inv() 函数来求矩阵的逆，使用det() 函数来求矩阵的行列式，使用 eig()函数来求矩阵的特征值。 例如，A的逆可以表示为 inv(A)，A的行列式可以表示 为det(A)，A的特征值可以表 示为eig(A)。
• 总结词：了解特征值和特征向量的概念及其在矩阵分析中的作用。 • 详细描述：特征值和特征向量是矩阵分析中的重要概念。特征值是满足Ax=λx的标量λ和向量x，特征向量是与特征值对
应的非零向量。特征值和特征向量在许多实际问题中都有应用，如振动分析、控制系统等。
04
MATLAB图像处理
图像的读取与显示
变量定义
使用赋值语句定义变量，例如 `x = 5`。
矩阵操作
学习如何创建、访问和操作矩 阵，例如使用方括号 `[]`。
函数编写
学习如何创建自定义函数来执 行特定任务。
02
MATLAB编程
变量与数据类型
01
02
03
变量命名规则
MATLAB中的变量名以字 母开头，可以包含字母、 数字和下划线，但不应与 MATLAB保留字冲突。
了解矩阵的数学运算在实际问 题中的应用。
矩阵的数学运算在许多实际问 题中都有应用，如线性方程组 的求解、矩阵的分解、信号处 理等。通过掌握这些运算，可 以更好地理解和解决这些问题 。
矩阵的分解与特征值
• 总结词：了解矩阵的分解方法，如LU分解、QR分解等。
• 详细描述：在MATLAB中，可以使用lu()函数进行LU分解，使用qr()函数进行QR分解。这些分解方法可以将一个复杂的 矩阵分解为几个简单的部分，便于计算和分析。
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，展示数据和模型结果。
数据处理
应用MATLAB的信号处理和统计 分析函数库，进行数据预处理、
特征提取和模型训练。
机器学习与深度学习
机器学习
介绍MATLAB中的各种机器学习算法，如线性回归、决策 树、支持向量机等，以及如何应用它们进行分类、回归和 聚类。
深度学习
介绍深度学习框架和网络结构，如卷积神经网络（CNN） 、循环神经网络（RNN）等，以及如何使用MATLBiblioteka B进行 训练和部署。感谢观看
THANKS
符号微积分
进行符号微分和积分运算，如极限、导数和 积分。
符号方程求解
使用solve函数求解符号方程。
符号矩阵运算
进行符号矩阵的乘法、转置等运算。
05
MATLAB应用实例
数据分析与可视化
数据分析
使用MATLAB进行数据导入、清 洗、处理和分析，包括描述性统
计、可视化、假设检验等。
可视化
利用MATLAB的图形和可视化工 具，如散点图、柱状图、3D图等
数值求和与求积
演示如何对数值进行求和与求积 操作。
数值计算函数
介绍常用数值计算函数，如sin、 cos、tan等。
方程求解
演示如何求解线性方程和非线性方 程。
03
MATLAB编程基础
控制流
01
02
03
04
顺序结构
按照代码的先后顺序执行，是 最基本的程序结构。
选择结构
通过if语句实现，根据条件判 断执行不同的代码块。
数据分析
数值计算
MATLAB提供了强大的数据分析工具，支 持多种统计分析方法，可以帮助用户进行 数据挖掘和预测分析。
MATLAB可以进行高效的数值计算，支持 多种数值计算方法，包括线性代数、微积 分、微分方程等。
数据处理
应用MATLAB的信号处理和统计 分析函数库，进行数据预处理、
特征提取和模型训练。
机器学习与深度学习
机器学习
介绍MATLAB中的各种机器学习算法，如线性回归、决策 树、支持向量机等，以及如何应用它们进行分类、回归和 聚类。
深度学习
介绍深度学习框架和网络结构，如卷积神经网络（CNN） 、循环神经网络（RNN）等，以及如何使用MATLBiblioteka B进行 训练和部署。感谢观看
THANKS
符号微积分
进行符号微分和积分运算，如极限、导数和 积分。
符号方程求解
使用solve函数求解符号方程。
符号矩阵运算
进行符号矩阵的乘法、转置等运算。
05
MATLAB应用实例
数据分析与可视化
数据分析
使用MATLAB进行数据导入、清 洗、处理和分析，包括描述性统
计、可视化、假设检验等。
可视化
利用MATLAB的图形和可视化工 具，如散点图、柱状图、3D图等
数值求和与求积
演示如何对数值进行求和与求积 操作。
数值计算函数
介绍常用数值计算函数，如sin、 cos、tan等。
方程求解
演示如何求解线性方程和非线性方 程。
03
MATLAB编程基础
控制流
01
02
03
04
顺序结构
按照代码的先后顺序执行，是 最基本的程序结构。
选择结构
通过if语句实现，根据条件判 断执行不同的代码块。
数据分析
数值计算
MATLAB提供了强大的数据分析工具，支 持多种统计分析方法，可以帮助用户进行 数据挖掘和预测分析。
MATLAB可以进行高效的数值计算，支持 多种数值计算方法，包括线性代数、微积 分、微分方程等。
matlab教程ppt(全)
目的
全面了解 Matlab软件包 激发对Matlab软件的学习兴趣。
2014-8-22
Application of Matlab Language
4
1.1 MATLAB的历史及影响 • 70年代中期，Cleve Moler博土及其同事在美国国家基金会 的帮助下，开发了LINPACK和EISPACK的FORTRAN语言 子程序库，这两个程序库代表了当时矩阵运算的最高水平。 到了70年代后期，身为美国新墨西哥州大学计算机系系主 任的CIeve Moler，在给学生上线性代数课时，为了让学生 能使用这两个子程序库，同时又不用在编程上花费过多的 时间，开始着手用FORTRAN语言为学生编写使用 LINPACK和EISPACK的接口程序，他将这个程序取名为 MATLAB，其名称是由MATrix和 LABoratory（矩阵实验室） 两个单词的前三个字母所合成。 在1978年，Malab就面世了。这个程序获得了很大的成功， 受到了学生的广泛欢迎。在以后的几年里，Matlab在多所 大学里作为教学辅助软件使用，并作为面向大众的免费软 件广为流传。
2014-8-22
Application of Matlab Language
10
1.3
