matlab培训教程
合集下载
2024年matlab培训教程
MATLAB培训教程一、引言MATLAB（矩阵实验室）是一种高性能的数值计算和科学计算软件，广泛应用于工程计算、控制设计、信号处理和通信、图像处理、信号检测、财务建模和分析等领域。
MATLAB具有强大的矩阵运算能力、丰富的工具箱和简单易学的编程语言，是科研和工程领域不可或缺的工具。
本教程旨在帮助初学者快速掌握MATLAB的基本使用方法，为后续深入研究打下基础。
二、MATLAB安装与启动1.安装MATLAB从MATLAB官方网站适合您操作系统的MATLAB安装包。
双击安装包，按照提示完成安装。
安装过程中，您可以根据需要选择安装路径、组件和工具箱。
2.启动MATLAB安装完成后，双击桌面上的MATLAB图标或从开始菜单中找到MATLAB并启动。
启动后，您将看到一个包含命令窗口、工作空间、命令历史和当前文件夹等区域的界面。
三、MATLAB基本操作1.命令窗口>>a=3;>>b=4;>>c=a+b;执行后，变量c的值为7。
2.工作空间工作空间用于存储当前MATLAB会话中的所有变量。
您可以在工作空间中查看、编辑和删除变量。
在工作空间窗口中，右键变量名，选择“Open”以查看变量内容。
3.命令历史命令历史记录了您在命令窗口中输入的所有命令。
您可以通过命令历史窗口查看、编辑和重新执行之前的命令。
4.当前文件夹当前文件夹是MATLAB的工作目录，用于存储和访问MATLAB文件。
您可以通过当前文件夹窗口浏览文件系统，打开、创建和保存MATLAB文件。
四、MATLAB编程基础1.变量与数据类型MATLAB中的变量无需声明类型，系统会根据赋值自动确定。
MATLAB支持多种数据类型，如整数、浮点数、字符、字符串、逻辑等。
2.数组与矩阵MATLAB中的数组分为一维数组和多维数组。
多维数组即为矩阵。
在MATLAB中，矩阵的创建和运算非常简单。
例如，创建一个3x3的单位矩阵：>>A=eye(3);3.流程控制语句MATLAB支持常见的流程控制语句，如if-else、for、while 等。
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培训教程课件
使用imread和imshow函数读取和显示图像。
图像滤波
使用滤波器对图像进行平滑处理，去除噪声。
图像分割
将图像分割成不同的区域，以便于分析和处理。
06
MATLAB应用案例分析
信号处理应用
1 2 3
信号滤波
使用MATLAB实现信号滤波，包括低通滤波、高 通滤波、带通滤波等，以消除噪声或提取特定频 率成分。
数值求解方程
介绍如何使用MATLAB求 解非线性方程、线性方程 组等。
插值与拟合
插值
介绍如何使用MATLAB进行一维 插值、二维插值等，包括拉格朗 日插值、样条插值等。
拟合
介绍如何使用MATLAB进行线性 拟合、多项式拟合等，包括最小 二乘法拟合、非线性拟合等。
常微分方程求解
欧拉法
介绍如何使用MATLAB实 现欧拉法求解常微分方程 。
龙格库塔法
介绍如何使用MATLAB实 现龙格库塔法求解常微分 方程。
数值解的稳定性
介绍如何判断数值解的稳 定性以及如何处理数值解 的不稳定情况。
05
MATLAB可视化工具
绘图基础
线性图
使用x和y轴表示数据，适用于展 示数据变化趋势。
柱状图
使用柱子的高度表示数据，适用 于展示分类数据的大用MATLAB内置函数 或用户自定义函数。
02
MATLAB编程语言
变量与数据类型
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，且长度 不超过31个字符。
数据类型转换
MATLAB提供了多种函数用于数据类 型转换，如将数值转换为字符串或将 逻辑值转换为数值等。
总结词
理解矩阵分解和特征值问题求解的方法。
图像滤波
使用滤波器对图像进行平滑处理，去除噪声。
图像分割
将图像分割成不同的区域，以便于分析和处理。
06
MATLAB应用案例分析
信号处理应用
1 2 3
信号滤波
使用MATLAB实现信号滤波，包括低通滤波、高 通滤波、带通滤波等，以消除噪声或提取特定频 率成分。
数值求解方程
介绍如何使用MATLAB求 解非线性方程、线性方程 组等。
插值与拟合
插值
介绍如何使用MATLAB进行一维 插值、二维插值等，包括拉格朗 日插值、样条插值等。
拟合
介绍如何使用MATLAB进行线性 拟合、多项式拟合等，包括最小 二乘法拟合、非线性拟合等。
常微分方程求解
欧拉法
介绍如何使用MATLAB实 现欧拉法求解常微分方程 。
龙格库塔法
介绍如何使用MATLAB实 现龙格库塔法求解常微分 方程。
数值解的稳定性
