Matlab及其工程应用基础
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MATLAB基础及应用
1984年——MathWorks公司成立
R2015b - 发行时间 2015年9月3日
2016年3月25日 南昌航空大学 软件学院 5
1.3 MATLAB的功能
强大的科学计算、数据处理能力
基本的计算、科研和工程计算的最新研究成果
出色的图形处理与显示能力 功能强大的模块集和专业工具箱
符号运算、优化、图像处理、偏微分方程工具箱
可编程解决复杂问题——M文件 丰富的程序接口——C语言、ZEMAX 丰富的联机帮助系统
2016年3月25日 南昌航空大学 软件学院 6
MATLAB的绘图——cos(x)*sin(y)图形
1 0.5 0 -0.5 -1 4 2 0 -2 -4 -5 0 5
M文件分类
脚本（命令）文件：只是一些命令行的组合，其中 的所有变量也成为工作变量空间的一部分。 函数文件：单独功能的代码块，需要接受参数输入 和输出，函数M文件具有独立的内部变量空间。
MATLAB提供的大部分函数都用函数文件实现。
2016年3月25日
南昌航空大学 软件学院
39
4.2 MATLAB的编程——脚本文件编程
MATLAB基础及应用
MATLAB—必须掌握的计算机语言之一
科学研究的强大辅助工具
数学运算：线性代数/微积分/概率统计
专业课学习工具
工程或生活中实际问题的解决工具
2016年3月25日
南昌航空大学 软件学院
2
第一章 认识MATLAB
1.1 MATLAB简介
美国MathWorks公司推出的科学及工程计算
2016年3月25日 南昌航空大学 软件学院 33
3.3 MATLAB的绘图——三维网格曲面绘制
R2015b - 发行时间 2015年9月3日
2016年3月25日 南昌航空大学 软件学院 5
1.3 MATLAB的功能
强大的科学计算、数据处理能力
基本的计算、科研和工程计算的最新研究成果
出色的图形处理与显示能力 功能强大的模块集和专业工具箱
符号运算、优化、图像处理、偏微分方程工具箱
可编程解决复杂问题——M文件 丰富的程序接口——C语言、ZEMAX 丰富的联机帮助系统
2016年3月25日 南昌航空大学 软件学院 6
MATLAB的绘图——cos(x)*sin(y)图形
1 0.5 0 -0.5 -1 4 2 0 -2 -4 -5 0 5
M文件分类
脚本（命令）文件：只是一些命令行的组合，其中 的所有变量也成为工作变量空间的一部分。 函数文件：单独功能的代码块，需要接受参数输入 和输出，函数M文件具有独立的内部变量空间。
MATLAB提供的大部分函数都用函数文件实现。
2016年3月25日
南昌航空大学 软件学院
39
4.2 MATLAB的编程——脚本文件编程
MATLAB基础及应用
MATLAB—必须掌握的计算机语言之一
科学研究的强大辅助工具
数学运算：线性代数/微积分/概率统计
专业课学习工具
工程或生活中实际问题的解决工具
2016年3月25日
南昌航空大学 软件学院
2
第一章 认识MATLAB
1.1 MATLAB简介
美国MathWorks公司推出的科学及工程计算
2016年3月25日 南昌航空大学 软件学院 33
3.3 MATLAB的绘图——三维网格曲面绘制
Matlab工程应用基础_3_2
第3章 矩阵,数组和符号运算 章 矩阵,
2,符号表达式和矩阵的创建 , a.字符串直接输入创建 字符串直接输入 字符串直接输入创建 符号表达式和符号方程对空格很敏感.因此, 空格很敏感 符号表达式和符号方程对空格很敏感.因此,在创建 符号表达式或符号方程时,不要在字符间任意加空格符; 符号表达式或符号方程时,不要在字符间任意加空格符; 符号计算中出现的数字也是当作符号处理的; 符号计算中出现的数字也是当作符号处理的; 数字也是当作符号处理的
不管数值矩阵的元素是以分数或是浮点数表示 不管数值矩阵的元素是以分数或是浮点数表示,转换后 以分数或是浮点数表示, 的符号矩阵都将以最接近有理式的形式给出. 最接近有理式的形式给出 的符号矩阵都将以最接近有理式的形式给出. b. syms 函数 syms arg1 arg2 ...