MATLAB编程语言的特点
MATL编程规则，与其他编程语言（如C、Fortran等）相比更接 近于常规数学表示。对于数组变量的使用，不需类型声明，无需事先申请内存空间。
2014-8-22 Application of Matlab Language 5
•
Cleve Moler
•
•
将MATLAB商品化的不是Cleve Moler,而是一个名叫Jack Little
的人。当免费的MATLAB软件到Stanford大学，Jack Little正在该 校主修控制，便接触到了当时MATLAB，直觉告诉他，这是一个 具有巨大发展潜力的软件。因此他在毕业沒多久，就开始用C语 言重新编写了MATLAB的核心。在Moler的协助下，于1984年成 立MathWorks公司，首次推出MATLAB商用版。在其商用版推出 的初期，MATLAB就以其优秀的品质（高效的数据计算能力和开 放的体系结构）占据了大部分数学计算软件的市场，原来应用于 控制领域里的一些封闭式数学计算软件包（如英国的UMIST、瑞 Jack Little
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转置
可以使用`'`运算符对矩阵进行 转置。
矩阵高级运算
01
逆矩阵
可以使用`inv`函数求矩阵的逆矩阵 。
行列式
可以使用`det`函数求矩阵的行列式 。
03
02
特征值和特征向量
可以使用`eig`函数求矩阵的特征值 和特征向量。
秩
可以使用`rank`函数求矩阵的秩。
04
04
matlab绘图功能
绘图基本命令
控制设计
MATLAB提供了控制系统设计和分析 工具箱，可以方便地进行控制系统的 建模、分析和优化。
03
信号处理
MATLAB提供了丰富的信号处理工具 箱，可以进行信号的时域和频域分析 、滤波器设计等操作。
05
04
图像处理
MATLAB提供了图像处理工具箱，可 以进行图像的增强、分割、特征提取 等操作。
02
matlab程序调试技巧分享
01
调试模式
MATLAB提供了调试模式，可以 逐行执行代码，查看变量值，设 置断点等。
日志输出
02
03
错误处理
通过使用fprintf函数，可以在程 序运行过程中输出日志信息，帮 助定位问题。
MATLAB中的错误处理机制可以 帮助我们捕获和处理运行时错误 。
matlab程序优化方法探讨
显示结果
命令执行后，结果将在命令窗口中显示。
保存结果
可以使用`save`命令将结果保存到文件中。
matlab变量定义与赋值
定义变量
使用`varname = value`格式定义变 量，其中`varname`是变量名， `value`是变量的值。
赋值操作
使用`=`运算符将值赋给变量。例如 ，`a = 10`将值10赋给变量a。
可以使用`'`运算符对矩阵进行 转置。
矩阵高级运算
01
逆矩阵
可以使用`inv`函数求矩阵的逆矩阵 。
行列式
可以使用`det`函数求矩阵的行列式 。
03
02
特征值和特征向量
可以使用`eig`函数求矩阵的特征值 和特征向量。
秩
可以使用`rank`函数求矩阵的秩。
04
04
matlab绘图功能
绘图基本命令
控制设计
MATLAB提供了控制系统设计和分析 工具箱，可以方便地进行控制系统的 建模、分析和优化。
03
信号处理
MATLAB提供了丰富的信号处理工具 箱，可以进行信号的时域和频域分析 、滤波器设计等操作。
05
04
图像处理
MATLAB提供了图像处理工具箱，可 以进行图像的增强、分割、特征提取 等操作。
02
matlab程序调试技巧分享
01
调试模式
MATLAB提供了调试模式，可以 逐行执行代码，查看变量值，设 置断点等。
日志输出
02
03
错误处理
通过使用fprintf函数，可以在程 序运行过程中输出日志信息，帮 助定位问题。
MATLAB中的错误处理机制可以 帮助我们捕获和处理运行时错误 。
matlab程序优化方法探讨
显示结果
命令执行后，结果将在命令窗口中显示。
保存结果
可以使用`save`命令将结果保存到文件中。
matlab变量定义与赋值
定义变量
使用`varname = value`格式定义变 量，其中`varname`是变量名， `value`是变量的值。
赋值操作
使用`=`运算符将值赋给变量。例如 ，`a = 10`将值10赋给变量a。
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控制流语句
使用条件语句（如if-else）和 循环语句（如for）来控制程序 流程。
变量定义
使用赋值语句定义变量，例如 `a = 5`。
矩阵运算
使用矩阵进行数学运算，如加 法、减法、乘法和除法等。
函数编写
创建自定义函数来执行特定任 务。
02
MATLAB编程语言基础
变量与数据类型
变量命名规则
数据类型转换
编辑器是一个文本编辑器 ，用于编写和编辑 MATLAB脚本和函数。
工具箱窗口提供了一系列 用于特定任务的工具和功 能，如数据可视化、信号 处理等。
工作空间窗口显示当前工 作区中的变量，可以查看 和修改变量的值。
MATLAB基本操作
数据类型
MATLAB支持多种数据类型， 如数值型、字符型和逻辑型等 。
04
MATLAB数值计算
数值计算基础
01
02
03
数值类型
介绍MATLAB中的数值类 型，包括双精度、单精度 、复数等。
变量赋值
讲解如何给变量赋值，包 括标量、向量和矩阵。
运算符
介绍基本的算术运算符、 关系运算符和逻辑运算符 及其优先级。
数值计算函数
数学函数
列举常用的数学函数，如 三角函数、指数函数、对 数函数等。
矩阵的函数运算
总结词：MATLAB提供了许多内置函 数，可以对矩阵进行各种复杂的运算
。
详细描述
矩阵求逆：使用 `inv` 函数求矩阵的 逆。
特征值和特征向量：使用 `eig` 函数 计算矩阵的特征值和特征向量。
行列式值：使用 `det` 函数计算矩阵 的行列式值。
矩阵分解：使用 `factor` 和 `expm` 等函数对矩阵进行分解和计算指数。
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6
.