介绍如何判断数值解的稳 定性以及如何处理数值解 的不稳定情况。
05
MATLAB可视化工具
绘图基础
线性图
使用x和y轴表示数据，适用于展 示数据变化趋势。
柱状图
使用柱子的高度表示数据，适用 于展示分类数据的大用MATLAB内置函数 或用户自定义函数。
02
MATLAB编程语言
变量与数据类型
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，且长度 不超过31个字符。
数据类型转换
MATLAB提供了多种函数用于数据类 型转换，如将数值转换为字符串或将 逻辑值转换为数值等。
总结词
理解矩阵分解和特征值问题求解的方法。
matlab培训教程课件
01
02
03
图像处理基础
介绍图像处理的基本概念、图像的分类、图像处理的应用等。
图像处理实例
通过实例演示如何使用MATLAB进行图像处理，包括图像的读取、预处理、特征提取、分割等步骤。
MATLAB函数库
介绍MATLAB中与图像处理相关的函数库，包括函数的使用方法、参数设置等。
图像处理实例
数值计算基础
函数与程序
函数句柄
全局变量与局部变量
子函数
while循环
介绍while循环的语法和用法，以及如何使用while循环实现更复杂的控制流。
控制流语句
if语句
介绍if语句的语法和用法，以及如何使用if语句实现条件分支。
switch语句
介绍switch语句的语法和用法，以及如何使用switch语句根据不同的条件执行不同的代码块。
介绍数值计算的基本概念、数值计算的分类、数值计算的应用等。
数值计算实例
数值计算实例
通过实例演示如何使用MATLAB进行数值计算，包括线性方程组求解、最优化问题求解等步骤。
MATLAB函数库
介绍MATLAB中与数值计算相关的函数库，包括函数的使用方法、参数设置等。
谢谢您的观看
THANKS
信号处理实例
MATLAB函数库
信号处理实例
系统建模实例
系统建模基础
介绍系统建模的基本概念、建模的方法、建模的应用等。
系统建模实例
通过实例演示如何使用MATLAB进行系统建模，包括模型的建立、参数估计、模型仿真等步骤。
MATLAB函数库
介绍MATLAB中与系统建模相关的函数库，包括函数的使用方法、参数设置等。
信号可视化
介绍控制系统的基本组成、传递函数、稳定性分析等
02
03
图像处理基础
介绍图像处理的基本概念、图像的分类、图像处理的应用等。
图像处理实例
通过实例演示如何使用MATLAB进行图像处理，包括图像的读取、预处理、特征提取、分割等步骤。
MATLAB函数库
介绍MATLAB中与图像处理相关的函数库，包括函数的使用方法、参数设置等。
图像处理实例
数值计算基础
函数与程序
函数句柄
全局变量与局部变量
子函数
while循环
介绍while循环的语法和用法，以及如何使用while循环实现更复杂的控制流。
控制流语句
if语句
介绍if语句的语法和用法，以及如何使用if语句实现条件分支。
switch语句
介绍switch语句的语法和用法，以及如何使用switch语句根据不同的条件执行不同的代码块。
介绍数值计算的基本概念、数值计算的分类、数值计算的应用等。
数值计算实例
数值计算实例
通过实例演示如何使用MATLAB进行数值计算，包括线性方程组求解、最优化问题求解等步骤。
MATLAB函数库
介绍MATLAB中与数值计算相关的函数库，包括函数的使用方法、参数设置等。
谢谢您的观看
THANKS
信号处理实例
MATLAB函数库
信号处理实例
系统建模实例
系统建模基础
介绍系统建模的基本概念、建模的方法、建模的应用等。
系统建模实例
通过实例演示如何使用MATLAB进行系统建模，包括模型的建立、参数估计、模型仿真等步骤。
MATLAB函数库
介绍MATLAB中与系统建模相关的函数库，包括函数的使用方法、参数设置等。
信号可视化
介绍控制系统的基本组成、传递函数、稳定性分析等
MATLAB入门培训课程
矩阵的比较关系
❖ 在MATLAB里共有六个关系运算符
< 小于
> 大于
<= 小于等于>=大于等于
== 等于
~=不等于
❖ 关系运算符将生成一个0-1矩阵，当运算数相
应元素为真时，对应位置上生成1，否则为0。
矩阵元素的数据变换
❖ floor(A) 向－∞取整 ❖ ceil(A) 向＋∞取整 ❖ round(A) 四舍五入取整 ❖ fix(A) 按离0近的方向取整
矩阵的MATLAB表示
❖ 直接输入
>>A=[1 2, 3; 4 5 6;7, 8 9]
❖ 冒号操作符
>>a=0:1:10 >>a=linspace(0,1,10) >>a=logspace(1,2,10)
MATLAB下矩阵的运算
