MATLAB原理及应用 第一讲
（完整版）matlab第一讲教案
（完整版）matlab第⼀讲教案西南科技⼤学本科⽣课程备课教案计算机技术在安全⼯程中的应⽤——Matlab⼊门及应⽤授课教师：徐中慧班级：专业：安全技术及⼯程绪论课型：新授课教具：多媒体教学设备，matlab教学软件⼀、⽬标与要求了解matlab的起源，发展，优势，应⽤范围等，熟悉matlab的操作界⾯，能够进⾏简单的数值运算。
⼆、教学重点与难点本堂课教学的重点在于引导学⽣掌握matlab的安装，熟悉matlab操作界⾯，并进⾏简单的运算。
三、教学⽅法本课程主要通过讲授法、演⽰法、练习法等相结合的⽅法来引导学⽣掌控本堂课的学习内容。
四、教学内容提问：安全⼯程的研究和⼯程实践过程哪些地⽅要运⽤到计算机技术？建筑安全：设计图纸CAD图纸化⼯安全：压⼒容器爆炸我们可以运⽤计算机技术进⾏数值计算和模拟判定爆炸影响范围，从⽽可以确定安全防护距离职业卫⽣防护：尤其是在⾼粉尘的作业环境中煤矿安全：⽡斯爆炸煤与⽡斯突出等等（⼀）matlab是什么？MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）（['meitriks]：矩阵，基质，模型；[l?'b?r?t?ri]：实验室）的简称，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MA TLAB和Simulink两⼤部分。
（1）什么是Simulink？Simulink是MATLAB中的⼀种可视化仿真⼯具，是⼀种基于MA TLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的⼀个软件包，被⼴泛应⽤于线性系统、⾮线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。
Simulink可以⽤连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进⾏建模，它也⽀持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。
为了创建动态系统模型，Simulink提供了⼀个建⽴模型⽅块图的图形⽤户接⼝(GUI) ，这个创建过程只需单击和拖动⿏标操作就能完成，它提供了⼀种更快捷、直接明了的⽅式，⽽且⽤户可以⽴即看到系统的仿真结果。
matlab第一讲
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1.2 MATLAB 集成开发环境
如果一个命令行很长，一个物理行之内写不下，可以在第1个物理行之 后加上3个小黑点并按下回车键，然后接着下一个物理行继续写命令的 其他部分。3个小黑点称为续行符，即把下面的物理行看作该行的“逻 辑”继续。 例如：
z=1+1/(1*2)+(1*2*3)+1/(1*2*3*4)+…
系统科学研究所
1.2 MATLAB 集成开发环境
MATLAB的工具栏提供了一些命令按钮和一个当前路径列表框。
2.命令窗口
一般来说，在命令编辑区的一个命令行输入一条命令，命令行以回车 结束。但一个命令行可以输入若干条命令，各命令之间以逗号分隔， 若前一命令后带有分号，则逗号可以省略。例如：
x=720,y=68 x= 720 y=86 x=720;y=86 y=86
1.3MATLAB 的帮助功能
1.3.1帮助界面
进入MATLAB帮助界面可以通过以下3种方法。 单击MATLAB主窗口工具栏中的Help按钮。
在命令窗口中输入”helpwin”、”helpdesk”或“doc”命令。
选择Help菜单中的”MATLAB Help”选项。 1.3.2帮助命令
1.help命令
系统科学研究所
1.2 MATLAB 集成开发环境
检查该命令是否为MATLAB 搜索路径中其他目录下的M文件。 2.设置搜索路径
用户可以将自己的工作目录列入MATLAB搜索路径，从而将用户目录
纳入MATLAB系统统一管理。 （1）用path命令设置搜索路径 （2）用对话框设置搜索路径
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系统科学研究所
统程序设计语言一样进行程序设计，而且结合MATLAB的数值计算和
[理学]第一讲MATLAB软件基础及使用入门
![[理学]第一讲MATLAB软件基础及使用入门](https://img.taocdn.com/s3/m/83dd97af84868762caaed5c9.png)
2019/1/20
x= 2 5 8 3 6 0
天津大学数学系
25.0000 22.0000 99.0000
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指令窗使用简介(c4)