矩阵的定义
定义实例：[1
0 0;0 1 0;0 0 1] 用“;”分隔两行，用“空格”或“，” 分隔同一行，用“[ ]”括起来 矩阵可以赋值给变量
matlab中所有的数据都是以矩阵的方式储存
的（实数在这里被看作1x1矩阵）
. 7
引用矩阵中的元素
引用第i行的第j个元素(一个数)：a(i,j) 引用第i行（一个向量）：a(i,:) 引用第j列（一个向量）：a(:,j);
.
8
向量
向量：一维（只有一行）的矩阵
向量的定义方法有两种：一是一般的定义矩阵的方 法；另一种是：a=x1:d:x2 x1:起始值 d:步长 x2:终止值 例如： a=1:2:7 相当于：a=[1 3 5 7]
获取向量的长度：length(x)
.
9
数据可视化:图形绘制
.
12
函数与函数句柄
函数：一段含参数的代码
调用方法：函数名（参数），会返回一个特定的值 fun(p1,p2,…,pn)
自己来定义函数：
1.匿名函数 f=@(x)表达式
2.用一个m文件定义函数： 函数的m文件在保存时要以函 数名来命名
Байду номын сангаас
.
函数句柄：定义方法：f=@函数名；函数句柄是一种新的变 量类型，某些函数要用到函数句柄做参数。
折线图：plot(x,y) X和Y是向量， x=[x1,x2,..,xn],y=[y1,y2,..,yn], X中储存x的数据，Y中储存y的数据 条形图：bar(x,y) 饼状图：pie(x) 极坐标图：polar(x,y) x是向量，储存各个比例 x和x是向量，x中储存角度，y中储存极径 散点图：scatter(x,y) x和y是向量，x中储存x的数据，y中储存y的数据 函数图形：ezplot(‘表达式’,[a b]) 表达式为字符串 ,向量[a b]表 示自变量所在范围 三维曲面：ezmesh(‘表达式’）（绘制柱面：cylinder 绘制球 面:sphere）
.
矩阵的定义
定义实例：[1
0 0;0 1 0;0 0 1] 用“;”分隔两行，用“空格”或“，” 分隔同一行，用“[ ]”括起来 矩阵可以赋值给变量
matlab中所有的数据都是以矩阵的方式储存
的（实数在这里被看作1x1矩阵）
. 7
引用矩阵中的元素
引用第i行的第j个元素(一个数)：a(i,j) 引用第i行（一个向量）：a(i,:) 引用第j列（一个向量）：a(:,j);
.
8
向量
向量：一维（只有一行）的矩阵
向量的定义方法有两种：一是一般的定义矩阵的方 法；另一种是：a=x1:d:x2 x1:起始值 d:步长 x2:终止值 例如： a=1:2:7 相当于：a=[1 3 5 7]
获取向量的长度：length(x)
.
9
数据可视化:图形绘制
.
12
函数与函数句柄
函数：一段含参数的代码
调用方法：函数名（参数），会返回一个特定的值 fun(p1,p2,…,pn)
自己来定义函数：
1.匿名函数 f=@(x)表达式
2.用一个m文件定义函数： 函数的m文件在保存时要以函 数名来命名
Байду номын сангаас
.
