MATLAB经典教程(全)
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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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
MATLAB经典教程

MATLAB经典教程1.MATLAB基础-MATLAB的安装和启动-基本操作:变量、数据类型、矩阵和数组-MATLAB的算术和逻辑运算-控制流程:循环和条件语句2.数据处理和可视化-数据输入和输出-数据处理和运算-图形绘制:线图、散点图、柱状图等3.MATLAB编程-函数定义和使用-脚本文件和函数文件-调试和错误处理-MATLAB编程技巧和最佳实践4.数值计算-方程求解:根的寻找和优化-线性代数:矩阵运算、特征值和特征向量-微分和积分:数值求解和符号计算-傅里叶变换和信号处理5.统计分析-基本统计量的计算-假设检验和置信区间-数据拟合和回归分析-实验设计和方差分析6.图像处理-图像读取和显示-像素操作:调整亮度、对比度等-图像滤波和增强-特征提取和图像分割7.机器学习-监督学习和无监督学习-分类和聚类算法-特征选择和降维-深度学习和神经网络8.信号处理-时域信号和频域信号分析-滤波和去噪-时频分析和小波变换-对齐和匹配信号9.控制系统-系统建模和传递函数-反馈控制和PID控制-系统响应分析和稳定性-状态空间和观测器设计10.数学建模-建立数学模型-参数估计和模型验证-模型求解和预测-灵敏度分析和优化这是一份简要的MATLAB经典教程,涵盖了MATLAB的各个方面。
学习这些基础知识和技巧可以帮助你在使用MATLAB时更加熟练和高效。
当然,这只是一个起点,你可以根据自己的需求和兴趣来进一步学习和应用MATLAB。
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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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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。
(完整版)Matlab入门教程

第1章MATLAB操作基础1.1 MATLAB概述1.1.2 MATLAB的主要功能1.数值计算MATLAB以矩阵作为数据操作的基本单位,还提供了十分丰富的数值计算函数。
2.绘图功能可以绘制二维、三维图形,还可以绘制特殊图形(与统计有关的图,例如:区域图、直方图、饼图、柱状图等)。
3.编程语言MATLAB具有程序结构控制、函数调用、数据结构、输入输出、面向对象等程序语言特征,而且简单易学、编程效率高。
4.MATLAB工具箱MATLAB包含两部分内容:基本部分和各种可选的工具箱。
MATLAB工具箱分为两大类:功能性工具箱和学科性工具箱。
1.1.3MATLAB语言的特点❖语言简洁紧凑,使用方便灵活,易学易用。
例如:A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]一条语句实现了对3x3矩阵的输入。
❖语句功能强大,一条语句相当于其它语言的一个子程序,例如fft。
❖语句简单,内涵丰富。
同一个函数有不同的输入变量和输出变量,分别代表不同的含义。
❖Matlab既具有结构化的控制语句(if、for、while)又支持面向对象的程序设计。
❖方便的绘图功能。
❖包含功能强劲的工具箱。
❖易于扩展。
1.1.4 初识MATLAB例1-1 绘制正弦曲线和余弦曲线。
x=[0:0.5:360]*pi/180;plot(x,sin(x),x,cos(x));例1-2 求方程3x4+7x3+9x2-23=0的全部根。
p=[3,7,9,0,-23]; %建立多项式系数向量x=roots(p) %求根例1-3 求积分quad('x.*log(1+x)',0,1)例1-4 求解线性方程组。
a=[2,-3,1;8,3,2;45,1,-9];b=[4;2;17];x=inv(a)*b1.2 MATLAB的运行环境与安装1.2.1 MATLAB的运行环境硬件环境:(1) CPU(2) 内存(3) 硬盘(4) CD-ROM驱动器和鼠标软件环境:(1) Windows 98/NT/2000 或Windows XP(2) 其他软件根据需要选用1.2.2 MATLAB的安装运行系统的安装程序setup.exe,可以按照安装提示依次操作。
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MATLAB的优势
易于学习、使用灵活、高效的数值计 算和可视化功能、强大的工具箱支持。
发展历程
从最初的数值计算工具,逐渐发展成 为一款功能强大的科学计算软件,广 泛应用于工程、科学、经济等领域。
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
矩阵大小
使用`size`函数获取矩阵的行数 和列数。
矩阵元素访问
通过下标访问矩阵元素,如 `A(i,j)`表示访问矩阵A的第i行第j 列元素。
矩阵基本操作
包括矩阵的加、减、数乘、转置 等操作。
矩阵运算及性质
