Matlab经典教程
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。
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01 MATLABChapterMATLAB简介MATLAB是一种高级编程语言和环境，主要用于数值计算、数据分析、信号处理、图像处理等多种应用领域。
MATLAB具有简单易学、高效灵活、可视化强等特点，被广泛应用于科研、工程、教育等领域。
MATLAB提供了丰富的函数库和工具箱，方便用户进行各种复杂的数学计算和数据分析。
MATLAB安装与启动MATLAB界面介绍工作空间用于显示当前定义的所有变量及其值。
命令历史记录了用户输入过的命令及其输出结果。
基本运算与数据类型02矩阵运算与数组操作Chapter01020304使用`[]`或`zeros`、`ones`等函数创建矩阵创建矩阵使用`size`函数获取矩阵大小矩阵大小通过下标访问矩阵元素，如`A(i,j)`矩阵元素访问使用`disp`或`fprintf`函数显示矩阵信息矩阵信息矩阵创建与基本操作对应元素相加，如`C = A+ B`加法运算矩阵运算对应元素相减，如`C = A-B`减法运算数与矩阵相乘，如`B = k *A`数乘运算使用单引号`'`进行转置，如`B = A'`转置运算满足乘法条件的矩阵相乘，如`C = A * B`矩阵乘法使用`inv`函数求逆矩阵，如`B = inv(A)`逆矩阵数组创建数组大小数组元素访问数组操作数组操作01020304线性方程组求解数据处理与分析特征值与特征向量图像处理矩阵与数组应用实例03数值计算与数据分析Chapter数值计算基础MATLAB基本运算数值类型与精度变量与表达式函数与脚本数据分析方法数据导入与预处理学习如何导入各种格式的数据（如Excel、CSV、TXT等），并进行数据清洗、转换等预处理操作。
数据统计描述掌握MATLAB中数据统计描述的方法，如计算均值、中位数、标准差等统计量，以及绘制直方图、箱线图等统计图表。
数据相关性分析学习如何在MATLAB中进行数据相关性分析，如计算相关系数、绘制散点图等。
(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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- 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)。
>>sin(45*pi/180)
ans= 0.7071
Matalb中正弦函数sin就是常见的正弦函数。 它的参数值是以“弧度”为单位的。 pi也是Matalb的预定义变量。 pi=3.14159…
Matlab对字母大小写是敏感的。
【例2.2-3】计算 2ex0.5 1的值，其中Mx=at4a.9lb2。中开平方—sqrt(x)，
12
【功能演示-1】
求方程 2x5 3x3 71x2 9x 13 0 的全部根。
p = [2,0,-3,71,-9,13];％建立多项式系数向量 x = roots(p)；求根
无论是预定义变量还是用户自定义变量 都被存储在系统的工作空间内，即系统 定义的一个存储窗口变量的内存空间。
Who、whos命令用来显示工作空间的 变量
clear命令用来清除工作空间的变量。
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2.2 命令窗口 （续）
• 数值显示格式设置
– 缺省显示格式：简洁的短（short g）格式 – 窗口命令及语法格式：format 显示格式关键字
能力和开放的体系结构）占据了大部分数学计算软件的市场
1
关闭MATLAB:在命令窗口执行quit或exit命令
菜单栏 工具栏 文件编辑窗口
命令窗口
工作空间
历史命令 窗口
Start 菜单
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命令提示符
2
2.2 命令窗口的使用
激活命令窗口。 “>>” 与闪烁的光标一起表明系统就绪，等待输入。 命令窗口脱离MATLAB桌面。
【例2.2-5】计算半径为5.2m的圆的周长和面积。
>>radius=e_len=2*pi*5.2
area = 84.9487
circle_len = 32.6726
以上两例，命令行中用到了等号“=”。
计算结果不再赋给“ans”，而是赋给 用户指定的变量y、area、circle_len。
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！修改完搜索路径后， 需要进行保存。
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2.6 获取在线帮助
• MATLAB提供的帮助信息有两类 – 简单纯文本帮助信息 • help • lookfor（条件比较宽松）例：inverse – 窗口式综合帮助信息（文字、公式、图形） • doc • helpwin