>> syms a b c x y
第3章 矩阵,数组和符号运算 章 矩阵,
>> A=[2/5,4/0.78,sqrt(23)/3;0.33,0.3333,log(4)] %输入数值矩阵A A= 0.4000 5.1282 1.5986 0.3300 0.3333 1.3863 >> FA=sym(A) %将数值矩阵A转化为符号矩阵FA FA = [ 2/5, 200/39, sqrt(23/9)] [ 33/100, 3333/10000, 6243314768165359*2^(-52)]
第3章 矩阵,数组和符号运算 章 矩阵,
5,符号矩阵的运算 , a. 基本运算 四则运算 两个符号矩阵的大小相等方可进行加减运算, 两个符号矩阵的大小相等方可进行加减运算,符号 大小相等方可进行加减运算 矩阵和符号标量的加减运算按照数组运算规则进行; 符号标量的加减运算按照数组运算规则进行 矩阵和符号标量的加减运算按照数组运算规则进行; 两个符号矩阵只有内积相等时才可以进行乘法运算; 两个符号矩阵只有内积相等时才可以进行乘法运算; 内积相等时才可以进行乘法运算 符号表达式, 符号的乘方运算 S^p,若 S 为符号表达式,p 可以 , 为符号表达式或数值表达式 表达式或数值表达式; 符号矩阵, 为符号表达式或数值表达式;若 S 为符号矩阵,则 p 必须是整数. 必须是整数 整数.
Matlab工程应用基础
c
其中 , m 2 km 上述方程的解为： x ( t ) Ae t sin( d ) 其中 x ( v x ) ( x ) tg
k
n
n
2
2
A0ຫໍສະໝຸດ n00d
1
2 d
v x n 0 0
第5章 综合实例
如果改变初始条件令x0＝0，v0＝1，其运动曲线实际上就是 系统的脉冲过渡函数。
第5章 综合实例
二、气体分子运动的麦克斯韦分布曲线 通过本例说明如何用复杂的数学公式绘制曲线。 利用气体分子运动的麦克斯韦速度分布律，求氯分子运动 的速度分布曲线，并讨论温度T及分子量mu对速度分布曲 线的影响。 1. 建立计算模型 麦克斯韦速度分布律为:
function f=mxw(T,mu,v) % The subfunction mxw.m of ex2 利用麦克斯韦速度分布律求分子的速度分布曲线的 子程序 %mu、v、T分别是分子量、分子速度和气体的绝对温度 k=1.381*10^(-23); %波尔茨曼常数 NA=6.022*10^23; %阿伏加德罗数 m=mu/NA %分子质量 f=4*pi*((m/2*pi*k*T)).^(3/2) .*v.*v.*exp(-m*v.^2./(2*k*T));
m f 4 2 kT
3 2
其中，m---分子质量, m=mu/NA, mu---分子量, NA---阿伏加德罗数 k---波尔茨曼常数 T----气体的绝对温度 v----分子速度
mv 2 v exp 2 kT
2
第5章 综合实例
第5章 综合实例
%求相位角 phi=atan2(wd(j)*x0,v0+eta(j)*wn*x0); %设定自变量数组 t t=0:tf/1000:tf; %求过渡过程 x(j,:)=a*exp(-eta(j)*wn*t).*sin(wd(j)*t+phi); end %在同一个图形窗口中绘制不同的ξ 值所对应的振型 plot(t,x(1,:),t,x(2,:),t,x(3,:),t,x(4,:),... t,x(5,:),t,x(6,:),t,x(7,:),t,x(8,:),... t,x(9,:),t,x(10,:)) grid on %新建一个图形窗口，绘制三维网格图 figure mesh(x)
其中 , m 2 km 上述方程的解为： x ( t ) Ae t sin( d ) 其中 x ( v x ) ( x ) tg
k
n
n
2
2
A0ຫໍສະໝຸດ n00d
1
2 d
v x n 0 0
第5章 综合实例
如果改变初始条件令x0＝0，v0＝1，其运动曲线实际上就是 系统的脉冲过渡函数。
第5章 综合实例
二、气体分子运动的麦克斯韦分布曲线 通过本例说明如何用复杂的数学公式绘制曲线。 利用气体分子运动的麦克斯韦速度分布律，求氯分子运动 的速度分布曲线，并讨论温度T及分子量mu对速度分布曲 线的影响。 1. 建立计算模型 麦克斯韦速度分布律为:
function f=mxw(T,mu,v) % The subfunction mxw.m of ex2 利用麦克斯韦速度分布律求分子的速度分布曲线的 子程序 %mu、v、T分别是分子量、分子速度和气体的绝对温度 k=1.381*10^(-23); %波尔茨曼常数 NA=6.022*10^23; %阿伏加德罗数 m=mu/NA %分子质量 f=4*pi*((m/2*pi*k*T)).^(3/2) .*v.*v.*exp(-m*v.^2./(2*k*T));
m f 4 2 kT
3 2
