Matlab工程讲义应用基础22224
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Matlab工程应用基础
c
其中 , m 2 km 上述方程的解为： x ( t ) Ae t sin( d ) 其中 x ( v x ) ( x ) tg
k
n
n
2
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A0ຫໍສະໝຸດ n00d
1
2 d
v x n 0 0
第5章 综合实例
如果改变初始条件令x0＝0，v0＝1，其运动曲线实际上就是 系统的脉冲过渡函数。
第5章 综合实例
二、气体分子运动的麦克斯韦分布曲线 通过本例说明如何用复杂的数学公式绘制曲线。 利用气体分子运动的麦克斯韦速度分布律，求氯分子运动 的速度分布曲线，并讨论温度T及分子量mu对速度分布曲 线的影响。 1. 建立计算模型 麦克斯韦速度分布律为:
function f=mxw(T,mu,v) % The subfunction mxw.m of ex2 利用麦克斯韦速度分布律求分子的速度分布曲线的 子程序 %mu、v、T分别是分子量、分子速度和气体的绝对温度 k=1.381*10^(-23); %波尔茨曼常数 NA=6.022*10^23; %阿伏加德罗数 m=mu/NA %分子质量 f=4*pi*((m/2*pi*k*T)).^(3/2) .*v.*v.*exp(-m*v.^2./(2*k*T));
m f 4 2 kT
3 2
其中，m---分子质量, m=mu/NA, mu---分子量, NA---阿伏加德罗数 k---波尔茨曼常数 T----气体的绝对温度 v----分子速度
mv 2 v exp 2 kT
2
第5章 综合实例
第5章 综合实例
%求相位角 phi=atan2(wd(j)*x0,v0+eta(j)*wn*x0); %设定自变量数组 t t=0:tf/1000:tf; %求过渡过程 x(j,:)=a*exp(-eta(j)*wn*t).*sin(wd(j)*t+phi); end %在同一个图形窗口中绘制不同的ξ 值所对应的振型 plot(t,x(1,:),t,x(2,:),t,x(3,:),t,x(4,:),... t,x(5,:),t,x(6,:),t,x(7,:),t,x(8,:),... t,x(9,:),t,x(10,:)) grid on %新建一个图形窗口，绘制三维网格图 figure mesh(x)
其中 , m 2 km 上述方程的解为： x ( t ) Ae t sin( d ) 其中 x ( v x ) ( x ) tg
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A0ຫໍສະໝຸດ n00d
1
2 d
v x n 0 0
第5章 综合实例
如果改变初始条件令x0＝0，v0＝1，其运动曲线实际上就是 系统的脉冲过渡函数。
第5章 综合实例
二、气体分子运动的麦克斯韦分布曲线 通过本例说明如何用复杂的数学公式绘制曲线。 利用气体分子运动的麦克斯韦速度分布律，求氯分子运动 的速度分布曲线，并讨论温度T及分子量mu对速度分布曲 线的影响。 1. 建立计算模型 麦克斯韦速度分布律为:
function f=mxw(T,mu,v) % The subfunction mxw.m of ex2 利用麦克斯韦速度分布律求分子的速度分布曲线的 子程序 %mu、v、T分别是分子量、分子速度和气体的绝对温度 k=1.381*10^(-23); %波尔茨曼常数 NA=6.022*10^23; %阿伏加德罗数 m=mu/NA %分子质量 f=4*pi*((m/2*pi*k*T)).^(3/2) .*v.*v.*exp(-m*v.^2./(2*k*T));
m f 4 2 kT
3 2
其中，m---分子质量, m=mu/NA, mu---分子量, NA---阿伏加德罗数 k---波尔茨曼常数 T----气体的绝对温度 v----分子速度
mv 2 v exp 2 kT
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第5章 综合实例
第5章 综合实例
%求相位角 phi=atan2(wd(j)*x0,v0+eta(j)*wn*x0); %设定自变量数组 t t=0:tf/1000:tf; %求过渡过程 x(j,:)=a*exp(-eta(j)*wn*t).*sin(wd(j)*t+phi); end %在同一个图形窗口中绘制不同的ξ 值所对应的振型 plot(t,x(1,:),t,x(2,:),t,x(3,:),t,x(4,:),... t,x(5,:),t,x(6,:),t,x(7,:),t,x(8,:),... t,x(9,:),t,x(10,:)) grid on %新建一个图形窗口，绘制三维网格图 figure mesh(x)
Matlab工程应用基础
2.0000
1.6667 2.0000
2.0000
3.0000
2.0000 3.0000
第3章 矩阵、数组和符号运算
b.利用内部函数产生矩阵
%compan生成x向量旳伴随矩阵
>> x=[2,4,6,8,10] x=
2 4 6 8 10 >> compan(x) ans =
-2 -3 -4 -5 -6 10000 01000 00100 00010
% eye 生成单位阵
>> S=eye(6) S=
