第一讲MATLAB基础及其应用
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第一讲 MATLAB基础知识
（续表）
预定义变量 含义 NaN（nan) nargin nargout 不是一个数（Not a number),如0/0,∞/0 函数输入参数数目 函数输出参数数目
realmax
realmin
最大正实数
最小正实数
MATLAB初步
(4) matlab的基本运算符
最常见的算术运算符如下：
运算名称 数学表达 matlab 式 运算符 a+b + 加 减 乘 除 幂 a-b a×b a÷b ab * /(\) ^ matlab 表达式 a+b a-b a*b a^b 例子
口中双击该变量名。
(3) 若想使某个窗口脱离matlab desktop，只需 单击“undock form desktop”图标.
MATLAB初步
(4) 计算结果的显示格式（比较重要）
format命令提供多种数据的输出格式，如： format short format rat format long format hex
MATLAB初步
(3) matlab默认的预定义变量
predefined variables ,是matlab系统定义的一些 变量，赋予特定的值和变量名
预定义变量 含义 ans eps Inf （inf） 当前计算结果的缺省变量名 机器零阈值 无穷大
i，j
pi
虚单元 i=j=
圆周率π
1
MATLAB初步
MATLAB初步
几点说明：
所有运算定义在复述域上，只返回第一 象限的解； 如：a=,则 X=A\B，
“/”右除，若XA=B,则 X=B/A，
运算规则： 按与常规相同的优先级自左至右执行
优先级：指数>乘除>加减
matlab第一讲
系统科学研究所
·
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
·
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
·
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
MATLAB入门指南
MATLAB入门指南MATLAB是一款功能强大的数值计算软件和编程环境，广泛应用于科学、工程和数据分析领域。
本文将为初学者提供一份MATLAB入门指南，以帮助他们快速掌握基本概念、使用技巧和常见功能。
第一部分：MATLAB基础1. MATLAB的介绍MATLAB是由MathWorks开发的高级编程语言和环境，其主要用于数值计算、数据可视化和算法开发。
它与其他编程语言相比，有着简单易学的语法和丰富的内置函数库。
2. MATLAB的安装与设置在使用MATLAB之前，您需要先下载和安装MATLAB软件。
安装过程通常是简单的，只需按照提示一步一步执行即可。
安装完成后，您可以根据需要进行一些个性化设置，如选择默认工作目录和字体大小。
3. MATLAB的基本命令和运算符MATLAB的基本命令和运算符与其他编程语言类似，包括数学运算符（加减乘除、幂运算等）、逻辑运算符（与或非等）和比较运算符（等于、大于、小于等）。
您可以使用MATLAB作为计算器来进行简单的数学计算，如计算平方根、三角函数等。
4. MATLAB的变量和数据类型在MATLAB中，您可以使用变量来存储和操作数据。
MATLAB支持多种数据类型，包括数值、字符、逻辑和结构等。
您可以使用赋值语句将数据存储在变量中，并使用变量进行计算和操作。
5. MATLAB的数组和矩阵操作MATLAB以矩阵为基础进行计算，因此对于初学者来说，了解如何创建、操作和计算矩阵是至关重要的。
您可以使用MATLAB提供的函数来创建矩阵，并使用索引和运算符对矩阵进行操作。
第二部分：MATLAB编程和算法1. MATLAB的脚本文件和函数MATLAB提供了编写脚本文件和函数的能力，以便在单个文件中组织代码。
您可以使用脚本文件来一次性执行一系列MATLAB命令，而函数则可以封装一段可重复使用的代码块。
2. MATLAB控制结构MATLAB提供了多种控制结构，如条件语句（if-else）、循环语句（for、while）和跳转语句（break、continue）。
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课件第一讲
save([file int2str(i)], [xstr int2str(i)]); end
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
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
第一讲 MATLAB基础.
