matlab基础知识课件.
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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
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 ppt课件
算法控制台
使用GUI来控制其他应用程序或软件的功能，例如打开文件、保存数据、调整参数等。
应用程序控制面板
07
matlab在信号处理中的应用
信号的定义与分类
信号是传递或携带信息的物理量，可以是离散的或连续的，单通道或多通道的。
信号处理的含义
信号处理是对信号进行变换、分析和解释的过程，以适应不同的应用需求。
matlab ppt课件
matlab简介matlab基础知识matlab矩阵运算matlab数据分析matlab科学计算matlab图形界面设计matlab在信号处理中的应用
contents
目录
01
matlab简介
MATLAB诞生于美国，作为方便易用的科学计算工具，它被引入到数值计算领域。
1980年代初期
02
matlab基础知识
01
在MATLAB中，用户可以通过命令行输入命令，进行计算、绘图等操作。
命令行交互
02
用户可以通过编写脚本文件，保存一组相关的命令，以供多次使用。
脚本文件
03
用户可以编写函数文件，实现特定功能的代码块，并在命令行或脚本文件中调用。
函数文件
单元数组
单元数组是一种灵活的数据类型，可以包用于设置组件的激活状态，例如使按钮可点击或不可点击。
通过编写回调函数，可以定义当用户与组件交互时要执行的操作。
uimenu
uiactive
uicontrol
1
2
3
使用GUI接收数据，通过图形呈现数据信息，例如绘制曲线图或散点图。
数据可视化
通过GUI接收用户输入的参数，调用算法进行处理，并将结果显示在GUI上。
03
matlab矩阵运算
使用GUI来控制其他应用程序或软件的功能，例如打开文件、保存数据、调整参数等。
应用程序控制面板
07
matlab在信号处理中的应用
信号的定义与分类
信号是传递或携带信息的物理量，可以是离散的或连续的，单通道或多通道的。
信号处理的含义
信号处理是对信号进行变换、分析和解释的过程，以适应不同的应用需求。
matlab ppt课件
matlab简介matlab基础知识matlab矩阵运算matlab数据分析matlab科学计算matlab图形界面设计matlab在信号处理中的应用
contents
目录
01
matlab简介
MATLAB诞生于美国，作为方便易用的科学计算工具，它被引入到数值计算领域。
1980年代初期
02
matlab基础知识
01
在MATLAB中，用户可以通过命令行输入命令，进行计算、绘图等操作。
命令行交互
02
用户可以通过编写脚本文件，保存一组相关的命令，以供多次使用。
脚本文件
03
用户可以编写函数文件，实现特定功能的代码块，并在命令行或脚本文件中调用。
函数文件
单元数组
单元数组是一种灵活的数据类型，可以包用于设置组件的激活状态，例如使按钮可点击或不可点击。
通过编写回调函数，可以定义当用户与组件交互时要执行的操作。
uimenu
uiactive
uicontrol
1
2
3
使用GUI接收数据，通过图形呈现数据信息，例如绘制曲线图或散点图。
数据可视化
通过GUI接收用户输入的参数，调用算法进行处理，并将结果显示在GUI上。
03
matlab矩阵运算
2024版MATLAB课件
23
数值计算基础概念
2024/1/30
数值计算的定义
研究并使用数值近似方法来解决数学问题的过程。
误差分析
理解并控制计算过程中产生的误差，包括舍入误差、截断误差等。
算法稳定性与复杂性
评估数值算法的稳定性、收敛性以及计算复杂度。
24
符号运算入门知识
符号运算的概念
处理数学符号的运算，如代数式、方程、积 分等。
03
特征值和特征向量在矩阵对角化、解微分方程、数据分析等领
域有广泛应用。
16
稀疏矩阵处理方法
稀疏矩阵的概念
稀疏矩阵是指矩阵中大部分元素为零的矩阵，对于 大规模稀疏矩阵，使用特殊的数据结构进行存储和 计算可以大大提高效率。
稀疏矩阵的运算
MATLAB支持对稀疏矩阵进行加法、减法、乘法和 转置等运算，同时提供了一些函数用于求解稀疏线 性方程组等问题。
可根据需求编写自定义函数，实现 特定数据可视化效果。
2024/1/30
自定义函数
可安装第三方工具箱，扩展 MATLAB的数据可视化功能，如 Seaborn、Plotly等。
第三方工具箱
支持交互式绘图，可通过鼠标、键 盘等操作与图形进行交互，实现数 据可视化的动态效果。
22
05
数值计算与符号运算
2024/1/30
6
界面组成及功能介绍
命令窗口（Command Win…
用于输入和执行MATLAB命令，显示命令执行结果。
工作空间（Workspace）
显示当前MATLAB工作空间中的变量及其值。
命令历史（Command His…
记录用户在命令窗口中输入的命令及其执行结果，方便用户 查看和回顾。 2024/1/30
MATLAB经典教程(全)PPT课件
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
信号时域分析和频域分析
时域分析
研究信号随时间变化的规律，包括波形、幅度、频率、相位等。
频域分析
将信号转换为频域表示，研究信号的频谱结构和频率特性，包括幅 度谱、相位谱、功率谱等。