函数句柄：定义方法：f=@函数名；函数句柄是一种新的变 量类型，某些函数要用到函数句柄做参数。
折线图：plot(x,y) X和Y是向量， x=[x1,x2,..,xn],y=[y1,y2,..,yn], X中储存x的数据，Y中储存y的数据 条形图：bar(x,y) 饼状图：pie(x) 极坐标图：polar(x,y) x是向量，储存各个比例 x和x是向量，x中储存角度，y中储存极径 散点图：scatter(x,y) x和y是向量，x中储存x的数据，y中储存y的数据 函数图形：ezplot(‘表达式’,[a b]) 表达式为字符串 ,向量[a b]表 示自变量所在范围 三维曲面：ezmesh(‘表达式’）（绘制柱面：cylinder 绘制球 面:sphere）
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汇报人：可编辑
2023-12-24
目录
• MATLAB基础 • MATLAB编程 • MATLAB矩阵运算 • MATLAB数值计算 • MATLAB可视化 • MATLAB应用实例
01
CATALOGUE
MATLAB基础
MATLAB简介
MATLAB定义
MATLAB应用领域
菜单栏
包括文件、编辑、查看、主页 、应用程序等菜单项。
命令窗口
用于输入MATLAB命令并显示 结果。
MATLAB主界面
包括命令窗口、当前目录窗口 、工作空间窗口、历史命令窗 口等。
工具栏
包括常用工具栏和自定义工具 栏。
工作空间窗口
显示当前工作区中的变量。
MATLAB基本操作
变量定义
使用变量名和赋值符号（=）定义变 量。
详细描述
直接输入：在 MATLAB中，可以直 接通过输入矩阵的元 素来创建矩阵。例如 ，`A = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9]`。
使用函数创建： MATLAB提供了多种 函数来创建特殊类型 的矩阵，如`eye(n)`创 建n阶单位矩阵， `diag(v)`创建由向量v 的元素构成的对角矩 阵。
使用bar函数绘制柱状图 ，可以自定义柱子的宽
度、颜色和标签。
使用pie函数绘制饼图， 可以自定义饼块的比例
和颜色。
三维绘图
01
02
03
04
三维线图
使用plot3函数绘制三维线图 ，可以展示三维空间中的数据
点。
三维曲面图
使用surf函数绘制三维曲面图 ，可以展示三维空间中的曲面
。
三维等高线图
汇报人：可编辑
2023-12-24
目录
• MATLAB基础 • MATLAB编程 • MATLAB矩阵运算 • MATLAB数值计算 • MATLAB可视化 • MATLAB应用实例
01
CATALOGUE
MATLAB基础
MATLAB简介
MATLAB定义
MATLAB应用领域
菜单栏
包括文件、编辑、查看、主页 、应用程序等菜单项。
命令窗口
用于输入MATLAB命令并显示 结果。
MATLAB主界面
包括命令窗口、当前目录窗口 、工作空间窗口、历史命令窗 口等。
工具栏
包括常用工具栏和自定义工具 栏。
工作空间窗口
显示当前工作区中的变量。
MATLAB基本操作
变量定义
使用变量名和赋值符号（=）定义变 量。
详细描述
直接输入：在 MATLAB中，可以直 接通过输入矩阵的元 素来创建矩阵。例如 ，`A = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9]`。
使用函数创建： MATLAB提供了多种 函数来创建特殊类型 的矩阵，如`eye(n)`创 建n阶单位矩阵， `diag(v)`创建由向量v 的元素构成的对角矩 阵。
使用bar函数绘制柱状图 ，可以自定义柱子的宽
度、颜色和标签。
使用pie函数绘制饼图， 可以自定义饼块的比例
和颜色。
三维绘图
01
02
03
04
三维线图
使用plot3函数绘制三维线图 ，可以展示三维空间中的数据
点。
三维曲面图
使用surf函数绘制三维曲面图 ，可以展示三维空间中的曲面
。
三维等高线图
数学建模培训Matlabppt课件
VS
Matlab应用领域
MATLAB的应用范围非常广，包括信号和 图像处理、通讯、控制系统设计、测试和 测量、财务建模和分析以及计算生物学等 众多应用领域。附加的工具箱（单独提供 的专用MATLAB函数集）扩展了MATLAB 环境，以解决这些应用领域内特定类型的 问题。
Matlab在数学建模中的应用
数据处理
数学建模
模型求解
结果展示
MATLAB具有强大的数据处理 能力，可以对实验数据进行清 洗、整理、分析和可视化等操 作，为数学建模提供准确可靠 的数据基础。
MATLAB提供了丰富的数学函 数库和工具箱，支持各种数学 建模方法，如回归分析、时间 序列分析、神经网络建模等， 可以方便地构建复杂的数学模 型。
数学建模培训 Matlabppt课件
目录
• 数学建模与Matlab概述 • Matlab基础知识 • 数学建模常用方法 • Matlab在数学建模中的应用实例 • Matlab高级功能在数学建模中的应用 • 数学建模竞赛与Matlab应用技巧
CHAPTER 01
数学建模与Matlab概述
数学建模的定义与意义
符号微分与积分
Matlab提供了强大的符号微分与积分功能，可以对符号表达式进 行求导、积分等操作，为数学建模提供了有力的工具。
图形可视化功能
二维图形绘制
利用Matlab的绘图函数，可以轻 松地绘制出各种二维图形，如折 线图、散点图、柱状图等，满足
数学建模中的图形展示需求。
三维图形绘制
Matlab支持三维图形的绘制，可 以创建三维曲面、散点图等，为 复杂数据的可视化提供了可能。
图形编辑与美化
Matlab的图形编辑功能强大，可 以对图形进行各种编辑操作，如 添加标题、轴标签、图例等，同 时还可以对图形的颜色、线型、
matlab教程ppt完整版
图像基本操作
进行图像的裁剪、缩放、旋转等基本操作，以满 足图像处理的需求。
图像处理特效
应用滤波、边缘检测、色彩空间转换等图像处理 技术，提升图像质量或提取图像特征。
程序设计与优化
05
M文件编程基础
M文件概述
01
M文件是MATLAB中用于存储代码和数据的文本文件，具有.m
扩展名。
脚本文件与函数文件
稀疏矩阵压缩
通过压缩存储方式节省内存空间。
稀疏矩阵运算
支持基本的四则运算和矩阵函数。
稀疏矩阵应用
在数值计算、图像处理等领域有广泛应用。
数值计算与函数分
03
析
多项式运算及函数拟合
多项式表示与运算
介绍如何在MATLAB中创建多项 式、进行多项式四则运算以及多
项式求值。
函数拟合方法