其中，m---分子质量, m=mu/NA, mu---分子量, NA---阿伏加德罗数 k---波尔茨曼常数 T----气体的绝对温度 v----分子速度
mv 2 v exp 2 kT
2
第5章 综合实例
第5章 综合实例
%求相位角 phi=atan2(wd(j)*x0,v0+eta(j)*wn*x0); %设定自变量数组 t t=0:tf/1000:tf; %求过渡过程 x(j,:)=a*exp(-eta(j)*wn*t).*sin(wd(j)*t+phi); end %在同一个图形窗口中绘制不同的ξ 值所对应的振型 plot(t,x(1,:),t,x(2,:),t,x(3,:),t,x(4,:),... t,x(5,:),t,x(6,:),t,x(7,:),t,x(8,:),... t,x(9,:),t,x(10,:)) grid on %新建一个图形窗口，绘制三维网格图 figure mesh(x)
Matlab工程应用基础
2.0000
1.6667 2.0000
2.0000
3.0000
2.0000 3.0000
第3章 矩阵、数组和符号运算
b.利用内部函数产生矩阵
%compan生成x向量旳伴随矩阵
>> x=[2,4,6,8,10] x=
2 4 6 8 10 >> compan(x) ans =
-2 -3 -4 -5 -6 10000 01000 00100 00010
% eye 生成单位阵
>> S=eye(6) S=
100000 010000 001000 000100 000010 000001
% ones 生成全部元素为 1 旳矩阵
>> ones(3,4) ans = 1111 1111 1111
>> F=5*ones(3) F=
555 555 555
% zeros 生成全部元素为0旳矩阵
b. 矩阵乘法
>> C=A*B C=
30 70 110 150 70 174 278 382 110 278 446 614 150 382 614 846 >> D=A*3 D= 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48
c. 矩阵除法
左除 A\B=inv(A)*B
向量旳构造措施： 直接输入向量 利用冒号生成向量 利用 linspace/logspace 生成向量
>> a=[1,2,3,4]; >> x=0:0.5:2;
% x=logspace(a,b,n) 生成有 n 个元素旳行向量 x，其元素起点 x(1)=10a， 终点 x(n)=10b。
1.6667 2.0000
2.0000
3.0000
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第3章 矩阵、数组和符号运算
b.利用内部函数产生矩阵
%compan生成x向量旳伴随矩阵
>> x=[2,4,6,8,10] x=
2 4 6 8 10 >> compan(x) ans =
-2 -3 -4 -5 -6 10000 01000 00100 00010
% eye 生成单位阵
>> S=eye(6) S=
100000 010000 001000 000100 000010 000001
% ones 生成全部元素为 1 旳矩阵
>> ones(3,4) ans = 1111 1111 1111
>> F=5*ones(3) F=
555 555 555
% zeros 生成全部元素为0旳矩阵
b. 矩阵乘法
>> C=A*B C=
30 70 110 150 70 174 278 382 110 278 446 614 150 382 614 846 >> D=A*3 D= 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48
c. 矩阵除法
左除 A\B=inv(A)*B
向量旳构造措施： 直接输入向量 利用冒号生成向量 利用 linspace/logspace 生成向量
>> a=[1,2,3,4]; >> x=0:0.5:2;
% x=logspace(a,b,n) 生成有 n 个元素旳行向量 x，其元素起点 x(1)=10a， 终点 x(n)=10b。
大学matlab知识点总结
大学matlab知识点总结在大学学习阶段，掌握MATLAB是非常重要的。
它可以帮助学生更好地理解课程知识，加深对数学、物理、工程等学科的理解，并且在毕业设计和科研项目中也非常有用。
本文将从MATLAB的基础知识、常用功能、高级技巧以及实际应用等方面进行总结，帮助大家更好地掌握这一强大的工具。
一、MATLAB基础知识1. MATLAB的基本操作MATLAB的基本操作包括变量的定义、函数的调用、矩阵的运算、图形的绘制等。
在MATLAB中，变量的定义和赋值非常简单，只需要使用等号就可以完成。
例如，定义一个变量a并赋值为1，只需要输入a=1即可。
函数的调用也非常方便，只需要输入函数名加上参数即可完成调用。