时域与频域关系
时域和频域是信号分析的两个方面，它们之间存在对应关系，可以 通过傅里叶变换相互转换。
数字信号处理基础
数字信号表示
MATLAB工作环境与界面
MATLAB工作环境
包括命令窗口、工作空间、命令历史窗口、当 前文件夹窗口等。
界面介绍
详细讲解MATLAB界面的各个组成部分，如菜 单栏、工具栏、编辑器窗口等。
基本操作
介绍如何在MATLAB环境中创建、保存、运行脚本和函数，以及如何进行基本 的文件操作。
基本数据类型与运算
数据统计描述性分析
描述性统计量
介绍均值、中位数、众数、方差、标准差等常见 描述性统计量的计算方法和意义。
数据分布形态
通过直方图、箱线图等图形展示数据的分布形态 ，帮助用户了解数据的整体特征。
数据间关系
探讨协方差、相关系数等统计量在揭示数据间关 系方面的应用。
数据可视化方法
二维图形绘制
详细讲解MATLAB中二维图形的绘制方法，包括线图、散点图、 柱状图等。
特征值与特征向量
特征值与特征向量的定义
设A为n阶方阵，若存在数λ和n维非零向量x，使得Ax=λx ，则称λ为A的特征值，x为A的对应于特征值λ的特征向量 。
特征值与特征向量的性质
包括特征值的和等于方阵对角线元素之和、特征值的积等 于方阵的行列式等性质。
MATLAB求解
使用MATLAB内置函数`eig`求解方阵的特征值和特征向量 。
MATLAB教学课件.ppt
直接输入法：将矩阵的元素用方括号括起来，按矩阵行的顺 序输入各元素，同一行的各元素之间用空格或逗号分隔，不同 行的元素之间用分号分隔。(也可以用回车键代替分号)
例如，键入命令: A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9] 输出结果是： A = 1 2 3
456
789
四. 矩阵运算
１．建立矩阵
3.图形功能
MATLAB提供了两个层次的图形命令：一种是对图形句柄进 行的低级图形命令，另一种是建立在低级图形命令之上的高 级图形命令。利用MATLAB的高级图形命令可以轻而易举地 绘制二维、三维乃至四维图形，并可进行图形和坐标的标识、 视角和光照设计、色彩精细控制等等。
4.应用工具箱
基本部分和各种可选的工MATLAB最基本的数据对象，MATLAB的大部分运算 或命令都是在矩阵运算的意义下执行的。在MATLAB中，不需 对矩阵的维数和类型进行说明，MATLAB会根据用户所输入的 内容自动进行配置。
１．建立矩阵
建立矩阵可以用：直接输入法、利用函数建立矩阵和利 用M文件建立矩阵。
一. MATLAB特点:
一. MATLAB特点:
1. 数值计算和符号计算功能
MATLAB的数值计算功能包括：矩阵运算、多项式和有 理分式运算、数据统计分析、数值积分、优化处理等。符 号计算将得到问题的解析解。
2.MATLAB语言
MATLAB除了命令行的交互式操作以外，还可以程序方式 工作。使用MATLAB可以很容易地实现C或FORTRAN语言的 几乎全部功能，包括Windows图形用户界面的设计。
基本部分中有数百个内部函数。
其工具箱分为两大类：功能性工具箱和学科性工具箱。 功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能、可视建模仿真 功能及文字处理功能等。学科性工具箱专业性比较强，如控 制系统工具箱、信号处理工具箱、神经网络工具箱、最优化 工具箱、金融工具箱等，用户可以直接利用这些工具箱进行 相关领域的科学研究。
例如，键入命令: A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9] 输出结果是： A = 1 2 3
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四. 矩阵运算
１．建立矩阵
3.图形功能
MATLAB提供了两个层次的图形命令：一种是对图形句柄进 行的低级图形命令，另一种是建立在低级图形命令之上的高 级图形命令。利用MATLAB的高级图形命令可以轻而易举地 绘制二维、三维乃至四维图形，并可进行图形和坐标的标识、 视角和光照设计、色彩精细控制等等。
4.应用工具箱
基本部分和各种可选的工MATLAB最基本的数据对象，MATLAB的大部分运算 或命令都是在矩阵运算的意义下执行的。在MATLAB中，不需 对矩阵的维数和类型进行说明，MATLAB会根据用户所输入的 内容自动进行配置。
１．建立矩阵
建立矩阵可以用：直接输入法、利用函数建立矩阵和利 用M文件建立矩阵。
一. MATLAB特点:
一. MATLAB特点:
1. 数值计算和符号计算功能
MATLAB的数值计算功能包括：矩阵运算、多项式和有 理分式运算、数据统计分析、数值积分、优化处理等。符 号计算将得到问题的解析解。
2.MATLAB语言
MATLAB除了命令行的交互式操作以外，还可以程序方式 工作。使用MATLAB可以很容易地实现C或FORTRAN语言的 几乎全部功能，包括Windows图形用户界面的设计。
基本部分中有数百个内部函数。
其工具箱分为两大类：功能性工具箱和学科性工具箱。 功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能、可视建模仿真 功能及文字处理功能等。学科性工具箱专业性比较强，如控 制系统工具箱、信号处理工具箱、神经网络工具箱、最优化 工具箱、金融工具箱等，用户可以直接利用这些工具箱进行 相关领域的科学研究。