矩阵乘法 满足乘法交换律和结合律,但不满足 乘法交换律。
矩阵的逆
对于方阵,若存在一矩阵B,使得 AB=BA=I(I为单位矩阵),则称B 为A的逆矩阵。
Hale Waihona Puke 03 数据分析与可视化数据导入、导出及预处理
数据导入
介绍如何使用MATLAB导入各种格式的数据文件, 如.csv、.txt、.xlsx等。
数据导出
讲解如何将MATLAB中的数据导出为常见的数据文件格式,以 便于数据共享和交换。
数据预处理
阐述数据清洗、数据变换、数据规约等预处理技术,为后续的数 据分析和可视化奠定基础。
01
02
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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Matlab 变量
变量的查询
who
显示工作空间中的所有变量
whos 查看工作空间中变量的详细属性
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Matlab 变量
系统预定义变量
pi : 圆周率 ,其值为 imag(log(-1)) inf,Inf :无穷大
nan,NaN :Not-a-Number,一个不定值,如 0/0 eps :浮点运算相对精度
Matlab 中数的输出格式可以通过 format 命令指定
format 只改变变量的输出格式, 但不会影响变量的值!
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各种 format 格式
格式 format format short format long 解释
短格式(缺省显示格式),同 short
短格式(缺省显示格式),只显 示5位
Matlab 的 Simulink 动态仿真集成环境
提供建立系统模型、选择仿真参数和数值算法、启动仿 真程序对该系统进行仿真、设置不同的输出方式来观察 仿真结果等功能
9
Matlab 的基本用法
Matlab 系统的启动
使用 Windows “开始” 菜单
运行 Matlab 系统启动程序 matlab 双击 Matlab 快捷图标
7
Matlab 的特点与功 和著名的符号计算语言 Maple 相结合
Matlab 的绘图功能
Matlab提供丰富的绘图命令, 很方便实现数据的可视化
Matlab 的编程功能
Matlab具有程序结构控制、函数调用、数据结构、输入输 出、面向对象等程序语言特征,而且简单易学、编程效率 高。通过 Matlab 进行编程完成特定的任务
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矩阵元素赋值
矩阵元素可以是任何数值表达式
例:>> x=[-1.3, sqrt(3), (1+2+3)*4/5]
矩阵元素的单独赋值
例:>> x(5)=abs(x(1)) Matlab自动将向量 x 的长度扩展到 5, 并将未赋值部分置零。 例:>> x(5)=abs(x(6)) ??
13
6
Matlab 的特点与功能
Matlab 是一个交互式软件系统
输入一条命令,立即就可以得出该命令的结果
Matlab 具有很强的数值计算功能
Matlab 以矩阵作为数据操作的基本单位, 但无需预先指定矩阵维数(动态定维) 按照 IEEE 的数值计算标准进行计算
提供十分丰富的数值计算函数,方便计算,提高效率 Matlab 命令与数学中的符号、公式非常接近, 可读性强,容易掌握
例:>> lookfor inverse
which 显示指定函数所在的目录
例:>> which eig
其它相关命令 cd、dir、more
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Matlab 变量
变量命名原则
以字母开头 后面可以跟 字母、数字 和 下划线 长度不超过 63 个字符(6.5 版本以前为 19 个) 变量名 区分字母的 大小 写
MATLAB基础讲解
DEP.Mathphy of JUST Wang Chengyi
MATLAB
1 MATLAB简介
2
Matlab 简介
Matlab是一种广泛应用于工程计算及 数值分析领域的新型高级语言,自 1984 年推向市场以来,历经二十多年 的发展与竞争,现已成为国际公认的最 优秀的工程应用开发环境。 在欧美各高等院校,Matlab 已经成为线性代数、数值分 析、数理统计、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,已成 为大学生必须掌握的基本技能之一。Matlab 功能强大、简单 易学、编程效率高,深受广大科技工作者的欢迎。
3
Matlab 简介
Matlab: Matrix Laboratory 矩阵实验室
Matlab 的发展
1980年,Moler 教授用 Fortran 语言编写了集命令翻译、 科学计算于一身的一套交互式软件系统。 1984年,Moler 等成立了 The MathWorks 的公司,用 C 语言完全改写 Matlab,并推出第一个商业版。
Dr WangZhengsheng - Lecture
31
8
Matlab 的特点与功能
Matlab 丰富的工具箱(toolbox)