矩阵的运算也非常简单，可以使用+、-、*等运算符进行加减乘除等运算。
图形的绘制可以使用plot、scatter等函数进行绘制，也可以使用plot3函数进行三维图形的绘制。
2. MATLAB的数据类型MATLAB中的数据类型包括数值型、字符型和逻辑型等。
数值型包括整型和浮点型，可以表示整数和小数。
字符型可以表示字符串，可以用单引号或双引号括起来表示。
逻辑型包括true和false，可以表示逻辑真和逻辑假。
在MATLAB中，还可以使用矩阵、向量和数组等数据结构来表示数据。
3. MATLAB的控制流程MATLAB中的控制流程包括顺序结构、分支结构和循环结构。
顺序结构表示程序按照顺序执行，分支结构包括if语句和switch语句，可以根据条件选择不同的分支进行执行，循环结构包括for循环和while循环，可以重复执行一段代码。
二、MATLAB常用功能1. 数据可视化MATLAB提供了丰富的数据可视化函数，可以帮助用户将数据以图形的方式展现出来，包括直方图、散点图、曲线图、饼图等。
使用这些函数可以更直观地展示数据的分布、趋势和关系，并且可以进行自定义设置，使得图形更加美观。
2. 矩阵运算MATLAB是一种基于矩阵运算的语言，因此矩阵运算是其最重要的功能之一。
Matlab工程应用基础
2020/9/28
第4章 Matlab的图形功能
2020/9/28
第4章 Matlab的图形功能
2.用户菜单对象（unimenu) 由GUI 窗口上【 Tools】->【 Menu Editer】命令，或者工 具栏上的按钮，即可打开菜单编辑器。
最上面的主要功能按钮为： ➢New Menu：新建一个菜单； ➢New Menu Item：新建一个子菜单项； ➢New Contextmenu：新建一个上下文
2020/9/28
第4章 Matlab的图形功能
2.图形对象和句柄图形的结构层次 ➢ 图形对象包括图形窗口或者图形，还有坐标系、线条、
曲面、文本等。这些对象按父对象和子对象组成 MATLAB 图形体系的层次结构。 ➢ 每个图形对象都由若干可以被独立操作的对象构成，它 不必包含全部对象，但是必须具备根屏幕（ Root）和图 形窗（ Figure）。 ➢ 每个父对象可以包含一个或多个子对象。除了控件对象 （ Uicontrol）和菜单对象（ Uimenu）外，所有的对象 都是坐标轴的子对象，并且在这些坐标轴上显示。所有 创建对象的函数当父对象不存在时，都会创建它们。
第4章 Matlab的图形功能
七、图形对象的有关概念 图形用户界面（ Graphic User Interface）是指包含图形对 象的用户界面，是MATLAB句柄图形系统的子系统。它 包含两类图形对象：一是用户界面控件对象（ Uicontrol）； 一是用户界面菜单对象（ Uimenu）。 1.句柄图形 ➢句 柄 图 形 （ Handle Graphics） 是 一 种 面 向 对 象 （ Object-Oriented）的绘图系统概念，它提供了创建计算 机图形所必须的各种软件，所支持的指令可以直接创建线、 文字、面以及图形用户界面。 ➢句柄图形基于这样的概念：一幅图的每一个组成部分都 是 一 个 对 象 （ Object）， 每 一 个 对 象 有 一 系 列 句 柄 （ Handle）和它相关。
第4章 Matlab的图形功能
2020/9/28
第4章 Matlab的图形功能
2.用户菜单对象（unimenu) 由GUI 窗口上【 Tools】->【 Menu Editer】命令，或者工 具栏上的按钮，即可打开菜单编辑器。
最上面的主要功能按钮为： ➢New Menu：新建一个菜单； ➢New Menu Item：新建一个子菜单项； ➢New Contextmenu：新建一个上下文
2020/9/28
第4章 Matlab的图形功能
2.图形对象和句柄图形的结构层次 ➢ 图形对象包括图形窗口或者图形，还有坐标系、线条、
曲面、文本等。这些对象按父对象和子对象组成 MATLAB 图形体系的层次结构。 ➢ 每个图形对象都由若干可以被独立操作的对象构成，它 不必包含全部对象，但是必须具备根屏幕（ Root）和图 形窗（ Figure）。 ➢ 每个父对象可以包含一个或多个子对象。除了控件对象 （ Uicontrol）和菜单对象（ Uimenu）外，所有的对象 都是坐标轴的子对象，并且在这些坐标轴上显示。所有 创建对象的函数当父对象不存在时，都会创建它们。
第4章 Matlab的图形功能
七、图形对象的有关概念 图形用户界面（ Graphic User Interface）是指包含图形对 象的用户界面，是MATLAB句柄图形系统的子系统。它 包含两类图形对象：一是用户界面控件对象（ Uicontrol）； 一是用户界面菜单对象（ Uimenu）。 1.句柄图形 ➢句 柄 图 形 （ Handle Graphics） 是 一 种 面 向 对 象 （ Object-Oriented）的绘图系统概念，它提供了创建计算 机图形所必须的各种软件，所支持的指令可以直接创建线、 文字、面以及图形用户界面。 ➢句柄图形基于这样的概念：一幅图的每一个组成部分都 是 一 个 对 象 （ Object）， 每 一 个 对 象 有 一 系 列 句 柄 （ Handle）和它相关。