《MATLAB基础》课件
它由美国MathWorks公司开发，广泛 应用于工程、科学、金融等领域。
Matlab的用途
算法开发
Matlab提供了丰富的数学函数库，方便 用户进行算法开发。
数据可视化
Matlab具有强大的绘图和可视化功能， 可以方便地绘制各种图表。
数据分析
Matlab提供了统计分析工具箱，可以进 行数据分析和处理。
微分方程求解
使用Matlab的符号计算功能和数 值求解方法，如`dsolve`和 `ode45`等，可以求解常微分方程 和偏微分方程。
数据分析
数据导入与预处理
使用Matlab的数据导入工具箱，如`readtable`、`readmatrix`等 ，可以方便地导入各种数据格式，并进行数据清洗和预处理。
并进行预测。
聚类算法
Matlab提供了K均值聚类 、层次聚类等聚类算法， 可用于数据聚类和分组。
特征选择与降维
使用Matlab的特征选择和 降维函数，如`fitcdiscr`、 `pca`等，可以提取关键特
征和降低数据维度。
谢谢您的聆听
THANKS
的计算顺序。
流程控制
总结词
掌握Matlab中的流程控制语句及其用法 。
VS
详细描述
Matlab提供了多种流程控制语句，如ifelse语句、switch-case语句和循环语句 （for和while）。这些语句用于控制程序 的执行流程，实现条件判断和重复执行等 功能。
03
Matlab矩阵运算
矩阵的创建
总结词
介绍矩阵的特征值和特征向量运算
详细描述
在Matlab中，可以使用eig函数来计算矩阵的特征值和特 征向量。例如，计算一个3x3的矩阵的特征值和特征向量 可以使用[V,D] = eig(A)的形式，其中V是特征向量矩阵， D是对角线元素为特征值的矩阵。
Matlab的用途
算法开发
Matlab提供了丰富的数学函数库，方便 用户进行算法开发。
数据可视化
Matlab具有强大的绘图和可视化功能， 可以方便地绘制各种图表。
数据分析
Matlab提供了统计分析工具箱，可以进 行数据分析和处理。
微分方程求解
使用Matlab的符号计算功能和数 值求解方法，如`dsolve`和 `ode45`等，可以求解常微分方程 和偏微分方程。
数据分析
数据导入与预处理
使用Matlab的数据导入工具箱，如`readtable`、`readmatrix`等 ，可以方便地导入各种数据格式，并进行数据清洗和预处理。
并进行预测。
聚类算法
Matlab提供了K均值聚类 、层次聚类等聚类算法， 可用于数据聚类和分组。
特征选择与降维
使用Matlab的特征选择和 降维函数，如`fitcdiscr`、 `pca`等，可以提取关键特
征和降低数据维度。
谢谢您的聆听
THANKS
的计算顺序。
流程控制
总结词
掌握Matlab中的流程控制语句及其用法 。
VS
详细描述
Matlab提供了多种流程控制语句，如ifelse语句、switch-case语句和循环语句 （for和while）。这些语句用于控制程序 的执行流程，实现条件判断和重复执行等 功能。
03
Matlab矩阵运算
矩阵的创建
总结词
介绍矩阵的特征值和特征向量运算
详细描述
在Matlab中，可以使用eig函数来计算矩阵的特征值和特 征向量。例如，计算一个3x3的矩阵的特征值和特征向量 可以使用[V,D] = eig(A)的形式，其中V是特征向量矩阵， D是对角线元素为特征值的矩阵。
MatlabPPT课件
析、可视化等。
发展历程
02
从1980年代初期推出至今，不断更新迭代，增加功能和性能。
影响力
03
广泛应用于科研、教育、工程等领域，成为科学计算和工程分
析的重要工具。
Matlab应用领域与优势
应用领域
信号处理、图像处理、控制系统、通 信系统、金融建模等。
优势特点
高效的数值计算能力，丰富的函数库 和工具箱，强大的可视化功能，支持 多种编程范式。
数字通信系统
数字通信系统传输数字信号，包括基带传输和频带 传输。数字通信具有抗干扰能力强、易于加密和集 成化等优点。
通信系统性能指标
包括有效性、可靠性和经济性等指标，用于 评价通信系统的性能优劣。
Matlab在信号处理中的应用
信号生成与可视化
信号分析与处理
通信系统建模与仿真
Matlab与其他软件接口
三维图形视角与光照控制
view、camlight等函数用于调整三 维图形的视角和光照效果。
三维图形标注与色彩控制
使用xlabel、ylabel、zlabel等函数 添加坐标轴标签，通过colormap等 函数设置色彩映射。
图像处理基础操作
图像读取与显示
imread、imshow等函数用于读 取和显示图像文件。
控制系统的分类
根据控制信号的性质可分为模拟 控制系统和数字控制系统；根据 系统结构可分为开环控制系统和 闭环控制系统。
传递函数模型建立与转换
传递函数的定义
描述线性定常系统动态特性的数 学模型，表示系统输出量与输入 量之间关系的函数。
传递函数的建立
通过系统微分方程或差分方程， 消去中间变量，得到描述系统输 入输出关系的传递函数。
《MATLAB基础》PPT课件
MATLAB基础（6.5版）
§1. MATLAB操作环境 §2. 矩阵及其运算 §3. 语句、函数和窗口环境 §4. 图形功能 §5. MATLAB 程序设计
精选课件ppt
1
§1. MATLAB操作环境
一、MATLAB的安装、启动和退出 二、MATLAB的窗口构成 三、MATLAB的语言要素
精选课件ppt
5．M-文件 即程序文件，包括脚本M-文件和函数M-文件.
