MATLAB课件

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。
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第一章 MATLAB系统概述
(6) MATLAB的易扩展性是最重要的特性之
一，也是MATLAB得以广泛应用的原因之一。
MATLAB给用户提百度文库了广阔的扩展空间，
用户可以很容易地编写出适合于自己和专业 特点的M文件，供自己或同伴使用，这实际 上就是扩展了MATLAB的系统功能。
在Simulink交互式系统中，可利用直观的方框图
构建动态系统，然后采用动态仿真的方法得到结果。 31
第一章 MATLAB系统概述
Y(S)/X(S)=G(S)/(1+G(S)) 2+2S+4 G(S)=50/S
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第一章 MATLAB系统概述
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第一章 MATLAB系统概述
2．Toolboxes(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。MATLAB之所以能得到广 泛应用，源于MATLAB众多的工具箱函数给各个领域应 用人员带来的方便。
Control System Toolbox——控制系统工具箱 Communication Toolbox——通讯工具箱 Financial Toolbox——财政金融工具箱 System Identification Toolbox——系统辨识工具箱 Fuzzy Logic Toolbox——模糊逻辑工具箱
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第一章 MATLAB系统概述
2．MATLAB的数学函数库
MATLAB提供了许多数学函数，它们
是内部函数，例如有求和、正弦、余弦等基 本函数，也包含许多复杂函数，例如矩阵求 逆、FFT等函数。
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第一章 MATLAB系统概述
3．编程与数据类型
MATLAB提供了许多种数据类型，例
如整型、双精度、字符、结构型等，以方
说，可轻而易举地将以前编写的C、FORTRAN
语言程序移植到MATLAB中。
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第一章 MATLAB系统概述
运行效率较低 由于MATLAB是一种合成语言，因此，与 一般的高级语言相比，用MATLAB编写 的程序运行起来时间往往要长一些。 价格比较贵 一般的用户可能支付不起它的高昂费用。 但是，购买MATLAB的昂贵费用在很大 程度上可以由使用它所编写的程序的价 值抵消。
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第一章 MATLAB系统概述
它将一个优秀软件的易用性与可
靠性、通用性与专业性 、一般目的
的应用与高深的科学技术应用有机 的相结合
MATLAB是一种直译式的高级语
言，比其它程序设计语言容易掌握
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第一章 MATLAB系统概述
MATLAB语言与其它语言的关系仿佛 第一代机器语言,指令用二进制编码.
第二代汇编语言,指令用助记符表示. 和C语言与汇编语言的关系一样 第三代高级语言,如BASIC PASCAL C语言等.
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第一章 MATLAB系统概述
7．创建图形用户界面
为用户设计图形用户界面提供方便，
这些函数可以用于窗口设定、修改属性等 操作。
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第一章 MATLAB系统概述
8．外部接口
允许用户在MATLAB中编写C或FORTRAN
程序，从而使MATLAB与C、FORTRAN程序结
合起来。对熟悉C和FORTRAN语言编程的人来
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第一章 MATLAB系统概述
Higher-Order Spectral Analysis Toolbox——高阶谱分析 工具箱 Image Processing Toolbox——图象处理工具箱 LMI Control Toolbox——线性矩阵不等式工具箱 Model predictive Control Toolbox——模型预测控制工具箱 μ-Analysis and Synthesis Toolbox——μ分析工具箱 Neural Network Toolbox——神经网络工具箱 Optimization Toolbox——优化工具箱 Partial Differential Toolbox——偏微分方程工具箱 Robust Control Toolbox——鲁棒控制工具箱 Signal Processing Toolbox——信号处理工具箱 Spline Toolbox——样条工具箱 Statistics Toolbox——统计工具箱 Symbolic Math Toolbox——符号数学工具箱 Simulink Toolbox——动态仿真工具箱 System Identification Toolbox——系统辨识工具箱 35 Wavele Toolbox——小波工具箱
计算机语言的发展
数值运算
第四代是模块化语言 如matlab ,owerBuilder Delphy
管理、可视化 解析运算
智能化
标志着计算机语言向“智能化”方 向发展，被称为第四代编程语言。
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第一章 MATLAB系统概述
MATLAB已经不仅仅是一个“矩阵实验 室”了，它集科学计算、图象处理； 声音处理于一身，并提供了丰富的 Windows图形界面设计方法 MATLAB语言是功能强大的计算机高级 语言, 它以超群的风格与性能风靡全 世界, 成功地应用于各工程学科的研 究领域
MATLAB，仅需几条语句， C语言实现时需要几十条语句，
汇编语言实现则需3000多条语句。
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第一章 MATLAB系统概述
(4) MATLAB系统具有丰富的图形功能。
MATLAB系统本身是一个Windows下的具有
良好用户界面的系统，而且提供了丰富的图形 界面设计函数，如提供了专门用于绘制二维曲 线的plot函数，用于绘制三维曲线的plot3函数。
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第一章 MATLAB系统概述
如何编写一个能求出两个矩阵相乘的计算机通用子程序？
该程序正确吗？
错误，未考虑矩阵是否可乘
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第一章 MATLAB系统概述
是否正确？
错误，未考虑其一为标量
加入标量判定，是否就是通用程序了？ 错误，应考虑其一或二者为复数矩阵 而MATLAB 实现：C=A*B 可见，用最底层的编程语言需要考虑的内容要 多得多，所以调试起来不容易，容易出现漏洞
设计者的初衷是为解决“线性代数” 课程的矩阵运算问题 matlab语言是由美国新墨西哥大学计 算机系系主任Clever Moler博士于20世 纪70年代开发的
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第一章 MATLAB系统概述
1983年，开发了第2代MATLAB 1984年，成立了MATH WORKS公司，继 续MATLAB软件的研发 1993年，MATH WORKS公司推出了 MATLAB3.x 2001年，MATH WORKS公司推出了 MATLAB6.x 2004年，MATH WORKS公司推出了 MATLAB7.0
1.1 MATLAB的特点
MATLAB之所以为广大读者所喜爱，是因为它具 有其它语言所不具备的特点。 (1) 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中矩阵操作如同其它高级语言中的变量 操作一样方便，而且矩阵无需定义即可采用，可随时 改变矩阵的尺寸，这在其它高级语言中是很难实现的。
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第一章 MATLAB系统概述
二、matlab能在各领域做什么