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工程应用基础_2_2Matlab语言程序设计
1、 Matlab数据类型 变量和常量 数字变量的格式 字符串 单元型变量 结构型变量 矩阵、向量 多项式
a) 变量和常量 变量(包括函数)的命名规则：由英文字母、数字和下划线 混合组成，不得包含空格和标点 ；第一个字符必须是英 文字母，最多包括31个字符； 对字母的大小写敏感。 局部变量和全局变量 永久变量（常量） 只能在某一函数体内使用，而不能从其他函数和 Matlab 工作空间访问的变量，就是局部变量。 在几个函数及M atlab函数中都能使用的变量就是全局变 量。 （全局变量名应尽可能大写，并由globe声明）
第2章 Matlab语言程序设计
关系操作符
逻辑操作符
第2章 Matlab语言程序设计
MATLAB 的关系操作符运算法则： 当两个变量是标量 a 和 b 时 ◆若 a、b 之间关系成立，则关系运算结果为 1； ◆若 a、b 之间关系不成立，则关系运算结果为 0； 当两个维数相同的矩阵 A 和 B 比较时，矩阵 A、B 比 较的是相同位置的元素，按标量的运算规则逐个进行。 关系运算的结果是一个和 A维数相同的矩阵，它的元 素由 0 和 1 组成。 当一个矩阵A 和一个标量 b 比较时，把标量 b 和矩阵 A 的每一个元素按标量关系运算规则逐个比较。关系 运算的结果是一个和数组 A维数相同的矩阵，它是由 0 和 1 组成。 优先级 由高到低为算术运算、关系运算和逻辑运算。
ans = -0.9918 >> y=sin(5*t+6) y= -0.9918
第2章 Matlab语言程序设计
表达式由变量名、运算符、数字和函数名组成。 表达式将按常规的优先纽从左至右执行运算； 优先级的规定是指数运算级别最高，乘除运算次之； 括号可以改变运算顺序； 书写表达式时，赋值符“＝”和运算符两侧允许有 空格，以增加可读性。但在复数或符号表达式中要 尽量避免空格，以防出错； 表达式的末尾加 “；” 时，Matlab系统只把数值赋 给变量， 不显示计算结果；不加“；”时， Matlab 系统将会在该条语句的下面直接显示运算结果。
MATLAB基础及其应用教程
3.1多项式 3.2插值和拟合
3.3数值微积分
3.4线性方程组的数 值解
3.5稀疏矩阵
3.6常微分方程的数 值解
3.7小结 3.8习题
3.1.1多项式的表达和创建 3.1.2多项式的四则运算 3.1.3多项式求值和求根运算 3.1.4多项式的构造
3.2.1多项式插值和拟合 3.2.2最小二乘法拟合
6.1 M文件
6.2 MATLAB的程序 控制结构
6.3数据的输入与输 出
6.4 MATLAB文件操 作
6.5面向对象
1
编程
6.6 MATLAB
2
程序优化
3
6.7程序调试
4
6.8小结
5
6.9习题
6.1.1局部变量与全局变量 6.1.2 M文件的编辑与运行 6.1.3脚本文件 6.1.4函数文件 6.1.5函数调用
MATLAB基础及其应用教程
读书笔记模板
01 思维导图
03 目录分析 05 读书笔记
目录
02 内容摘要 04 作者介绍 06 精彩摘录
思维导图
关键字分析思维导图
内容
矩阵
基础知识
符号
运算
习题
数值
教程
教学
数值 小结
变量
基础
文件
符号
函数
程序
第章
存储
内容摘要
《MATLAB基础及其应用教程》基于MATLAB 7.1版，详细介绍了MATLAB的基础知识、数值计算、符号运算、 图形处理、程序设计、SIMULINK仿真等内容，为配合教学，各章编写了教学提示、教学要求和爿题，书后附有上 机实验指导。
0 6
1.10习题
0 5
Matlab工程应用基础_4_1
x=0:0.01:2*pi; y=cos(x); plot(x,y)
在同一图形窗口中用命令 绘出正弦余弦函数的图形. 在同一图形窗口中用命令 plot(x,y)绘出正弦余弦函数的图形. 绘出正弦余弦函数的图形
x=0:0.01:2*pi; y=[sin(x);cos(x)]; plot(x,y)
用命令plot(Y)绘制矩阵 Y=[5 4 3 8 9 10;3 4 4 5 8 2 ;8 12 13 21 18 25 ; 用命令 绘制矩阵 ; 9 8 8 9 6 7]的图形. 的图形. 的图形
x=0:0.1:6; y=sqrt(x); plotyy(x,y,x,y,'semilogy','plot')
plotyy 函数不能加入设置曲线线型,颜色及标出数据点的参数. 函数不能加入设置曲线线型,颜色及标出数据点的参数.