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使用历史窗口：
可以查看命令窗口输入过的命令或语句 可以选择一条或多条命令执行拷贝、执行、创 建M文件等。
要清除历史记录，可以选择Edit菜单中的Clear Command History 命令
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2.5 当前目录窗口和搜索路径
当前目录窗口：指Matlab运行时的工作目录。
只有在当前目录和搜索路径下的文件、函数才可以被 运行和调用。
如果没有特殊指明，数据文件也将存放在当前目录下； 用户可以将自己的工作目录设置成当前目录，从而使
得所有操作都在当前目录中进行。
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搜索路径：指Matlab执行过程中对变量、函数和文件 进行搜索的路径。
在File菜单中选择Set Path命令或在命令窗口输入 pathtool命令，出现搜索路径设置对话框：
• 简单计算
【例2.2-1】计算 12 2 7 4 32
（1）在MATLAB命令窗口输入 以下内容：
>>(12+2*(7-4))/3^2 （2）按【Enter】键，指令执行。 （3）返回的计算结果： ans=
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2.2 命令窗口 （续）
• 简单计算（续）
【例2.2-2】计算sin(45ْ )
>>y=2*sin(0.3*pi)/(1+sqrt(5))
y= 0.5000
【例2.2-5】计算 y 2cos的0.3值 。
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>>y=2*cos(0.3*pi)/(1+sqrt(5))
y= 0.3633
命令行编辑
“↑”键调回已 输入过命令。
修改。
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5
2.2 命令窗口 （续）
获取在线帮助
quit或exit
关闭/推出MATALB
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7
2.3 工作空间
• 查看工作空间内存变量，可以由who、whos 。 • 命名新变量。 • 修改变量名 • 删除变量 • 绘图 • 保存变量数据 • 装入数据
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8
2.4 历史窗口
历史窗口：
首先记录每次启动时间 并记录在命令窗口输入命令，此次运行期间， 输入的所有命令被记录为一组，并以此次启动时 间为标志。
>>sqrt(2*exp(4.92+0.5)+1) ans=
是英文square root的缩写 。
Matalb中指数函数exp(x)，
常见的表达方式。
21.2781
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4
2.2 命令窗口 （续）
“clc”清除窗口显示内容的命令。
【例2.2-4】计算 y 2sin 0.3 的值。
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• 在1978年，Matlab就面世了。
• 将MATLAB商品化的不是Cleve Moler,而是Jack Little,Jack
Little用C语言重新编写了MATLAB的核心。在Moler的协助下，于
1984年成立MathWorks公司，首次推出MATLAB商用版。在其商
用版推出的初期，MATLAB就以其优秀的品质（高效的数据计算
如：format long %15位数字显示
• 常见通用命令
命令
含义
clc
清除命令窗口的显示内容
clear
清除Matlab工作空间中保存的变量
who或whos
显示Matlab工作空间中的变量信息
dir
显示当前工作目录的文件和子目录清单
cd
显示或设置当前工作目录
type
显示指定m文件的内容
help或doc
1.1 MATLAB的历史及影响
• 70年代中期，Cleve Moler博土及其同事在美国国家基金会 的帮助下，开发了LINPACK和EISPACK的FORTRAN语言 子程序库，这两个程序库代表了当时矩阵运算的最高水平。
• 到了70年代后期，CIeve Moler，为了让学生能使用这两个 子程序库，同时又不用在编程上花费过多的时间，开始着 手用FORTRAN语言为学生编写使用LINPACK和EISPACK 的接口程序，他将这个程序取名为MATLAB，其名称是由 MATrix和 LABoratory（矩阵实验室）两个单词的前三个字 母所合成。