根据专门领域中的特殊需要而设计的各种可选工具箱 Symbolic Math Signal process PDE Image Process Optimization Statistics Control System System Identification ……
Matlab 语句的通常形式
变量 = 表达式
表达式是用运算符将有关运算量连接起来的式子, 其结果被赋给赋值号“=”左边的变量
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Matlab 变量
分号和续行符的作用
若不想在屏幕上输出结果,可以在语句最后加分号 如果语句很长,可用续行符 “…”(三个点)续行 续行符的前面最好留一个空格 例:
11
矩阵
Matlab 的操作对象是 定义矩阵:直接输入法
例:>> A = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9] 矩阵用方括号 “[ ]” 括起 矩阵同一行中的元素之间用 空格 或 逗号 分隔
矩阵
矩阵行与行之间用 分号 分开 直接输入法中,分号可以用 回车 代替
例:
>> :命令提示符,不用输入 回车 :运行所输入的命令
例:>> save mydata A x z
Dr WangZhengsheng - Lecture
27
变量的读取
将数据文件中的变量载入当前工作空间
load mydata 载入数据文件中的所有变量 load mydata A x 从数据文件中提取指定变量
清除当前工作空间中的变量
clear
5
Matlab 的安装
购买(下载)Matlab 软件
插入光盘,自动运行; 或点击安装程序 setup.exe
这里以 Matlab 7.0.4 为例 自 R2008a 开始增加了激活要求 必须安装的部件 • Matlab • Symbolic Math Toolbox • Extended Symbolic Math
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Matlab帮助系统
联机帮助
help 显示指定命令的简短使用说明
例:>> help eig >> help help
详细使用帮助 doc 以网页形式显示指定命令的帮助页
例:>> doc eig
其它相关命令 helpdesk、helpwin
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Matlab 查找命令
lookfor 按指定的关键词查询与之相关的命令
例 3.1416 3.1416
长格式,双精度数15位,单精度 3.14159265358 979 数7位 format short e 短格式e方式(科学计数格式) 3.1416e+000 format long e 长格式e方式 3.141592653589793e+0 00 format short g 短格式g方式 3.1416 format long g 长格式g方式 3.14159265358 26 979
矩阵元素赋值
大矩阵可以把小矩阵作为其元素
例:>> A=[A ; 11 12 13]
在原矩阵的下方加一行
如何在原矩阵的右边添加一列?
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矩阵元素的引用
单个元素的引用
例:>> A(2,3) 利用小括弧和元素所在的位置(下标)
x ( i ) :向量 x 中的第 i 个元素 A ( i, j ) :矩阵 A 中的第 i 行,第 j 列元素
复数作为矩阵元素输入时,加号两边不能有空格!
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Matlab 数值运算
数学运算符
+ 加法 - 减法 * 乘法 / 和 \ 除法(右除和左除) ^ 幂运算
命令分隔符:逗号和分号
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Matlab 的输出
输出格式
Matlab 以双精度执行所有的运算,运算结果可以在 屏幕上输出,同时赋给指定变量;若无指定变量,则系 统会自动将结果赋给变量 “ans”
多个元素的引用:冒号的特殊用法
a:b:c
产生一个由等差序列组成的向量; a 是首项,b 是公 差,c 确定最后一项;若 b=1,则 b 可以省略。
例:>> x=1:2:5 >> y=1:2:6
例:>> x=2:1:5 例:>> x=3:2:1
>> y=2:5
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矩阵元素的引用
例:>> x(1:3) >> A(3,1:3) A(i:j, m:n) 表示由矩阵 A 的第 i 到第 j 行和第 m 到第 n 列交叉线上的元素组成的子矩阵。 可利用冒号提取矩阵 的整行或整列。 例:>> A(1, :) >> A(:, 1:3) >> A(:, :)
Matlab 系统的退出
在 Matlab 主窗口 File 菜单中选择 Exit Matlab 在 Matlab 命令窗口输入 exit 或 quit
单击 Matlab 主窗口的“关闭”按钮
10
Matlab 的工作界面
当前工 作目录
命令 提示符
当前工 作空间 命令窗口
输入命令的 历史记录
变量的存储