第4章 Matlab的图形功能 章 的图形功能
2.线型和颜色 线型和颜色 plot 函数可以设置曲线的线段类型,定点标记和线段颜色. 函数可以设置曲线的线段类型 定点标记和线段颜色. 线段类型, 常用的线段,颜色与定点标记参数 常用的线段,
Y=[5 4 3 8 9 10;3 4 4 5 8 2 ;8 12 13 21 18 25 ;9 8 8 9 6 7]; plot(Y)
第4章 Matlab的图形功能 章 的图形功能
混合式的命令格式 的命令格式plot(X,Y)中,对X和Y而言,可分下 而言, 在混合式的命令格式 中 和 而言 列几种情况: 列几种情况: 都是向量,则长度必须相等; ◆如果 X 和 Y 都是向量,则长度必须相等; 是向量, 是一个矩阵, ◆如果 X 是向量,而 Y 是一个矩阵,X 的长度与矩阵 Y 的行数或列数相等, 的行数或列数相等,则它的作用是将向量 X 与矩阵 Y 的 每列或每行的向量相对应作折( 方阵时 每列或每行的向量相对应作折( 曲)线,当 Y 是方阵时, 列向量对应作图 对应作图; 则将向量 X 与矩阵 Y 的列向量对应作图; 是矩阵, 是向量, ◆如果 X 是矩阵,Y 是向量,Y 的长度等于矩阵 X 的行 数或列数, 相对应作图. 数或列数,则将 X 的每列或每行的向量与 Y 相对应作图. 方阵时 的各列与 对应作图; 当 X 是方阵时,则将 X 的各列与 Y 对应作图; 都是矩阵,且维数相同,则按列与列 列与列的对 ◆如果 X 和 Y 都是矩阵,且维数相同,则按列与列的对 应方式来作图. 应方式来作图.
在同一图形窗口中用命令 绘出正弦余弦函数的图形. 在同一图形窗口中用命令 plot(x,y)绘出正弦余弦函数的图形. 绘出正弦余弦函数的图形
x=0:0.01:2*pi; y=[sin(x);cos(x)]; plot(x,y)
用命令plot(Y)绘制矩阵 Y=[5 4 3 8 9 10;3 4 4 5 8 2 ;8 12 13 21 18 25 ; 用命令 绘制矩阵 ; 9 8 8 9 6 7]的图形. 的图形. 的图形
x=0:0.1:6; y=sqrt(x); plotyy(x,y,x,y,'semilogy','plot')
plotyy 函数不能加入设置曲线线型,颜色及标出数据点的参数. 函数不能加入设置曲线线型,颜色及标出数据点的参数.
第4章 Matlab的图形功能 章 的图形功能
2.线型和颜色 线型和颜色 plot 函数可以设置曲线的线段类型,定点标记和线段颜色. 函数可以设置曲线的线段类型 定点标记和线段颜色. 线段类型, 常用的线段,颜色与定点标记参数 常用的线段,
Y=[5 4 3 8 9 10;3 4 4 5 8 2 ;8 12 13 21 18 25 ;9 8 8 9 6 7]; plot(Y)
第4章 Matlab的图形功能 章 的图形功能
混合式的命令格式 的命令格式plot(X,Y)中,对X和Y而言,可分下 而言, 在混合式的命令格式 中 和 而言 列几种情况: 列几种情况: 都是向量,则长度必须相等; ◆如果 X 和 Y 都是向量,则长度必须相等; 是向量, 是一个矩阵, ◆如果 X 是向量,而 Y 是一个矩阵,X 的长度与矩阵 Y 的行数或列数相等, 的行数或列数相等,则它的作用是将向量 X 与矩阵 Y 的 每列或每行的向量相对应作折( 方阵时 每列或每行的向量相对应作折( 曲)线,当 Y 是方阵时, 列向量对应作图 对应作图; 则将向量 X 与矩阵 Y 的列向量对应作图; 是矩阵, 是向量, ◆如果 X 是矩阵,Y 是向量,Y 的长度等于矩阵 X 的行 数或列数, 相对应作图. 数或列数,则将 X 的每列或每行的向量与 Y 相对应作图. 方阵时 的各列与 对应作图; 当 X 是方阵时,则将 X 的各列与 Y 对应作图; 都是矩阵,且维数相同,则按列与列 列与列的对 ◆如果 X 和 Y 都是矩阵,且维数相同,则按列与列的对 应方式来作图. 应方式来作图.