a = [2,3,-1;8,2,3;45,3,9];％建立系数矩阵a b = [2;4;23];％建立列向量b 1 x = inv(a)*b x 2 3 1 2 x= 0.5531 0.2051 -0.2784
y 8 2 z 45 3 3 4 9 23
3.1 数值表示、变量及表达式 （续）
Matlab预定义的变量
变量名 ans eps pi inf i或j NaN 意义 最近的计算结果的变量名 MATLAB定义的正的极小值=2.2204e-16 圆周率π ∞值，无限大 虚数单元，sqrt(-1) 非数，0/0、∞/ ∞
〖说明〗
2018/10/10
pi=3.14159…
Matlab对字母大小写是敏感的。
〘例2.2-3〙计算
2e x 0.5 1 的值，其中 x=4.92。 Matalb 中开平方—sqrt(x)，
>>sqrt(2*exp(4.92+0.5)+1) ans= 21.2781
2018/10/10
是英文square root的缩写 。
2018/10/10
24
2、创建二维矩阵变量
第一种方法：直接输入 〘例3-3〙由向量构成二维矩阵。 >>a=[1 2 3]; b=[2 3 4]; >>c=[a;b]; >>c1=[a b]; 第二种方法：函数方法 函数ones(生成全1矩阵)、zeros (生成全0矩阵) 、eye(单位矩阵), reshape
y [1 2
0
5]
一次多项式拟合：
p1 = polyfit(x,y,1);
matlab第一讲Matlab基础
名称 atanh acoth sech csch asech acsch
含义 反双曲正切 反双曲余切
双曲正割 双曲余割 反双曲正割 反双曲余割
sec
正割
acosh 反双曲余弦
50
指数函数
名称
含义
名称
含义
名称 含义
exp e为底的指数 log10 10为底的对数 pow2 2的幂
log
自然对数 log2 2为底的对数 sqrt 平方根
例：计算圆面积a =πr2 ,半径r = 2，则可键入 >> r=2; % 圆半径r = 2， >> a=pi*r^2; % 计算圆面积a >> a a= 12.5664
46
47
48
1.2.7 command window 中的常用键
↑键—显示前个命令 ↓键—显示后个命令 Esc键（←键、delete键）－取消输入 Ctrl+x—剪切 Ctrl+c—复制 Ctrl+v—粘贴
17
18
19
二维动画（彗星轨迹）
shg;n=10;t=n*pi*(0:0.0005:1);x=sin(t);y=cos(t); plot(x,y,'g');axis square;hold on comet(x,y,0.01);hold off
20
三维动画
clf;shg,x=3*pi*(-1:0.05:1);y=x;[X,Y]=meshgrid(x,y); R=sqrt(X.^2+Y.^2)+eps;Z=sin(R)./R; h=surf(X,Y,Z);colormap(jet);axis off n=12; for i=1:n rotate(h,[0 0 1],25); mmm(:,i)=getframe; end movie(mmm,5,10)
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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
29
1.3.3 MATLAB网络资源
❖ www服务
mathworks Matlab 中文论坛:
2020/2/21
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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
12
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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16
《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
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虚拟现实工具箱
●可将simulink下的仿真 用三维实体表示出来。
●例如控制一个机器人，
就可以不再是得到机器
人的位置曲线等等，还
可以直接画出三维的机
器人，然后看他究竟是
怎么运动的
Demo>>Matlab>>Toolboxs>>Virtual Reality
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● 1983年春天，工程师John Little与Moler、 Steve Bangert一起用C开发了第二代专业版 MATLAB。
● 1984年，MathWorks公司成立，MATLAB正式推
向市场。
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8
● MathWorks公司于1993年完成了Windows环境下 MATLAB 4.0，并同时推出了用于控制系统仿真和设 计的交互式模型输入与仿真环境Simulink1.0,为控 制系统的计算机辅助设计打开了崭新的局面。
从顶层的系统仿真到底层的芯片算法设计，都可用
MATLAB/SIMULINK/STATEFLOW及相关工具实现。
●MATLAB有计算机专家倡导并开发，在自动控制领域 学者的支持下普及和发展，被各类其他领域的专家 和工程技术人员捧红。（开放型结构）
2020/2/21
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2020/2/21
❖ Matlab扩展支持在非 matlab中对系统的实施 和开发。
❖ HP公司的VXI硬件，TM公司的DSP， Gage公司的各种硬卡、仪器等
都接受MATLAB的支持。
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Matlab是众多系统工具的基础