详细阐述最小二乘法、梯度下降法 等函数拟合方法，并给出相应的 MATLAB实现代码。
使用plot3、mesh、surf等函数 绘制三维曲线、曲面图。
三维图形视角调整
通过view、rotate等函数调整三 维图形的观察角度，以便更好地
展示数据特征。
三维图形样式设置
设置颜色映射、透明度、光照效 果等，提升三维图形的视觉效果
。
特殊图形绘制技巧
极坐标与对数坐标绘图
使用polar、semilogx、semilogy等函数绘制极坐标图和对数坐 标图，适应不同类型的数据展示需求。
使用`dsolve`命令求解常微分方程，使用 `pdepe`等命令求解偏微分方程，分析物理 现象和工程问题。
MATLAB高级功能
07
与应用
MATLAB编译器使用指南
MATLAB编译器介绍
进行图像的裁剪、缩放、旋转等基本操作，以满 足图像处理的需求。
图像处理特效
应用滤波、边缘检测、色彩空间转换等图像处理 技术，提升图像质量或提取图像特征。
程序设计与优化
05
M文件编程基础
M文件概述
01
M文件是MATLAB中用于存储代码和数据的文本文件，具有.m
扩展名。
脚本文件与函数文件
稀疏矩阵压缩
通过压缩存储方式节省内存空间。
稀疏矩阵运算
支持基本的四则运算和矩阵函数。
稀疏矩阵应用
在数值计算、图像处理等领域有广泛应用。
数值计算与函数分
03
析
多项式运算及函数拟合
多项式表示与运算
介绍如何在MATLAB中创建多项 式、进行多项式四则运算以及多
项式求值。
函数拟合方法
详细阐述最小二乘法、梯度下降法 等函数拟合方法，并给出相应的 MATLAB实现代码。
使用plot3、mesh、surf等函数 绘制三维曲线、曲面图。
三维图形视角调整
通过view、rotate等函数调整三 维图形的观察角度，以便更好地
展示数据特征。
三维图形样式设置
设置颜色映射、透明度、光照效 果等，提升三维图形的视觉效果
。
特殊图形绘制技巧
极坐标与对数坐标绘图
使用polar、semilogx、semilogy等函数绘制极坐标图和对数坐 标图，适应不同类型的数据展示需求。
使用`dsolve`命令求解常微分方程，使用 `pdepe`等命令求解偏微分方程，分析物理 现象和工程问题。
MATLAB高级功能
07
与应用
MATLAB编译器使用指南
MATLAB编译器介绍
MATLAB培训教程课件
交互式图表制作
使用MATLAB的交互式图 表制作工具，可以方便地 制作各种动态、交互式的 数据可视化图表。
图表美化和导出
对图表进行美化处理，如 添加标题、图例、标签等， 同时可以将图表导出为图 片或PDF文件等格式，以 便与他人共享或发布。
05
数值计算与符号运算应用
数值计算基础概念回顾
01
数值计算的定义和重要性
方程求解和微积分操作
1 2
方程的求解
MATLAB提供了多种方程求解方法，包括代数方 程、超越方程和微分方程等。用户可以根据具体 问题选择合适的求解方法。
微积分的基本概念 微积分是研究函数的微分和积分的数学分支，是 数学分析的重要组成部分。
3
MATLAB中的微积分操作 MATLAB支持对符号表达式进行微分和积分操作， 包括求导数、求偏导数、求不定积分和定积分等。
数据导入导出方式选择
导入方式
根据数据来源和格式选择合适的导入方式，如从Excel、文本文 件、数据库等导入数据。
导出方式
将数据导出为不同格式的文件，如.mat、.txt、.csv、.xls、.xlsx 等，以便在其他软件或平台中使用。
自定义导入导出函数
根据需要编写自定义的导入导出函数，实现更灵活的数据处理。
特征值和特征向量的计算
02
使用MATLAB内置函数`eig()`计算矩阵的特征值和特征向量。
特征值和特征向量的应用
03
特征值和特征向量在线性代数、微分方程、数值分析等领域有
广泛应用。
矩阵分解方法（LU分解等）
LU分解
将矩阵表示为一个下三角矩阵L和一个 上三角矩阵U的乘积，即A=LU。LU 分解在解线性方程组、计算行列式等 方面有重要应用。
最新matlab教程ppt(完整版)课件ppt
MATLAB，其名称是由MATrix和 LABoratory（矩阵实验室）
两个单词的前三个字母所合成。
• 在1978年，Malab就面世了。这个程序获得了很大的成功， 受到了学生的广泛欢迎。在以后的几年里，Matlab在多所 大学里作为教学辅助软件使用，并作为面向大众的免费软 件广为流传。
2020/12/15
2020/12/15
Application of Matlab Language
11
Matlab版本的发展
• 1992年，支持Windows 3.x的MATLAB 4.0版本推出，增加了Simulink，Control， Neural Network，Signal Processing等专用工具箱。
6
第一讲 Matlab概述
前言 Matlab软件概述 Matlab的桌面环境及入门知识
2020/12/15
Application of Matlab Language
7
1 Matlab概述
Hale Waihona Puke 内容Matlab发展历史 Matlab产品家族(Matlab family of products)体系 Matlab 语言的特点。
2020/12/15
Application of Matlab Language
5
授课宗旨
• 讲授MATLAB的通用功能。 • 寓教于例，由浅入深。 • 关于科学计算，着重强调理论概念、算法和实际计算三者 之间的关系。
2020/12/15
Application of Matlab Language
• 到了70年代后期，身为美国新墨西哥州大学计算机系系主
任的CIeve Moler，在给学生上线性代数课时，为了让学生
MATLAB基础培训精品PPT课件
84年，两人成立了Mathworks公司,正式把MATLAB推向市场。
1.1 MATLAB简介-发展
1988年，推出MATLAB3.x版本(DOS版)。 1993年，推出MATLAB4.0版本(Win3.x)。 1997年，推出MATLAB5.0版(Windows95)。 1999年，推出MATLAB5.3版本R11(流行较广)。
• MATLAB的退出
– 在MATLAB的命令窗口输入“exit”命令； – 在MATLAB的命令窗口输入“quit”命令； – 直接单击MATLAB命令窗口的 按钮。
• 界面简介
1.2 MATLAB工作环境-界面 选项卡
当前文件夹
当前工作路径 命令行窗口
工具栏 工作区
1.2.1 命令窗口(Command Window)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