MATLAB编程与工程应用第1章MATLAB操作基础
第1章 MATLAB操作基础
五、当前目录窗口
3. 设置搜索路径
(1) 用path命令设置搜索路径。例如，将用户目录c:\mydir 加到搜索路径下，可在命令窗口输入命令： path(path,’c:\mydir’)
(2) 用对话框设置搜索路径 在MATLAB的File菜单中选Set Path命令或在命令窗口执 行pathtool命令，将出现搜索路径设置对话框。通过Add Folder或Add with Subfolder命令按钮将指定路径添加 到搜索路径列表中。 在修改完搜索路径后，需要保存搜索路径。
保持到磁盘文件中。 ▪ 缺省的磁盘文件扩展名为“.mat”，可以使用“-”定义
不同的存储格式（ASCII、V4等）
第1章 MATLAB操作基础
四、MATLAB的工作空间
（2）load filename variables ▪ 将以前用save命令保存的变量variables从磁盘文件中调
第1章 MATLAB操作基础
1.1 MATLAB简介 1.2 MATLAB集成环境 1.3 MATLAB语言的结构 1.4 MATLAB的磁盘文件 1.5 MATLAB帮助系统
第1章 MATLAB操作基础
1.1 MATLAB简介
一、MATLAB语言的显著特点
1. 功能强大、适用范围广 ▪ 具有强大的矩阵运算能力，使得矩阵运算非常简单。 ▪ 应用于自动控制、生物医学工程、语音处理、图像处理、
第1章 MATLAB操作基础
四、命令历史窗口
▪ 在默认设置下，历史记录窗口中会自动保留自安 装起所有用过的命令的历史记录，并且还标明了 使用时间，从而方便用户查询。而且，通过双击 命令可进行历史命令的再运行。如果要清除这些 历史记录，可以选择Edit菜单中的Clear Command History命令。
五、当前目录窗口
3. 设置搜索路径
(1) 用path命令设置搜索路径。例如，将用户目录c:\mydir 加到搜索路径下，可在命令窗口输入命令： path(path,’c:\mydir’)
(2) 用对话框设置搜索路径 在MATLAB的File菜单中选Set Path命令或在命令窗口执 行pathtool命令，将出现搜索路径设置对话框。通过Add Folder或Add with Subfolder命令按钮将指定路径添加 到搜索路径列表中。 在修改完搜索路径后，需要保存搜索路径。
保持到磁盘文件中。 ▪ 缺省的磁盘文件扩展名为“.mat”，可以使用“-”定义
不同的存储格式（ASCII、V4等）
第1章 MATLAB操作基础
四、MATLAB的工作空间
（2）load filename variables ▪ 将以前用save命令保存的变量variables从磁盘文件中调
第1章 MATLAB操作基础
1.1 MATLAB简介 1.2 MATLAB集成环境 1.3 MATLAB语言的结构 1.4 MATLAB的磁盘文件 1.5 MATLAB帮助系统
第1章 MATLAB操作基础
1.1 MATLAB简介
一、MATLAB语言的显著特点
1. 功能强大、适用范围广 ▪ 具有强大的矩阵运算能力，使得矩阵运算非常简单。 ▪ 应用于自动控制、生物医学工程、语音处理、图像处理、
第1章 MATLAB操作基础
四、命令历史窗口
▪ 在默认设置下，历史记录窗口中会自动保留自安 装起所有用过的命令的历史记录，并且还标明了 使用时间，从而方便用户查询。而且，通过双击 命令可进行历史命令的再运行。如果要清除这些 历史记录，可以选择Edit菜单中的Clear Command History命令。
Matlab工程应用基础_4_2
三维图形的照相 campos，三维图形的透视命令 hidden，曲面图形颜色的遮掩 shading; 光源的建立light、照明方式 lighting、控制光效果的材质命令 material
第4章 Matlab的图形功能
函数 view 的用法。
[X,Y]=meshgrid(-8:0.5:8); R=sqrt(X.^2+Y.^2)+eps; Z=sin(R)./R; subplot(2,2,1) %缺省视角 surf(X,Y,Z) xlabel('X 轴','FontWeight','bold') ylabel('y 轴','FontWeight','bold') zlabel('z 轴','FontWeight','bold') title('\fontname {隶书} 缺省视角') subplot(2,2,2) surf(X,Y,Z) xlabel('X 轴','FontWeight','bold') ylabel('y 轴','FontWeight','bold') zlabel('z 轴','FontWeight','bold') title(' \fontname {隶书} 方位角为 90°仰角为 0°') view(90,0) subplot(2,2,3) surf(X,Y,Z) xlabel('X 轴','FontWeight','bold') ylabel('y 轴','FontWeight','bold') zlabel('z 轴','FontWeight','bold') title('\fontname {隶书} 方位角为-37.5° 仰角为 80°') view(-37.5,80) subplot(2,2,4) surf(X,Y,Z) xlabel('X 轴','FontWeight','bold') ylabel('y 轴','FontWeight','bold') zlabel('z 轴','FontWeight','bold') title('\fontname {隶书} 方位角为 0° 仰角为 90°') view(0,90)
第4章 Matlab的图形功能
函数 view 的用法。