6．其它符号： … 续行符； % 注释符； ，（或；） 显示（或不显示）语句执行结果.
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9
§2. 矩阵及其运算
一、矩阵的输入 二、向量（数组）的输入 三、矩阵的裁剪、拼接与修改 四、矩阵的数值运算
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10
一、矩阵的输入
1．矩阵的直接输入 按元素排列顺序直接输入, 所有元素用方括号“[ ]”括 住; 同行元素用逗号或空格分隔, 不同行元素用分号 或回车分开.
例1．>> A=[1,2,3;4,5,6]
A= 123 456
或 >> A=[1 2 3;4 5 6]
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11
或 >> A=[1 2 3 4 5 6] （回车）
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3
图1 MATLAB桌面工作环境
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4
二、MATLAB的窗口构成
1．标题栏、菜单栏、工具栏
2．命令窗口（右边） 用于接受用户输入的命令,显示命令或程序执行结果.
3．工作区/当前目录窗口（左上） 用于显示已定义内存变量信息/当前工作目录信息.
4．命令历史窗口（左下）； 显示用户在命令窗口已执行过的所有命令语句。
2
一、MATLAB的安装、启动和退出
§1. MATLAB操作环境 §2. 矩阵及其运算 §3. 语句、函数和窗口环境 §4. 图形功能 §5. MATLAB 程序设计
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1
§1. MATLAB操作环境
一、MATLAB的安装、启动和退出 二、MATLAB的窗口构成 三、MATLAB的语言要素
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5．M-文件 即程序文件，包括脚本M-文件和函数M-文件.
6．其它符号： … 续行符； % 注释符； ，（或；） 显示（或不显示）语句执行结果.
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9
§2. 矩阵及其运算
一、矩阵的输入 二、向量（数组）的输入 三、矩阵的裁剪、拼接与修改 四、矩阵的数值运算
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10
一、矩阵的输入
1．矩阵的直接输入 按元素排列顺序直接输入, 所有元素用方括号“[ ]”括 住; 同行元素用逗号或空格分隔, 不同行元素用分号 或回车分开.
例1．>> A=[1,2,3;4,5,6]
A= 123 456
或 >> A=[1 2 3;4 5 6]
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11
或 >> A=[1 2 3 4 5 6] （回车）
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3
图1 MATLAB桌面工作环境
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4
二、MATLAB的窗口构成
1．标题栏、菜单栏、工具栏
2．命令窗口（右边） 用于接受用户输入的命令,显示命令或程序执行结果.
3．工作区/当前目录窗口（左上） 用于显示已定义内存变量信息/当前工作目录信息.
4．命令历史窗口（左下）； 显示用户在命令窗口已执行过的所有命令语句。
2
一、MATLAB的安装、启动和退出
《matlab入门》课件
Matlab绘图工具的介绍和使用
探索Matlab强大的绘图功能，学习如何创建二维和三维图形、调整样式和添加注释，以及如何导出图像。
《Matlab入门》PPT课件
欢迎来到《Matlab入门》PPT课件！本课程将深入介绍Matlab的基本概念、环 境安装与配置、基本语法和操作入门以及其他重要主题。让我们一起开始探 索吧！
Matlab的基本概念介绍
了解Matlab的历史背景、功能和应用领域，以及Matlab在科学研究、工程和数据分析中的重要性。
Matlab环境的安装与配置
详细介绍如何下载、安装和配置Matlab软件，以及如何设置工作环境和常用选项。
Matlab基本语法和操作入门
学习Matlab的基本语法规则和常用操作符，如变量赋值、算术运算、逻辑判断和函数调用。
向量、矩阵和数组的使用
掌握Matlab中向量、矩阵和数组的定义和操作方法，以及它们在数据处理和 线性代数中的应用。Matlab的数据Fra bibliotek型和变量的定义
了解Matlab中的数据类型和变量的概念，包括数字、字符串、逻辑和结构体，以及它们的创建和使用。
Matlab函数的定义和调用
学习如何定义和调用自定义函数，以及如何使用Matlab内置函数来处理和分析数据。
流程控制语句和循环语句的使 用
掌握Matlab中的流程控制语句（如if-else、switch-case）和循环语句（如for循 环、while循环），以实现程序的灵活控制。
2024版MATLAB基础教程(第五版)全套教学课件