Demo>>MATLAB>>Graphics >>Visualizing sound
2020/2/21
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设计自动化工具
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➢ 数据分析及可视化
➢ 数值与符号计算
➢ 工程与科学绘图
➢ 航天工业、汽车工业、生物医学工程
➢ 控制系统设计
➢ 语音、数字图像信号处理
➢ 建模、仿真、样机开发、新算法研究开发
➢ 财务、金融分析
➢ 图形用户界面设计
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14
MATLAB在教学中的应用
❖ 在大学里，诸如应用代数、数理统计、自 动控制、数字信号处理、动态系统仿真等 课程的教科书都把MATLAB作为内容。
❖ 工具箱：专用的函数库， 解决特定领域的问题。
❖ Simulink：用于对非线 性动态系统仿真的图形 仿真平台
❖ Blockset是Simulink的 插件集，提供大量的专 用模块库。
❖ 程序设计语言＋仿真平 台＋可视化技术＋众多 工具箱＋开放式体系
11
1.2.1 MATLAB软件的主要特点
1．语言简洁紧凑，编程效率高.运算符丰富。数值 计算+符号计算,库函数极其丰富， 2．交互性好，使用方便。 3．图形功能强大，便于图形可视化。
4
2020/2/21
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仿真——科研基本方法
■仿 真: 利用相似性原理,借助实验模型或计算机软件对 所研究的对象进行分析。
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MATLAB在汽车产品开发周期中的应用
设计 机械工程师
概念设计 共享 同一 模型
可行性分析
控制工程师
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设计
虚拟样机
虚拟验证 虚拟试验
物理样机
5．具有功能强劲的工具箱。这些工具箱能用于 多种学科，都是由该领域里的学术水平高的专 家编写的，用户在使用时可以任意调用。
6.与 C 语言和 Fortran 语言有良好的接口
2020/2/21
13
1.2.2 MATLAB的功能和应用
➢ MATLAB产品组是从支持概念设计、算法开发、建模仿真， 到实时实现的集成环境，可用来进行：
2020/2/21
26
1.3.1 课程基本内容
❖ MATLAB介绍
❖ 语言基础（数组、矩阵运算）
❖ 数值计算、符号计算
❖ MATLAB程序设计
❖ 数据可视化
❖ SIMULINK系统仿真
❖ 涉及课程内容：
高等数学、线性代数、工程数学
电路等
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1.3.2 怎样学习MATLAB
❖ 本课程为引导型课程，重掌握基础和应用。 ❖ 多上机练习，重视实验，充分利用帮助系统和
《MATLAB语言在建筑抗震工程中的应用》
《GPS基本原理及其Matlab仿真》
《MATLAB语言在运筹学中的应用》
《MATLAB在动态经济学中的应用》
202《0/2/2m1atlab金融工具箱详细信息》
17
MATLAB在本专业中的应用
■不管世界如何改变， MATLAB在控 制专业的地位基本不变。（控制专业 “计算器”）
0
5 0
-5 -5
1
0 .8
0 .6
0 .4
0 .2
0 1
0 .5
1
0
0 .5
-0 .5
0 -0 .5
34
-1 -1
a z=-3 7 .5 ,e l=3 0
a z=-1 5 ,e l=6 0
10 10
0
0
-1 0 40
-1 0 40
20 00
40 20
20 00
20
40
a z=-9 0 ,e l=0
❖ 在欧美是九十年代教科书与旧版书籍的区 别性标志。越来越多国内教科书也加入了 Matlab相关内容
❖ MATLAB是攻读学位的大学生、硕士生、 博士生必须掌握的基本工具。
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15
MATLAB行业运用相关图书
《MATLAB与选煤/选矿数据处理》 《MATLAB在工程数学上的应用》 《电磁场数值计算法与MATLAB实现》 《数学物理方程的MATLAB解法与可视化》 《高等应用数学问题的MATLAB求解》 《MATLAB有限元分析与应用》 《MATLAB 7及工程问题解决方案》 《MATLAB及在电子信息类课程中的应用》 《MATLAB在电气工程中的应用》
MATLAB基础及其应用
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1
MATLAB 简介
1.1 MATLAB软件介绍 1.2 MATLAB特点与应用 1.3 课程基本内容 1.4 考核方式 1.5 作业
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2
1.1.1 绪 论
❖ Matlab ：美国 MathWorks公司开发
概念设计,算法开发,建模仿真,实时实现的理想的集成 环境。
直方图
120 150 180
9 01 60
0 .8 0 .6
30 0 .4 0 .2
0
210
330
240
300
270
极坐标图
North South
East
white
West
fa middle
33
饼状图
10
5
0
-5
-1 0 4
2
4
0
2020/2/21
-2
2 0
-2
-4 -4
50
40
30
20
10
0 5
2020/2/21
3
计算机软件
系统软件
系网其 操 统络他 作 实实软 系 用用件 统 程程 序序
支持软件
应用软件
其 软界语 他 件面言 支 开开处 持 发发理 软 工工程 件 具具序
科数系图辅其 学据统像助他 工处仿处类应 程理真理软用 计软软软件软 算件件件 件
2020/2/21
MATLAB主要涉及部分
a z=-7 ,e l=-1 0
10
10 5
0
-5
2020-/12/02410
20
0
-1 0
0
0
20
0 4 0 4 02 0 35