数学教学，特别是线性代数 数值分析和科学计算方面的教学与研究 电子学、控制理论和物理学等工程和科学 学科方面的教学与研究 经济学、化学和生物学等领域中的教学与 研究 ……………(可以用数学建模的学科)
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第一章 MATLAB系统概述
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第一章 MATLAB系统概述
MATLAB已经不仅仅是一个“矩阵实验 室”了，它集科学计算、图象处理； 声音处理于一身，并提供了丰富的 Windows图形界面设计方法 MATLAB语言是功能强大的计算机高级 语言, 成功地应用于各工程学科的研 究领域
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第一章 MATLAB系统概述
MATLAB在美国已经作为大学工科学生 必修的计算机语言之一 (C, FORTRAN, ASSEMBLER, MATLAB) 近年来，MATLAB语言已在我国推广使 用，现在已应用于各学科研究部门和 许多高等院校
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第一章 MATLAB系统概述
1．MATLAB的开发环境 MATLAB的工作环境是一个界面友好的窗口， 它提供了一组实用工具函数，利用这些函数可以管理 工作空间中的变量、输入/输出数据，也可以开发、 管理、调试M文件。 MATLAB系统将程序编辑器、调试器、执行器集 成在一起，使用户编写程序简单、直观，调试程序方 便，运行程序迅速，结果显示直观。
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第一章 MATLAB系统概述
1.2 MATLAB的系统组成
1.2.1 MATLAB的主要组成
按照功能划分，MATLAB主要组成部分包括：
开发环境、
编程与数据类型、 图形、 创建图形用户界面
数学函数库、
文件I/O、 三维可视化、 外部接口
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第一章 MATLAB系统概述
图1.1 MATLAB的系统组成
第一章 MATLAB系统概述
1.3 MATLAB的搜索路径
MATLAB是通过搜索路径来查找M文件的，因此MATLAB 系统文件、Toolboxes工具箱函数、用户自己编写的M文件等都 应保存在搜索路径之内。 例:当用户输入一个标识符(比如Value)时，MATLAB按下列步骤
处理：
(1) 检查Value是否为变量。 (2) 检查Value是否为内部函数。 (3) 在当前工作目录下是否存在Value.m文件。 (4) 在MATLAB搜索路径上是否存在Value.m文件。
第一章 MATLAB系统概述
MATLAB程序设计
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第一章 MATLAB系统概述

定位：公共选修课

目标：了解MATLAB，能熟练掌握数学（矩阵）
运算，简单编程，简单的数据处理及基本图 形绘制.

教材（参考书）：MATLAB程序设计语言 天顺等 西安电子科技大学出版社
楼
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第一章 MATLAB系统概述
便用户选择使用。这里还包含运算所需的
操作符和MATLAB的编程技术。
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第一章 MATLAB系统概述
4．文件I/O
MATLAB提供了一组读写文件的命令， 文件类型可以是各种常用的格式. 例如 .m、.mdl、.mat、.fig、.pdf、.html 文件和普通的文本文件等。 注意，.dat文件可以采用load命令直接读 取。
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MATLAB的缺点
第一章 MATLAB系统概述
1.2.2 MATLAB的重要部件
MATLAB系统提供了两个重要部件：Simulink和
Toolboxes，它们在系统和用户编程中占据着重要的
地位。 1．Simulink Simulink是MATLAB附带的软件，它是对非线性
动态系统进行仿真的交互式系统。
第一章 MATLAB系统概述
1.1 MATLAB的特点 1.2 MATLAB的系统组成 1.3 MATLAB的搜索路径 1.4 MATLAB的工作空间 1.5 MATLAB的集成环境 1.6 MATLAB的通用命令
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第一章 MATLAB系统概述
引言
一、MATLAB语言的发展
取名MATLAB即Matrix Laboratory 即 “矩阵实验室”的意思
在工具箱函数中，有些函数本身可提供良好
的图形功能，如step函数可计算指定系统的单 位阶跃响应，并直接在屏幕窗口中绘制出系统 的单位阶跃响应曲线。
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第一章 MATLAB系统概述
(5) MATLAB提供了许多面向应用问题求 解的工具箱函数，从而大大方便了各个领域专 家学者的使用。
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。
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第一章 MATLAB系统概述
5．图形处理 MATLAB包含有丰富的图形处理能力， 提供了绘制各种图形、图像数据的函数。 另外，它还包括一些低级的图形命
令，可以供用户自己制作、控制图形特
性之用。
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第一章 MATLAB系统概述
6．三维可视化
MATLAB提供了一组绘制二维曲面和三维曲线的
函数，它们还可以对图形进行旋转、缩放等操作。
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第一章 MATLAB系统概述
(2) 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
工运算相一致，容易为人们所接受。
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第一章 MATLAB系统概述
(3) MATLAB语句功能强大，一条语
句往往相当于其它高级语言中的几十条、
几百条甚至几千条语句。
例如求解FFT问题时，