强化学习算法如Q-learning、SARSA 等也可以在MATLAB中进行实现和仿 真。
监督学习
无监督学习
深度学习
强化学习
MATLAB支持各种监督学习算法的实 现，如线性回归、逻辑回归、支持向 量机等。
MATLAB还提供了深度学习工具箱， 支持各种深度学习模型的构建和训练。
其他应用领域探讨
控制系统设计 数字图像处理 生物信息学
详细讲解如何创建符号对象，包括符号变量、符号表达式、符号函数等，
以及如何进行符号对象的操作，如符号表达式的化简、求值等。
03
符号微积分
介绍符号微积分的基本概念和运算规则，包括符号函数的极限、导数、
积分等运算。
方程求解与函数极值问题
线性方程组求解 介绍线性方程组的基本概念和解法，包括直接法和迭代法， 以及如何使用MATLAB求解线性方程组。
MATLAB面向对象编程
定义类、创建对象、访问属性和方法、实现继承和多态
文件操作与数据处理方法
文件操作
打开和关闭文件、读写文件内容、处理二进制文件
数据处理
数据导入和导出、数据清洗和转换、数据可视化和分析
实践案例分析：科学计算问题求解
案例一
求解线性方程组
案例二
数值积分与微分
案例三
常微分方程求解
案例四
avi、gif等格式转换
可视化工具箱介绍
MATLAB图形界面设计工具
GUIDE
数据可视化工具箱
Data Visualization Toolbox
地图可视化工具箱
Mapping Toolbox
信号处理可视化工具箱
Signal Processing Toolbox
《MATLAB基础》PPT课件
MATLAB基础 及控制系统辅助设计
武汉大学动机学院 2007.4
--精品--
1
第一部分 MATLAB 基础及其基本应用
本部分讨论MATLAB的基本知识及用于控制系统仿真和简单 辅助分析的基本方法。选取的实例主要为水轮机调节系统。
MATLAB 基础 MATLAB的程序设计 MATLAB控制系统工具箱及其应用 SIMULINK与水轮机调节系统的仿真
• 在美国和欧洲大学中，九十年代将MATLAB正式列入了电 气工程专业研究生和本科生的教学计划， MATLAB是必须 掌握的基本工具。
• 在设计研究单位和工业界，MATLAB也成为工程师们应该 掌握的一种工具，是被认作进行高效研究、开发的首选软 件工具。
--精品--
6
1. 1. 2 MATLAB及其课程学习
▪ 1984年由Little、Moler、Steve Bangert合作成立MathWorks 公司，并把MATLAB正式推向市场。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。
▪ 1997年仲春，MATLAB5.0版问世，紧接着是5.1、5.2，以及
（4）仿真计算：根据初步的仿真结果对该数学模型进行验证。
（5）系统仿真：进行系统仿真，并认真地分析仿真的结果。
▪ 仿真算法、仿真语言和仿真程序构成了数字仿真软件。
▪ 确认数学模型的正确性、仿真算法的可行性、仿真程序的准
确性和可靠性，最后编制成一个成熟的仿真软件。
--精品--
5
▪ 控制系统仿真在教学实践中应用越来助设计…工程师工具软件应用系列》 欧阳黎明编著，国防工业出版社。
▪《Matlab神经网络与应用》，董长虹编著，国防工业出版社。
武汉大学动机学院 2007.4
--精品--
1
第一部分 MATLAB 基础及其基本应用
本部分讨论MATLAB的基本知识及用于控制系统仿真和简单 辅助分析的基本方法。选取的实例主要为水轮机调节系统。
MATLAB 基础 MATLAB的程序设计 MATLAB控制系统工具箱及其应用 SIMULINK与水轮机调节系统的仿真
• 在美国和欧洲大学中，九十年代将MATLAB正式列入了电 气工程专业研究生和本科生的教学计划， MATLAB是必须 掌握的基本工具。
• 在设计研究单位和工业界，MATLAB也成为工程师们应该 掌握的一种工具，是被认作进行高效研究、开发的首选软 件工具。
--精品--
6
1. 1. 2 MATLAB及其课程学习
▪ 1984年由Little、Moler、Steve Bangert合作成立MathWorks 公司，并把MATLAB正式推向市场。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。
▪ 1997年仲春，MATLAB5.0版问世，紧接着是5.1、5.2，以及
（4）仿真计算：根据初步的仿真结果对该数学模型进行验证。
（5）系统仿真：进行系统仿真，并认真地分析仿真的结果。
▪ 仿真算法、仿真语言和仿真程序构成了数字仿真软件。
▪ 确认数学模型的正确性、仿真算法的可行性、仿真程序的准
确性和可靠性，最后编制成一个成熟的仿真软件。
--精品--
5
▪ 控制系统仿真在教学实践中应用越来助设计…工程师工具软件应用系列》 欧阳黎明编著，国防工业出版社。
▪《Matlab神经网络与应用》，董长虹编著，国防工业出版社。
Matlab基础课件PPT(第1-8章)
>>x = magic(3) x=
产生正态分布随机数randn(1,10000) hist()正态直方图
8 1 6 3 5 7 4 9 2 行、列、对角线元素都是15。
The value of the characteristic sum for a magic square of order n is sum(1:n^2)/n which, when n = 3, is 15. （n>=3)
>> A(:,[2,4])=[ ]
A= -4 -3 0 1 4 5