[X,Y]=meshgrid(-8:0.5:8); R=sqrt(X.^2+Y.^2)+eps; Z=sin(R)./R; subplot(2,2,1) %缺省视角 surf(X,Y,Z) xlabel('X 轴','FontWeight','bold') ylabel('y 轴','FontWeight','bold') zlabel('z 轴','FontWeight','bold') title('\fontname {隶书} 缺省视角') subplot(2,2,2) surf(X,Y,Z) xlabel('X 轴','FontWeight','bold') ylabel('y 轴','FontWeight','bold') zlabel('z 轴','FontWeight','bold') title(' \fontname {隶书} 方位角为 90°仰角为 0°') view(90,0) subplot(2,2,3) surf(X,Y,Z) xlabel('X 轴','FontWeight','bold') ylabel('y 轴','FontWeight','bold') zlabel('z 轴','FontWeight','bold') title('\fontname {隶书} 方位角为-37.5° 仰角为 80°') view(-37.5,80) subplot(2,2,4) surf(X,Y,Z) xlabel('X 轴','FontWeight','bold') ylabel('y 轴','FontWeight','bold') zlabel('z 轴','FontWeight','bold') title('\fontname {隶书} 方位角为 0° 仰角为 90°') view(0,90)
Matlab基础及其应用教程0课件3
3.2.2 选择结构
【例3.2】计算分段函数：
x=input('请输入x的值:');
if x<0
y=abs(x);
elseif x<10
y=sin(x)./(x+1);
elseif x<20
y=power(x,3);
else
y=(3+2*x).*log(x);
end
disp(y)
3.2 程序控制结构
实时脚本通常包含很多命令，有时只需要运行其中一部分，
这时可通过设置分节标志，将全部代码分成若干代码片段
（也称为代码单元）。
3.2 程序控制结构
3.2.1 顺序结构
1．input函数
用于打开一个输入框来获取数据，该函数的调用格式为：
A=input（提示信息）
其中，提示信息为一个字符串，用于提示用户输入什么样的
z1=max(x,y);
z=0;
while z<x*y
z=z+z1;
%如果z不能被x整除，则跳过循环体中后续语句，不再判断z能否被y整除
if mod(z,x)~=0
continue
end
%如果z既能被x整除，又能被y整除，跳出循环
if mod(z,y)==0
break
end
end
disp([num2str(x),'和',num2str(y),'的最小公倍数是：',num2str(z)])
数据。
>> A=input('输入A矩阵:')
输入A矩阵:[1,2,3;4,5,6]↙
A =
1
2
Matlab基础与应用(范群树)
用于表示二维空间中的等高线 数据。
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。
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基础与应用
0.9501 0.4860 0.4565
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')
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基础及其应用教程课件12
%从当前位置读取100个整数，存入10×10矩阵y
y=fscanf(fid,'%d',[10,10]);
%从当前位置读取4个数据，存储为一个字符串
A=fscanf(fid,'%s', [4]);
%从当前位置读取后面的所有数据，生成一个2行的矩阵
C=fscanf(fid,'%g %g',[2 inf]);
MATLAB Function Wizard
调用 MATLAB 函数
Preferences
设置 MATLAB 插件的运行模式
12.1
MATLAB与Excel的接口
12.1.1 在Excel中导出/导入数据
2．Spreadsheet Link的主要功能和操作
（1）将Excel表格中的数据导出到MATLAB工作空间中
为输入和输出数据打开一个文件。如果指定的文件不存在，则创建一个新文件，再打开它；随后的
输出操作在该文件末尾添加数据。
文件打开后，默认以二进制模式读写数据，若要以文本模式读写文件，
则需在参数值后加't'，如'rt'、'wt'等
12.2
文件操作
12.2.1 文件输入/输出操作
2．文本文件的读写
（1）fprintf函数
r=1:0.1:2;
A=pi*r.*r;
Y=[r; A];
fid=fopen('file1.txt','wt');
fprintf(fid,'%6.2f %12.8f\n',Y);
fclose(fid);
'\n'表示换行符，
'\r '表示回车符
y=fscanf(fid,'%d',[10,10]);
%从当前位置读取4个数据，存储为一个字符串
A=fscanf(fid,'%s', [4]);
%从当前位置读取后面的所有数据，生成一个2行的矩阵
C=fscanf(fid,'%g %g',[2 inf]);
MATLAB Function Wizard
调用 MATLAB 函数
Preferences
设置 MATLAB 插件的运行模式
12.1
MATLAB与Excel的接口
12.1.1 在Excel中导出/导入数据
2．Spreadsheet Link的主要功能和操作
（1）将Excel表格中的数据导出到MATLAB工作空间中
为输入和输出数据打开一个文件。如果指定的文件不存在，则创建一个新文件，再打开它；随后的
输出操作在该文件末尾添加数据。
文件打开后，默认以二进制模式读写数据，若要以文本模式读写文件，
则需在参数值后加't'，如'rt'、'wt'等
12.2
文件操作
12.2.1 文件输入/输出操作
2．文本文件的读写
（1）fprintf函数
r=1:0.1:2;
A=pi*r.*r;
Y=[r; A];
fid=fopen('file1.txt','wt');
fprintf(fid,'%6.2f %12.8f\n',Y);
fclose(fid);
'\n'表示换行符，
'\r '表示回车符
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