矩阵的代数运算 ❖ 转置 B=A’ ❖ 加减乘 A+B A-B A*B ❖ 左除 A\B 即AX=B的解X=A-1B ❖ 右除 A/B 即XB=A的解X=AB-1 ❖ 翻转 fliplr flipud rot90 ❖ 乘方 A^B ❖ 点运算 A.*B A./B A.\B A.^B A.’ ❖ 函数
format short g 在5位浮点与5位定点表示中选择最好的 格式表示
format long g 在15位浮点与15位定点表示中选择最好 的格式表示
format rat
对整数的近似表示近整数
❖建立向量
e1:e2:e3其中e1为初始值，e2为步长，e3为终 止值
linspace(a,b,n) a和b是生成向量的第一个和 最后一个元素，n是元素总数。 显然，linspace(a,b,n)与a:(b-a)/(n-1):b等价。
MATLAB经典教程(全)PPT课件
由Cleve Moler和John Little于1980 年代初期开发，用于解决线性代数课 程的数值计算问题。
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
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
MATLAB培训教程课件
交互式图表制作
使用MATLAB的交互式图 表制作工具，可以方便地 制作各种动态、交互式的 数据可视化图表。
图表美化和导出
对图表进行美化处理，如 添加标题、图例、标签等， 同时可以将图表导出为图 片或PDF文件等格式，以 便与他人共享或发布。
05
数值计算与符号运算应用
数值计算基础概念回顾
01
数值计算的定义和重要性
方程求解和微积分操作
1 2
方程的求解
MATLAB提供了多种方程求解方法，包括代数方 程、超越方程和微分方程等。用户可以根据具体 问题选择合适的求解方法。
微积分的基本概念 微积分是研究函数的微分和积分的数学分支，是 数学分析的重要组成部分。
3
MATLAB中的微积分操作 MATLAB支持对符号表达式进行微分和积分操作， 包括求导数、求偏导数、求不定积分和定积分等。
数据导入导出方式选择
导入方式
根据数据来源和格式选择合适的导入方式，如从Excel、文本文 件、数据库等导入数据。
导出方式
将数据导出为不同格式的文件，如.mat、.txt、.csv、.xls、.xlsx 等，以便在其他软件或平台中使用。
自定义导入导出函数
根据需要编写自定义的导入导出函数，实现更灵活的数据处理。
特征值和特征向量的计算
02
使用MATLAB内置函数`eig()`计算矩阵的特征值和特征向量。
特征值和特征向量的应用
03
特征值和特征向量在线性代数、微分方程、数值分析等领域有
广泛应用。
矩阵分解方法（LU分解等）
LU分解
将矩阵表示为一个下三角矩阵L和一个 上三角矩阵U的乘积，即A=LU。LU 分解在解线性方程组、计算行列式等 方面有重要应用。
matlab培训教程
整理课件Matlab
6
Matlab版本的发展
• 1992年，支持Windows 3.x的MATLAB 4.0版本推出，增加了Simulink，Control， Neural Network，Signal Processing等专用工具箱。
• 1993年11月，MathWorks公司推出了Matlab 4.1，其中主要增加了符号运算功能。 当升级至Matlab 4.2c，这一功能在用户中得到广泛应用。
• MathWorks公司，目前仍然是私人企业，并未上市，这和Jack Little个人理念有关， 他认为MATLAB的设计方向应该一直是以顾客的需求与软件的完整性为首要目标，而不是以 盈利为主要目的，因此MATLAB一直是在稳定中求进步，而不会因为上市而遭受股东左右其 发展方向。这也是为什么MATLAB新版本总是姗姗来迟的原因，因为他们不会因为市场的需 求而推出不成熟的产品。此外，由于Jack Little保守的个性，也使得MathWorks不曾跨足 MATLAB/Simulink以外的行业，当前商场上纷纷扰扰的并购或分家，MathWorks完全是 绝缘体。 • Cleve Moler至今仍是该公司的首席科学家，他以60多岁的高龄，还常常亲自进行撰写 程序的工作，非常令人佩服。如果你有数值运算方面的高水平问题，寄到 MathWorks 后， 大部份还是会由 Cleve Moler亲自回答。在1994年，Pentium芯片曾发生Fdiv的bug， 当时Cleve Moler是第一个以软件方式解决此 bug的人，曾一时脍炙人口。
英文单词表达的，如：help、clear等； 完备的帮助系统，易学易用。
扩充能力、可开发能力较强
MATLAB完全成了一个开放的系统 用户可以开发自己的工具箱 可以方便地与Fortran、C等语言接口