删除了A的第二第4列
18
5、字符串
用单引号创建字符串 用char（‘ ’）创建字符串
>> country='China', country =
>> name=char('Liu Ying','Hu Xu' name =
China
4 6
8
两个“等宽”矩阵的聚合：
>> a=[3 5;6 3;6 1] a= 3 6 6 5 3 1 >> b=[4 1;3 2] b= 4 3 1 2 >> c=[a;b] c=
3 6 6 4 3
5 3 1 1 2
利用函数
repmat(M,n,m)扩展矩阵M：
>> x=repmat(M,3,2) x=
x=8:17, x=3:0.5:13, x=9:-1:1 x=linspace(first, last,num)，如:
用 linspace函数构造数组：格式
x=linspace(1,9,10),
x=
Matlab入门教程(很齐全)PPT课件
1990年代
MATLAB成为工程和科学计算的标准工具，广泛应用于数学建模、算法开发、数据分析等领域。
1980年代初期
matlab发展史
matlab特点
MATLAB提供了交互式命令行窗口和编辑器，方便用户进行程序设计和调试。
交互式编程环境
MATLAB具有高效的数值计算和矩阵运算功能，适用于处理大规模数据和进行复杂数学运算。
强大的数值计算能力
MATLAB内置了丰富的绘图函数库，可以方便地将数据可视化，有助于分析和解决问题。
图形可视化
MATLAB提供了各种工具箱，如信号处理、图像处理、机器学习、控制系统等，可以扩展其应用领域。
丰富的工具箱
科学研究
MATLAB被广泛应用于物理学、化学、生物学、地球科学等领域的科研工作。
工程应用
要点一
要点二
GUIDE特点：GUIDE提供了一组交互式的界面控件，可以轻松地创建GUI界面，并支持M文件和C/C代码生成，使得用户可以轻松地扩展GUI功能。
GUIDE使用方法：使用GUIDE前需要先打开MATLAB，然后在命令窗口输入“guide”命令，即可打开GUIDE主界面。
要点三
GUI界面布局应该清晰、简洁、易于操作，使得用户能够快速完成操作。
界面布局
界面设计要素
选择合适的GUI控件，如按钮、文本框、菜单等，能够增强界面的交互性和可视化效果。
控件选择
色彩搭配应该和谐、自然，使得GUI界面更加美观易用。
色彩搭配
字体应该清晰易读，适应GUI界面的整体风格，使得用户能够轻松获取信息。
字体选择
06
matlab数据分析
导入数据
支持多种数据格式，如Excel、CSV等，方便用户快速导入数据
MATLAB成为工程和科学计算的标准工具，广泛应用于数学建模、算法开发、数据分析等领域。
1980年代初期
matlab发展史
matlab特点
MATLAB提供了交互式命令行窗口和编辑器，方便用户进行程序设计和调试。
交互式编程环境
MATLAB具有高效的数值计算和矩阵运算功能，适用于处理大规模数据和进行复杂数学运算。
强大的数值计算能力
MATLAB内置了丰富的绘图函数库，可以方便地将数据可视化，有助于分析和解决问题。
图形可视化
MATLAB提供了各种工具箱，如信号处理、图像处理、机器学习、控制系统等，可以扩展其应用领域。
丰富的工具箱
科学研究
MATLAB被广泛应用于物理学、化学、生物学、地球科学等领域的科研工作。
工程应用
要点一
要点二
GUIDE特点：GUIDE提供了一组交互式的界面控件，可以轻松地创建GUI界面，并支持M文件和C/C代码生成，使得用户可以轻松地扩展GUI功能。
GUIDE使用方法：使用GUIDE前需要先打开MATLAB，然后在命令窗口输入“guide”命令，即可打开GUIDE主界面。
要点三
GUI界面布局应该清晰、简洁、易于操作，使得用户能够快速完成操作。
界面布局
界面设计要素
选择合适的GUI控件，如按钮、文本框、菜单等，能够增强界面的交互性和可视化效果。
控件选择
色彩搭配应该和谐、自然，使得GUI界面更加美观易用。
色彩搭配
字体应该清晰易读，适应GUI界面的整体风格，使得用户能够轻松获取信息。
字体选择
06
matlab数据分析
导入数据
支持多种数据格式，如Excel、CSV等，方便用户快速导入数据
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2. m文件的编程方式。m文件是由 matlab语句构成的文件,且文件名必须 以.m为扩展名，如example.m。用户可 以用任何文件编辑器来对M文件进行编辑。
•程序流程控制
顺序结构：Matlab 从上到下依次执行各语句， 该结构最简单。 循环结构 (1)for-end 循环 用于循环次数事先确定的，格式为 for i=n:s:m 语句体 end s 为步长，可以为正数，负数或小数。
(1)stem(y) 以x=1,2,3……为各点数据的x坐标，以y向量的
各个对应元素为y坐标，在（X,Y）坐标面画一 个空心小圆圈。
(2)stem(x,y,’filled’)
以x向量的各个元素为x坐标，以y向量的各个对 应元素为y坐标，在（X,Y）坐标面画一个实心 小圆圈，并连接一条线段到X轴。
3.8编程举例
Matlab基础介绍
一 Matlab 简介 二 Matlab 的安装与启动 三 Matlab 编程基础 四 Matlab 在数字信号处理课程
中的应用
一 Matlab 简介