前言
（四）要求
勤学习、勤实践。 多沟通、共提高。
第 1 章 MATLAB概述
主要内容
■ MATLAB简介 ■ MATLAB的特点 ■ MATLAB的组成 ■ MATLAB的工作环境 ■ MATLAB的通用命令
1.1 MATLAB简介-发展
1970年代中期 ，Cleve Moler博士开发了 ：
2000年，推出MATLAB6.0版本R12 (Win98/Win2000) 2001年，推出MATLAB6.1 (克服6.0不支持P4，Win me,汉字等)。 2002年，推出MATLAB6.5R13(速度更快、性能更优越等)。 2004年，推出MATLAB7版本R14 2006年，推出MATLAB R2006a、 R2006b版本, 每年2个版本 2017年，9月14日正式推出MATLAB R2017b版本
查看工作目录下文件的相关信息的常用命令
1.1 MATLAB简介-发展
1988年，推出MATLAB3.x版本(DOS版)。 1993年，推出MATLAB4.0版本(Win3.x)。 1997年，推出MATLAB5.0版(Windows95)。 1999年，推出MATLAB5.3版本R11(流行较广)。
• MATLAB的退出
– 在MATLAB的命令窗口输入“exit”命令； – 在MATLAB的命令窗口输入“quit”命令； – 直接单击MATLAB命令窗口的 按钮。
• 界面简介
1.2 MATLAB工作环境-界面 选项卡
当前文件夹
当前工作路径 命令行窗口
工具栏 工作区
1.2.1 命令窗口(Command Window)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
前言
（四）要求
勤学习、勤实践。 多沟通、共提高。
第 1 章 MATLAB概述
主要内容
■ MATLAB简介 ■ MATLAB的特点 ■ MATLAB的组成 ■ MATLAB的工作环境 ■ MATLAB的通用命令
1.1 MATLAB简介-发展
1970年代中期 ，Cleve Moler博士开发了 ：
2000年，推出MATLAB6.0版本R12 (Win98/Win2000) 2001年，推出MATLAB6.1 (克服6.0不支持P4，Win me,汉字等)。 2002年，推出MATLAB6.5R13(速度更快、性能更优越等)。 2004年，推出MATLAB7版本R14 2006年，推出MATLAB R2006a、 R2006b版本, 每年2个版本 2017年，9月14日正式推出MATLAB R2017b版本
查看工作目录下文件的相关信息的常用命令
matlab教程ppt(完整版) (3)
数值积分与微分
数值积分
使用MATLAB的`integral`函数进 行数值积分，可以选择不同的积
分方法。
数值微分
可以使用差分法或`diff`函数进行 数值微分。
符号积分与微分
使用符号计算工具箱中的函数， 如`syms`、`int`和`diff`，进行符
号积分和微分。
常微分方程求解
欧拉法
简单的一阶常微分方程的初值问题可以使用欧拉法求解。
图形可视化
MATLAB具有强大的图形可视化功能，支 持多种图形类型和交互操作。
编程语言
MATLAB是一种高级编程语言，具有丰富 的函数库和工具箱。
数据分析
MATLAB提供了多种数据分析工具，包括 数据导入、处理、分析和可视化。
MATLAB的应用领域
科学计算
广泛应用于数学、物理、工程等 领域。
控制系统设计
短时傅里叶变换
通过在时间上滑动窗口并对每个窗口内的信号进 行傅里叶变换，实现信号的时频分析。
小波变换
利用小波基函数的特性，对信号进行多尺度分析 ，从而在时频域上展示信号的细节。
信号滤波与变换
数字滤波器设计
使用MATLAB中的滤波器设计工具，如butterworth、 chebyshev等，设计数字滤波器以实现信号的滤波。
03 多目标优化
使用`gamultiobj`函数求解多目 标最优化问题。
0 最小二乘问题 4使用`lsqlin`或`lsqnonlin`函数
求解线性或非线性最小二乘问 题。
05
MATLAB在信号处理中的应用
信号的时频分析
信号的时频表示
将信号从时间域转换到时频域，以便更好地理解 和分析信号的特性。
建模培训matlab使用PPT课件
在信号处理中的应用
信号滤波
MATLAB提供了丰富的信号滤波频谱分析
利用MATLAB的FFT（快速傅里叶 变换）函数，可以对信号进行频谱 分析，提取信号的特征信息。
信号调制与解调
MATLAB可以用于信号的调制与解 调过程，实现信号的传输与处理。
在控制系统中的应用
系统建模
利用MATLAB的Simulink工具箱，可以对控制系 统进行建模，并进行仿真分析。
控制算法设计
MATLAB提供了多种控制算法，如PID控制、模糊 控制等，可用于设计控制系统。
系统稳定性分析
通过MATLAB的稳定性分析工具，可以对控制系 统进行稳定性评估和优化。
在机器学习中的应用
数据预处理
实时仿真
通过MATLAB与Simulink的集成，可以实现实时仿真和测试，提高开发效率。
与C/C的交互
MATLAB Coder
使用MATLAB Coder，可以将MATLAB代码转换为C/C代码，以便 在嵌入式系统或高性能计算环境中运行。
调用C/C代码
通过MATLAB的MEX函数或MATLAB引擎API，可以在MATLAB中 调用C/C代码，实现混合编程。
编写单元测试用例，对代码进行测试和验证，确保代码的正确
性和稳定性。
性能分析和优化
分析代码性能
使用MATLAB的性能分析工具，如Profiler，分析代码运行时间、 内存占用等性能指标。
优化算法
根据性能分析结果，优化算法和数据结构，提高代码执行效率。
并行计算
利用MATLAB的并行计算工具箱，实现多核处理器上的并行计算， 加速代码运行。
1980年代中
推出MATLAB 1.0，成为商业 化的数学软件。
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matlab培训教程
学习方法
基础入门
• MATLAB简介 • MATLAB基本操作 • MATLAB常用命令
MATLAB
设计提高
MATLAB数组运算 MATLAB矩阵运算 MATLAB程序设计
综合应用
• MATLAB数值实验 • MATLAB统计实验 • MATLAB优化实验
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cd path Pathtool Installpath