以上矩阵还可以分行输入 A=[1,2,3 4,5,6 7,8,0] （以下是显示结果） A = 1 2 3 4 5 6 7 8 0
2019/1/20 天津大学数学系 19
1.4 MATLAB语言的特点
• 语言简洁紧凑，语法限制不严，程序设
计自由度大，可移植性好
• • • •
运算符、库函数丰富 图形功能强大 界面友好、编程效率高 扩展性强
天津大学数学系 7
2019/1/20
MATLAB 6.x缺省操作界面
返回 Workspace Browser 返回Editor 返回Help之 LaunchPad
2019/1/20 天津大学数学系 4
1.2 MATLAB系统的五大部分
开发环境平台（Development Environment）； MATLAB 数学函数库（Mathematical Function Library）； MATLAB语言； 图形句柄（Handle Graphics）； 应用程序界面（Application Program Interface (API)）
（1）在键盘上输入下列内容 A = [1,2,3; 4,5,6; 7,8,0] %节尾没有分号； b = [366;804;351]; %节尾有分号； x=A\b %节尾没有分号；
2019/1/20 天津大学数学系 17
指令窗使用简介(c3)
（2）每按一次【Enter】键，指令就被马上执行 （逐行执行）。由于第二条指令节尾有分号，其结 果不被显示出来，其它两条指令的结果被马上显示 出来。最后在指令窗中将显示以下结果：
第一讲MATLAB基础及其应用
小批量生产 大批量生产
各种性能测试
7
1.1.2 MATLAB软件的发展概述
● 70年代中期，Cleve Moler和他的同事开发了 LINPACK和EISPACK的Fortran子程序库。
● 70年代末期，Cleve Moler 在新墨西哥大学给 学生开线性代数，为学生编写了接口程序，这 程序取名为MATLAB，即Matrix Laboratory。
adCategory.do
2020/2/21
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1.3.3 MATLAB网络资源
❖ www服务
mathworks Matlab 中文论坛:
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1.4 考核方式
❖ 课堂测试+实验 测试20% 实验80%
2020/2/21
Demo>>MATLAB>>Graphics >>Plot相关例子
2020/2/21 Demo>>MATLAB>>3D Visualization
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4．开放性好，易于扩充。所有MATLAB的核心文 件及工具箱文件都是可读可改的源文件，用户 可以通过对源文件的修改以及加入自己的文件
来构成新的工具箱。
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《MATLAB在化学中的应用》
《机械工程设计分析和MATLAB应用》
《机电系统动态仿真——基于MATLAB/Simulink》
《MATLAB在振动信息处理中的应用》
《MATLAB 7.0 在图像处理中的应用》
《MATLAB神经网络仿真与应用》
《小波分析理论与MATLAB 7实现》
一般用途工具
2020/2/21
MATLAB课件第一讲
这时得到了6个文件mfile1.mat~mfile6.mat, 分别保存x1~x6。这可通过load命令检验 ：
clear, load mfile1 load mfile3 for i=1:6 load([‘mfile’ int2str(i)]) %读取所有6个的以mfile开头的.mat文件 end
tempdir
返回系统临时工作目录名
tempname 产生临时文件的唯一文件名
3.5: 启动和退出MATLAB
matlabrc startup quit
启动MATLAB的M文件 启动MATLAB的M文件 终止（退出）MATLAB
第一章： 练习
结合下列指令练习：
ver，help，disp，length，size，dir，cd，等
Practice !
第一章： MATLAB系统概述
3. 通用命令
1. 管理命令和函数 2. 管理变量和工作空间 3. 控制命令窗口 4. 使用文件和工作环境 5. 启动和退出MATLAB
第一章： MATLAB系统概述
3.1: 管理命令和函数
help
MATLAB函数和M文件的在线帮助
ver(version) 显示MathWorks产品的版本信息（MATLAB版本号）
1997年仲春，MATLAB5.0版问世，紧接着是5.1、5.2，以及和1999年春的5.3版 先如今已发展到MATLAB7.1，2008，2009版本