Matlab名字是由Matrix和Laboratory两个词的前三个字 母组合而成的,是由MathWorks公司于1982年推出的一 套高性能的数值计算和可视化数学软件。 Matlab编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式 完全一致。不象学习其它高级语言如Basic、Fortran和 C等那样难于掌握。 其基本元素是矩阵 。 具有强大的数值计算和图示能力。 具有丰富的工具箱（ToolBox)。 在高校中，Matlab以成为数学，信息，控制等诸多学 科有关课程的有效教学工具。
Matlab 的安装
Matlab的启动
三 Matlab 编程基础
1 变量 2 数组，向量与矩阵的创建和访问 3 部分特殊变量和常数 4 部分常用运算符 5 Matlab的程序设计 6 m文件的创建，保存 7 基本数学函数和基本绘图函数 8 编程举例
3.1 变量
变量无需定义即可使用。 变量名的大小写是敏感的。 变量的第一个字符必须为英文字母，而且
创建
【File】菜单下【New】菜单选项的【M-File】命 令 打开matlab的m文件编辑器窗口。
保存
单击M文件编辑器窗口工具栏中的【 Save】图标， 打开保存对话框
3.7基本数学函数和基本绘图函数
sin cos tan cot exp log :自然对数 log10: 常用对数 Log2:以二为底的对数 abs:取模 conj:取共轭 real:取实部 imag:取虚部
例一：画出衰减震荡曲线
y
t
e3
sin
不超过31个字符。 变量名可以包含下连字符、数字，但不能
为空格符、标点 。
3.2 数组，向量与矩阵的创建和访问
在Matlab中,这三个概念在创建和显示的时候 没有任何区别。 向量的创建 要创建一个向量，在命令窗口下 输入：
t=0:1:10 屏幕显示：
t=
0123456789 10 注意： 向量的第一个元素的下标是1，而不是0。 T=0:1:10产生了0~10步长为1的共11个数， 保存在t(1),t(2),┉t(11)中。
ans 最近生成的无名结果 eps 浮点数的相对误差 pi 3.14145926 i 虚数单位 j 虚数单位 Inf 无穷大，如n/0
3.4部分常用运算符
3.4.1 算术运算符
＋加 －减 * 乘(包括标量乘，矩阵乘，标量与矩阵乘) / 除(包括标量除，矩阵除标量，数组除标量) ^ 矩阵求幂（矩阵必须为方阵） .* 数组相乘 ./ 数组相除 .^ 数组求幂 注意：.* ./ 表示两个同维数组中的对应元素做乘，除
= 变量赋值 % 注释符 ‘ 共轭转置符 : 冒号运算符 n:s:m 产生n~m,步长为s的序列，s可以 为
正或负或者小数，默认值为1。
3.5 Matlab 程序设计
Matlab的工作方式有二种 1. 交互式的指令操作方式。即用户在 命令窗口中输入命令并按下回车键后， 系统执行该指令并立即给出运算结果。
•基本绘图指令
Matlab提供了强大的图形绘制功能。在 大多数情况下，用户只需要指定绘图的 方式，提供绘图数据，利用Matlab提供 的丰富的二维，三维图形函数，就可以 绘制出所需的图形。 1．绘制二维连续函数 Matlab中最常用的绘图函数是plot， plot的命令格式有以下几种：
(1) plot(y) 当y为一向量时，以y的序号作为x轴，按 向量y的值绘制曲线。 (2) plot(x,y) x,y均为向量时，以x向量作为X轴，向量 y作为Y轴绘制曲线。
.^ 表示对数组的每个元素求幂
பைடு நூலகம்
3.4.2 关系运算符
< 小于 <= 小于等于 > 大于 >= 大于等于 == 等于 ~= 不等于 运算法则：若关系式成立，结果为1；
若关系式不成立，结果为0。
3.4.3 逻辑运算符
&与 |或 ~非 运算法则： 若逻辑真，结果为1；
若逻辑假，结果为0。
3.4.4 其他常见符号
注意：x和y种元素的个数必须相同！
plot绘图函数的叁数
字元 颜色
y
黄色
k
黑色
w
白色
b
蓝色
g
绿色
r
红色
c
亮青色
m
锰紫色
字元 . o x + * -
:
-. --
图线型态 点 圆 x + * 实线 点线
点虚线 虚线
2.绘制二维离散序列
在Matlab用stem命令实现离散序列的绘制。 stem命令的格式有以下几种:
矩阵的创建 例如：创建一个3×3的矩阵，输入 ：
a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9] 屏幕输出 a=
123 456 789
访问矩阵的某一个元素： a(3,2) ans=
8
访问矩阵某行(列）的所有元素： a(3,:) a(:,2) 注意：这两个符号分别是1*3行向量和3*1列向量
3.3部分特殊变量和常数
（2）while-end 循环
用于循环次数不能事先确定的，格式 为
while 表达式
语句 体
end
只有表达式为真，就执行语句体，表达 式为假，终止该循环。
分支结构 （1） if 语句 格式为 if 表达式1
语句体1 elseif 表达式2
语句体2 ……….. else
语句体else end
3.6 m文件的创建，保存
•程序流程控制
顺序结构：Matlab 从上到下依次执行各语句， 该结构最简单。 循环结构 (1)for-end 循环 用于循环次数事先确定的，格式为 for i=n:s:m 语句体 end s 为步长，可以为正数，负数或小数。
(1)stem(y) 以x=1,2,3……为各点数据的x坐标，以y向量的
各个对应元素为y坐标，在（X,Y）坐标面画一 个空心小圆圈。
(2)stem(x,y,’filled’)