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14
MATLAB的路径搜索
例题 查看MATLAB的安装路径、 调用matlabroot命令获得MATLAB的安装路径 >> installpath=matlabroot
installpath =
C:\Program Files\MATLAB\R2011a
优化工具箱 偏微分方程工具箱 鲁棒控制工具箱 信号处理工具箱 样条工具箱 统计工具箱 符号数学工具箱 动态仿真工具箱 系统辨识工具箱 小波工具箱
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9
1. MATLAB简介
1.4 MATLAB安装文件
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10
1. MATLAB简介
1.5 MATLAB操作界面 快捷键F5运行
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5
1. MATLAB简介
1.1 MATLAB发展历史
Matlab——Matrix Laboratory, 该语言是美国New Mexico 大学计算机系主任Cleve Moler在70年代后期首先设计的. 并于80年代初开发了第二代专业版.
Cleve Moler
1984年, Cleve Moler和John Litter成立了Math works公 司, 并开始把Matlab推向市场. （迈斯沃克公司）
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12
MATLAB的路径搜索
注意：只有在当前目录或搜索路径下的文 件、函数可以被运行或调用。否则视为非 法命令。 *当前目录为~My Documents\MATLAB *早期版本的work目录存放用户自定义的 函数等文件。
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13
MATLAB的路径搜索
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16
MATLAB的路径搜索
例题 启动目录的设置。
方法一：右键点击桌面上MATLAB软件的
快捷方式图标，在弹出的菜单上选择“属 性”，
在弹出的MATLAB属性对话框中，将“起 始
位置”的属性值改为用户自定义的路径即 可。
如：“D:\My Documents\MATLAB”。
在欧美各高等院校，Matlab已经成为线性代数、自动控制理论、 数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等课程的基 本教学工具，成为大学生、硕士生以及博士生必须掌握的基本技能。
Mathematica Maple SAS SPSS Eviews LINGO LINDO
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%将MATLAB的安装目录设置为当前文件夹
>> cd(matlabroot)
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MATLAB的路径搜索
例题 启动目录的设置。 启动目录是指MATLAB启动时的当前文件
夹。
一般将启动目录设置成用户习惯使用的、 常用的文件夹。MATLAB默认的启动目录 为“C：”。 用户可以自定义设置启动目录。
Matlab——Matrix Laboratory
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6
1. MATLAB简介
1.2 MATLAB应用领域
目前，Matlab 已经成为国际上最流行的科学与工程计算的软件 工具，它已经不仅仅是一个“矩阵实验室”了，而成为了一种具有 广泛应用前景的全新的计算机高级编程语言,有人称它为“第四代” 计算机语言。 就影响而言，至今仍然没有一个别的计算软件可与 Matlab 匹敌。
Matlab主工具箱 控制系统工具箱 通讯工具箱 财政金融工具箱 系统辨识工具箱 模糊逻辑工具箱 高阶谱分析工具箱 图像处理工具箱 线性矩阵不等式工具箱 模型预测控制工具箱 μ分析工具箱
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8
1. MATLAB简介
1.3 MATLAB工具箱
Optimization Toolbox Partial Differential Toolbox Robust Control Toolbox Signal Processing Toolbox Spline Toolbox Statistics Toolbox Symbolic Math Toolbox Simulink Toolbox System Identification Toolbox Wavelet Toolbox
2
宿与电子工程学院
1. MATLAB简介
1.1 MATLAB发展历史 1.2 MATLAB应用领域 1.3 MATLAB工具箱 1.4 MATLAB安装文件 1.5 MATLAB安装启动和设置 1.6 MATLAB文件类型 1.7 MATLAB常用命令 1.8 上机练习
7
1. MATLAB简介
1.3 MATLAB工具箱
Matlab Main Toolbox Control System Toolbox Communication Toolbox Financial Toolbox System Identification Toolbox Fuzzy Logic Toolbox Higher-Order Spectral Analysis Toolbox Image Processing Toolbox LMI Control Toolbox Model predictive Control Toolbox μ-Analysis and Synthesis Toolbox
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11
MATLAB的路径搜索
启动目录是MATLAB启动时的当前目录。 用户可以根据自己的习惯修改启动目录。 高级版本的MATLAB默认启动目录位于 C盘用户文档中的MATLAB文件夹，使用该 默认目录对有效管理不同用户的程序和文 档、以及更新MATLAB版本时比其他目录 更为有效和便捷。