MATLAB基本组成
8个主要部分
➢工作空间中的变量
MM编AA程TT与LLAA数BB据数开类学发型函环数境库提绘供制一二组维读曲ggsprr写aae面ppc文ghh、r23a件➢➢➢➢dd三提提M p输开估处h的维供供A二三入算于发专T命曲许运维维L/、Mg业输A线令多算e图 图n文管图B出e数 所形 形编r件理形数a据 需程l的、的据类 的技执调目型 操术行试录作效M符率文件
matlab原理及应用
matlab原理及应用Matlab是一种基于矩阵运算的高级技术计算语言和环境，广泛应用于科学计算、数据分析、图像处理、信号处理、控制系统设计等领域。
本文将介绍Matlab的原理及应用。
一、Matlab的原理Matlab的原理是基于矩阵运算的。
它的核心是矩阵运算引擎，通过矩阵和向量的运算实现各种科学计算和数据处理任务。
Matlab提供了丰富的函数库和工具箱，可以进行符号计算、数值计算、线性代数运算、最优化、概率统计、图像处理等各种计算任务。
Matlab的语法简洁而灵活，可以方便地进行矩阵和向量的创建、操作和计算。
它支持面向对象的编程，并提供了丰富的图形界面和交互式开发环境，使得用户可以方便地进行数据可视化和交互式的计算。
二、Matlab的应用1. 科学计算：Matlab被广泛应用于科学计算领域，可以进行符号计算和数值计算，解决各种数学问题。
它可以进行微积分、代数、微分方程求解、符号计算、数值积分等各种科学计算任务。
2. 数据分析：Matlab提供了丰富的数据分析工具箱，可以进行数据预处理、数据可视化、统计分析、回归分析、聚类分析等各种数据分析任务。
它可以帮助用户快速处理和分析大量的数据，提取数据中的规律和模式。
3. 图像处理：Matlab提供了强大的图像处理工具箱，可以进行图像的读取、处理、分析和显示。
它可以实现图像的滤波、增强、变换、分割、特征提取等各种图像处理任务。
Matlab在医学图像处理、计算机视觉、遥感图像处理等领域有着广泛的应用。
4. 信号处理：Matlab提供了强大的信号处理工具箱，可以进行信号的采集、处理、分析和显示。
它可以实现信号的滤波、频谱分析、时频分析、信号重构等各种信号处理任务。
Matlab在通信领域、音频处理、振动分析等领域有着广泛的应用。
5. 控制系统设计：Matlab提供了强大的控制系统设计工具箱，可以进行控制系统的建模、仿真、优化和设计。
它可以实现控制系统的稳定性分析、性能评估、参数调节等各种控制系统设计任务。
Matlab第一教学与上机讲述免费全文阅读
3）文件名：无空格、无中文的文件夹作为程序的安 装文件夹。
第一章 MATLAB操作基础
二、 MATLAB 安装
具体安装：
第一章 MATLAB操作基础
三、MATLAB的开发环境
1、MATLAB系统的组成 ① MATLAB开发环境 ② MATLAB数学函数库 ③ MATLAB语言 ④ 图形功能 ⑤ 应用程序接口 五个部分。
（5）隐藏窗口
命令输入: edit---文本程序编辑窗口 figure---图像窗口 guide---guide窗口 也可在菜单栏中选择对应窗口
选择窗口的显示形式： Desktop—Desktop Layout
四、MATLAB的启动与退出
1、MATLAB系统的启动 （1）在桌面上双击MATLAB快捷方式图标。 （2）在开始菜单中单击MATLAB项。 （3）在MATLAB安装目录中双击MATLAB快捷方式
MATLAB的帮助系统（续）
④>>lookfor image %查找有关图像的函数和命令。 2、在线帮助浏览器
MATLAB设计了全新的在线帮助浏览器， 当在View菜单中选择了Help选项，或在Help菜 单中选择了MATLAB Help选项时，都可以打 开帮助浏览器。 3、演示帮助
选择Help菜单中的Demos选项，可以打开 演示窗口，观看要查询项的动画演示。
函数的主要用法。
实验一 MATLAB熟悉与操作 基础
三、实验内容（续） (1) 已知a=73，求a的平方根；
（2）已知x的值域区间为1π-4π，求其正
玄值，余玄值。
实验一 MATLAB熟悉与操作基础
四、完成上机实验报告；并在下节课之 前上交。
MATLAB讲义
MATLAB讲义第一章 MATLAB系统概述1.1 MATLAB系统概述MATLAB（MATrix LABoratory）矩阵实验室的缩写，全部用C语言编写。
特点：（1）以复数矩阵作为基本编程单元，矩阵运算如同其它高级语言中的语言变量操作一样方便，而且矩阵无需定义即可采用。
（2）语句书写简单。
（3）语句功能强大。
（4）有丰富的图形功能。
如plot,plot3语句等。
（5）提供了许多面向应用问题求解的工具箱函数。
目前，有20多个工具箱函数，如信号处理、图像处理、控制系统、系统识别、最优化、神经网络的模糊系统等。