以x向量的各个元素为x坐标，以y向量的各个对 应元素为y坐标，在（X,Y）坐标面画一个实心 小圆圈，并连接一条线段到X轴。
3.8编程举例
Matlab基础介绍
一 Matlab 简介 二 Matlab 的安装与启动 三 Matlab 编程基础 四 Matlab 在数字信号处理课程
中的应用
一 Matlab 简介
Matlab名字是由Matrix和Laboratory两个词的前三个字 母组合而成的,是由MathWorks公司于1982年推出的一 套高性能的数值计算和可视化数学软件。 Matlab编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式 完全一致。不象学习其它高级语言如Basic、Fortran和 C等那样难于掌握。 其基本元素是矩阵 。 具有强大的数值计算和图示能力。 具有丰富的工具箱（ToolBox)。 在高校中，Matlab以成为数学，信息，控制等诸多学 科有关课程的有效教学工具。
Matlab 的安装
Matlab的启动
三 Matlab 编程基础
1 变量 2 数组，向量与矩阵的创建和访问 3 部分特殊变量和常数 4 部分常用运算符 5 Matlab的程序设计 6 m文件的创建，保存 7 基本数学函数和基本绘图函数 8 编程举例
3.1 变量
变量无需定义即可使用。 变量名的大小写是敏感的。 变量的第一个字符必须为英文字母，而且
创建
【File】菜单下【New】菜单选项的【M-File】命 令 打开matlab的m文件编辑器窗口。
保存
单击M文件编辑器窗口工具栏中的【 Save】图标， 打开保存对话框
3.7基本数学函数和基本绘图函数
sin cos tan cot exp log :自然对数 log10: 常用对数 Log2:以二为底的对数 abs:取模 conj:取共轭 real:取实部 imag:取虚部
例一：画出衰减震荡曲线
y
t
e3
sin
不超过31个字符。 变量名可以包含下连字符、数字，但不能
为空格符、标点 。
3.2 数组，向量与矩阵的创建和访问
在Matlab中,这三个概念在创建和显示的时候 没有任何区别。 向量的创建 要创建一个向量，在命令窗口下 输入：
t=0:1:10 屏幕显示：
t=
0123456789 10 注意： 向量的第一个元素的下标是1，而不是0。 T=0:1:10产生了0~10步长为1的共11个数， 保存在t(1),t(2),┉t(11)中。
ans 最近生成的无名结果 eps 浮点数的相对误差 pi 3.14145926 i 虚数单位 j 虚数单位 Inf 无穷大，如n/0
3.4部分常用运算符
3.4.1 算术运算符
＋加 －减 * 乘(包括标量乘，矩阵乘，标量与矩阵乘) / 除(包括标量除，矩阵除标量，数组除标量) ^ 矩阵求幂（矩阵必须为方阵） .* 数组相乘 ./ 数组相除 .^ 数组求幂 注意：.* ./ 表示两个同维数组中的对应元素做乘，除
= 变量赋值 % 注释符 ‘ 共轭转置符 : 冒号运算符 n:s:m 产生n~m,步长为s的序列，s可以 为
正或负或者小数，默认值为1。
3.5 Matlab 程序设计
Matlab的工作方式有二种 1. 交互式的指令操作方式。即用户在 命令窗口中输入命令并按下回车键后， 系统执行该指令并立即给出运算结果。
•基本绘图指令
Matlab提供了强大的图形绘制功能。在 大多数情况下，用户只需要指定绘图的 方式，提供绘图数据，利用Matlab提供 的丰富的二维，三维图形函数，就可以 绘制出所需的图形。 1．绘制二维连续函数 Matlab中最常用的绘图函数是plot， plot的命令格式有以下几种：
(1) plot(y) 当y为一向量时，以y的序号作为x轴，按 向量y的值绘制曲线。 (2) plot(x,y) x,y均为向量时，以x向量作为X轴，向量 y作为Y轴绘制曲线。
.^ 表示对数组的每个元素求幂
பைடு நூலகம்
3.4.2 关系运算符
< 小于 <= 小于等于 > 大于 >= 大于等于 == 等于 ~= 不等于 运算法则：若关系式成立，结果为1；
若关系式不成立，结果为0。
3.4.3 逻辑运算符
&与 |或 ~非 运算法则： 若逻辑真，结果为1；
若逻辑假，结果为0。
3.4.4 其他常见符号
注意：x和y种元素的个数必须相同！
plot绘图函数的叁数
字元 颜色
y
黄色
k
黑色
w
白色
b
蓝色
g
绿色
r
红色
c
亮青色
m
锰紫色
字元 . o x + * -
:
-. --
图线型态 点 圆 x + * 实线 点线
点虚线 虚线
2.绘制二维离散序列
在Matlab用stem命令实现离散序列的绘制。 stem命令的格式有以下几种:
矩阵的创建 例如：创建一个3×3的矩阵，输入 ：
a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9] 屏幕输出 a=
123 456 789
访问矩阵的某一个元素： a(3,2) ans=
8
访问矩阵某行(列）的所有元素： a(3,:) a(:,2) 注意：这两个符号分别是1*3行向量和3*1列向量
3.3部分特殊变量和常数
（2）while-end 循环
用于循环次数不能事先确定的，格式 为
while 表达式
语句 体
end
只有表达式为真，就执行语句体，表达 式为假，终止该循环。
分支结构 （1） if 语句 格式为 if 表达式1
语句体1 elseif 表达式2
语句体2 ……….. else
语句体else end
3.6 m文件的创建，保存