学习方法
基础入门
• MATLAB简介 • MATLAB基本操作 • MATLAB常用命令
MATLAB
设计提高
MATLAB数组运算 MATLAB矩阵运算 MATLAB程序设计
综合应用
• MATLAB数值实验 • MATLAB统计实验 • MATLAB优化实验
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MATLAB的路径搜索
例题 查看MATLAB的安装路径、 调用matlabroot命令获得MATLAB的安装路径 >> installpath=matlabroot
installpath =
C:\Program Files\MATLAB\R2011a
优化工具箱 偏微分方程工具箱 鲁棒控制工具箱 信号处理工具箱 样条工具箱 统计工具箱 符号数学工具箱 动态仿真工具箱 系统辨识工具箱 小波工具箱
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1.4 MATLAB安装文件
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1.5 MATLAB操作界面 快捷键F5运行
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1. MATLAB简介
1.1 MATLAB发展历史
Matlab——Matrix Laboratory, 该语言是美国New Mexico 大学计算机系主任Cleve Moler在70年代后期首先设计的. 并于80年代初开发了第二代专业版.
Cleve Moler
1984年, Cleve Moler和John Litter成立了Math works公 司, 并开始把Matlab推向市场. （迈斯沃克公司）
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注意：只有在当前目录或搜索路径下的文 件、函数可以被运行或调用。否则视为非 法命令。 *当前目录为~My Documents\MATLAB *早期版本的work目录存放用户自定义的 函数等文件。
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MATLAB的路径搜索
例题 启动目录的设置。
方法一：右键点击桌面上MATLAB软件的
快捷方式图标，在弹出的菜单上选择“属 性”，
在弹出的MATLAB属性对话框中，将“起 始
位置”的属性值改为用户自定义的路径即 可。
如：“D:\My Documents\MATLAB”。
在欧美各高等院校，Matlab已经成为线性代数、自动控制理论、 数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等课程的基 本教学工具，成为大学生、硕士生以及博士生必须掌握的基本技能。
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>> cd(matlabroot)
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MATLAB的路径搜索
例题 启动目录的设置。 启动目录是指MATLAB启动时的当前文件
夹。
一般将启动目录设置成用户习惯使用的、 常用的文件夹。MATLAB默认的启动目录 为“C：”。 用户可以自定义设置启动目录。
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1.2 MATLAB应用领域
目前，Matlab 已经成为国际上最流行的科学与工程计算的软件 工具，它已经不仅仅是一个“矩阵实验室”了，而成为了一种具有 广泛应用前景的全新的计算机高级编程语言,有人称它为“第四代” 计算机语言。 就影响而言，至今仍然没有一个别的计算软件可与 Matlab 匹敌。
Matlab主工具箱 控制系统工具箱 通讯工具箱 财政金融工具箱 系统辨识工具箱 模糊逻辑工具箱 高阶谱分析工具箱 图像处理工具箱 线性矩阵不等式工具箱 模型预测控制工具箱 μ分析工具箱
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1.3 MATLAB工具箱
Optimization Toolbox Partial Differential Toolbox Robust Control Toolbox Signal Processing Toolbox Spline Toolbox Statistics Toolbox Symbolic Math Toolbox Simulink Toolbox System Identification Toolbox Wavelet Toolbox
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1. MATLAB简介
1.1 MATLAB发展历史 1.2 MATLAB应用领域 1.3 MATLAB工具箱 1.4 MATLAB安装文件 1.5 MATLAB安装启动和设置 1.6 MATLAB文件类型 1.7 MATLAB常用命令 1.8 上机练习
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1. MATLAB简介
1.3 MATLAB工具箱
Matlab Main Toolbox Control System Toolbox Communication Toolbox Financial Toolbox System Identification Toolbox Fuzzy Logic Toolbox Higher-Order Spectral Analysis Toolbox Image Processing Toolbox LMI Control Toolbox Model predictive Control Toolbox μ-Analysis and Synthesis Toolbox
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启动目录是MATLAB启动时的当前目录。 用户可以根据自己的习惯修改启动目录。 高级版本的MATLAB默认启动目录位于 C盘用户文档中的MATLAB文件夹，使用该 默认目录对有效管理不同用户的程序和文 档、以及更新MATLAB版本时比其他目录 更为有效和便捷。