（6）易扩充。
1.2 MATLAB系统组成（1）MATLAB语言MATLAB语言是高级的矩阵、矢量语言，具有控制流向语句、函数、数据结构、输入输出等功能。
同时MATLAB又具有面向对象编程特色。
MATLAB语言包括运算符和特殊字符、编程语言结构、字符串、文件输入/输出、时间和日期、数据类型和结构等部分。
（2）开发环境MATLAB开发环境有一系列的工具和功能体，其中大部分具有图形用户界面，包括MATLAB桌面、命令窗口、命令历史窗口、帮助游览器、工作空间、文件和搜索路径等。
（3）图形处理图形处理包括二维、三维数据可视化，图像处理、模拟、图形表示等图形命令。
还包括低级的图形命令，供用户自由制作、控制图形特性之用。
（4）数学函数库有求和、正弦、余弦等基本函数到矩阵求逆、求矩阵特征值和特征矢量等。
MATLAB数学函数库可分为基本矩阵和操作、基本数学函数、特殊化数学函数、线性矩阵函数、数学分析和付里叶变换、多项式和二重函数等。
（5）MATLAB应用程序接口（API）MATLAB程序可以和C/C++语言及FORTRAN程序结合起来，可将以前编写的C/C++、FORTRAN语言程序移植到MATLAB中。
1.3 MATLAB的应用范围包括：MATLAB的典型应用包括：●数学计算●算法开发●建模、仿真和演算●数据分析和可视化●科学与工程绘图●应用开发（包括建立图形用户界面）以矩阵为基本对象第二章 Matlab基础2.1 MATLAB快速入门（1）搜索路径搜索路径也被看作是MATLAB的路径，其包含的文件被认为在路径上。
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路径搜索时常用的命令
path命令 在命令窗口输入path命令可以得到MATLAB所 有的搜索路径。 genpath命令(Generate path string ) 得到MATLAB所有的搜索路径连接而成的一个 长字符串。 editpath或pathtool 在命令窗口输入两者中的任意一个，等同于选 择File->Set Path命令。
MATLAB语言标点解释 语言标点解释
；区分行或取消运行显示 ，区分列或函数参数分隔符 ( )指定运算过程的先后顺序 [ ] 矩阵定义的标识 { }单元数组的构成 ：具有多种应用 . 小数点或预访问符 … 续行符 % 注释符 ‘ ’ 字符串标识符
lookfor(在help里搜索关键字) which(定位函数或文件) path(获取或设置搜索路径) cd(改变当前的工作目录) pwd(显示当前的工作目录) dir(显示目录下文件) !(执行操作系统命令) Computer(显示计算机类型) figure(打开图形窗口) clc(清除命令窗口中的内容) close all(关闭所有图形窗口)
命令历史窗口（ 命令历史窗口（Command History） ）
用户可以选择View-> Command History或 Desktop-> Command History调出或隐藏该窗口 命令历史窗口显示用户在命令窗口中所输入的每 条命令的历史记录，并标明其使用时间。
工作空间（ 工作空间（ Workspace ）
MATLAB产品族的主要应用领域 产品族的主要应用领域
仿真建模 实时仿真 自动控制 信号处理与通信 数据分析/科学计算 算法开发 图形和可视化法 独立应用和开发 其他领域
MATLAB系统的主要组成部分 系统的主要组成部分
MATLAB的用户界面 的用户界面 MATLAB的数学函数库 的数学函数库 MATLAB 语言 绘图 MATLAB 外部接口 外部接口/API
命令窗口（ 命令窗口（Command Window） ）
用户可以View->Command Window或Desktop-> Command Window来调出或隐藏该窗口 命令窗口中的“>>”为运算提示符，表示 MATLAB处于准备状态。 当在“>>”后面输入正确的指令之后，按Enter键， 命令窗口就会直接显示运算结果。 如果一个表达式过长，想分两行书写，则只需在 表达式的末尾输入省略号“…”，然后接着书写第 二行即可。
MATLAB产品族 产品族
MATLAB MATLAB Toolbox MATLAB Compiler Simulink 用来建模、 用来建模、分析和仿 真各种动态系统的交 Stateflow 互环境 Real-Time Workshop Simulink 模块库
MATLAB是所有产品的基础， 是所有产品的基础， 是所有产品的基础 集计算、 集计算、可视化及编程于一 节省了算法开发任务所需的时 它具有科学计算、 身。它具有科学计算、先进 间。MATLAB工具箱中的大 工具箱中的大 的可视化工具、 的可视化工具、直观灵活的 利用MATLAB compiler可以 利用 可以 多数函数都是通过M文件编写 多数函数都是通过 文件编写 语言、开放性可扩展性强和 语言文件自动产生优化 代码； 、 文件自动产生优化C代码 从M文件自动产生优化 代码； 的，用户可对其进行适当的修 特殊应用工具箱等特征 、运 从而加快应用程序的开发、 从而加快应用程序的开发 改。 行速度
MATLAB原理及应用 原理及应用
主讲：王雪丽 院系：信息工程学院
2009年11月
主要内容
第一讲 第二讲 第三讲 第四讲 第五讲 第六讲 第七讲 第八讲 MATLAB概述 概述 MATLAB矩阵与数组操作 矩阵与数组操作 MATLAB图形绘制与处理 图形绘制与处理 MATLAB控制流语句 控制流语句 函数和M文件 函数和 文件 GUI及桌面工具和开发环境 及桌面工具和开发环境 MATLAB程序调试及 程序调试及Cell单元功能 程序调试及 单元功能 通信工具箱主要功能库介绍
第九讲 第十讲 第十一讲 第十二讲
基本通信系统建模 通信系统性能估计 信号处理工具箱主要功能库介绍 滤波器设计和实现
第一讲 MATLAB 概述
MATLAB是什么 是什么
MATLAB的含义是矩阵实验室，其名字来自 Matrix(矩阵)和Laboratory(实验室)两词的前三个 字母组合。它是由美国的Math Works公司开发 出的并用于概念设计、算法开发、建模仿真、实 概念设计、 概念设计 算法开发、建模仿真、 时实现的理想集成环境。它将数值分析、矩阵计 数值分析、 时实现 数值分析 图形图像处理、信号处理和仿真等诸多强大 算、图形图像处理、信号处理和仿真 的功能集成在较易使用的交互式计算机环境中， 为科学研究、工程应用 科学研究、 科学研究 工程应用提供了一种功能强、效率 高的编程工具。
图形窗口（ 图形窗口（Figure Window） ）
用来显示MATLAB所绘制的图形。用户可以选 择File->New->Figure命令进入此窗口。
MATLAB的路径搜索 的路径搜索
为什么要进行路径搜索？ 为什么要进行路径搜索？ 因为MATLAB的一切操作都是在它的搜索路径 （包括当前路径）中进行的，所以如果调用的函 包括当前路径） 数在搜索路径之外，编译时MATLAB就会认为此 MATLAB 函数不存在，就会报错。 怎样进行路径搜索？ 怎样进行路径搜索？ 选择File->Set Path命令 如果只想把某一目录下的文件包含在搜索范围之 内忽略其子目录，单击Set Path对话框中的Add Folder按钮，否则，点击Add Subfolder按钮。
用来显示当前计算机内存中MATLAB变量的名 称、数学结构、该变量的字节数、类型等信息。 注意：MATLAB命令窗口中运行的所有命令都 共享一个相同的工作空间，所以他们共享所有 的变量。
编辑器窗口（The Edit/Debug Window） 编辑器窗口（ ）
用来创建新的M文件，或修改已经存在的M文件 程序代码不同部分会显示为不同的颜色，例如： 注释显示为绿色，变量和数字显示为黑色，字 符串显示为红色，关键字显示为蓝色
MATLAB的用户界面 的用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ界面
MATLAB主菜单 MATLAB主工具栏 命令窗口（Command Window） 命令历史窗口（Command History） 工作空间（Workspace） 当前路径窗口（Current Directory） 编译窗口（The Edit/Debug Window） 图形窗口（Figure Window）
MATLAB帮助系统的使用 帮助系统的使用
包括联机帮助系统 命令窗口查询帮助系统 联机帮助系统和命令窗口查询帮助系统 联机帮助系统 联机帮助系统 进入方式：选择菜单栏中的help栏、点击工具 栏中的‘？’或在命令窗口直接执行helpwin、 helpdes或doc命令。 命令窗口查询帮助 具有快捷的优点。 具有快捷的优点。主要命令help和lookfor函数。 help+函数名(当知道某个函数的具体名称时用) lookfor+关键字(当不知道函数的确切名称，只 知道此函数的部分关键字时使用)
MATLAB常用系统命令 常用系统命令
help(在线帮助) helpwin(在线帮助窗口) helpdesk(在线帮助工作台) demo(运行演示程序) who(显示当前变量) whos(显示当前变量的详细信息) clear(清除工作空间的变量和函数) save(把变量存入文件中) quit/exit(退出MATLAB) what(显示指定的MATLAB文件)
在搜索路径中查看文件
使用what命令可以显示当前目录下所有的 “.m”或”.mat”（MATLAB的数据存储的标准 格式）文件。 >>what 如果想查看某.m文件的源代码，则使用type命 令 >>type eg %如果.m文件的名称为eg.m 如果想修改此文件，则用edit命令 >>edit eg