100000 010000 001000 000100 000010 000001
% ones 生成全部元素为 1 旳矩阵
>> ones(3,4) ans = 1111 1111 1111
>> F=5*ones(3) F=
555 555 555
% zeros 生成全部元素为0旳矩阵
b. 矩阵乘法
>> C=A*B C=
30 70 110 150 70 174 278 382 110 278 446 614 150 382 614 846 >> D=A*3 D= 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48
c. 矩阵除法
左除 A\B=inv(A)*B
向量旳构造措施： 直接输入向量 利用冒号生成向量 利用 linspace/logspace 生成向量
>> a=[1,2,3,4]; >> x=0:0.5:2;
% x=logspace(a,b,n) 生成有 n 个元素旳行向量 x，其元素起点 x(1)=10a， 终点 x(n)=10b。
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第3章 矩阵、数组和符号运算
b.利用内部函数产生矩阵
%compan生成x向量旳伴随矩阵
>> x=[2,4,6,8,10] x=
2 4 6 8 10 >> compan(x) ans =
-2 -3 -4 -5 -6 10000 01000 00100 00010
% eye 生成单位阵
>> S=eye(6) S=
100000 010000 001000 000100 000010 000001
% ones 生成全部元素为 1 旳矩阵
>> ones(3,4) ans = 1111 1111 1111
>> F=5*ones(3) F=
555 555 555
% zeros 生成全部元素为0旳矩阵
b. 矩阵乘法
>> C=A*B C=
30 70 110 150 70 174 278 382 110 278 446 614 150 382 614 846 >> D=A*3 D= 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48
c. 矩阵除法
左除 A\B=inv(A)*B
向量旳构造措施： 直接输入向量 利用冒号生成向量 利用 linspace/logspace 生成向量
>> a=[1,2,3,4]; >> x=0:0.5:2;
% x=logspace(a,b,n) 生成有 n 个元素旳行向量 x，其元素起点 x(1)=10a， 终点 x(n)=10b。
Matlab基础及其应用 ppt课件
5
上机安排
从9月21日（也就是下个星期四）起，每个星 期四安排为上机时间。
上机地点：主楼东312（物电机房） 上机时间：18：00～20：00
20：00～22：00
2021/3/26
Matlab基础及其应用 ppt课件b 概述与入门； 2. 数据类型和运算； 3. 数值计算； 4. 符号运算； 5. 数据和函数的可视化； 6. Matlab编程；
指令输入提示符 >> (12+2*(7-4))/3^2
ans =
2 >>
8. 源程序的开放性。
2021/3/26
Matlab基础及其应用 ppt课件
13
线性方程组求解
a11x1 a12x2 a1nxn b1 a21x1 a22x2 a2nxn b2 an1x1 an2x2 annxn bn
当D＝|A|≠0， 方程组有解，可 用Cramer法则 求解。
50
20 12 45
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
C=
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220 146 475 320 105 89 300 205
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125 101 345 225 165 114 370 255
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Matlab工程应用基础_2_2
第2章 Matlab语言程序设计
用fwrite写二进制文件： COUNT=fwrite(Fid, A, precision) 例： Fid=fopen(‗test.dat‘, ‗w‘); cnt=fwrite(Fid, A, ‗float‘) fclose(Fid); 用fscanf读取ASCII数据文件： [A, COUNT]=fscanf(Fid, format, size) format用以控制读取的数据格式，由％加上格式符组成， 常见的格式符有：d, i, o,u, x, e, f, s, c。 例：fscanf(Fid, ‗%s‘); fscant(Fid, ‗%6.2f‘); fscanf(Fid, ―%5d‘);
第2章 Matlab语言程序设计
d) 其它与流程控制有关的语句
if
if
break语句循环结构
continue 语句循环结构
第2章 Matlab语言程序设计
pause 指令使程序运行停止，等待用户按任意键继续； input 指令提示用户从键盘输入数值、字符串或表达 式，并接受输入； disp指令在屏幕上显示字符串; echo on指令显示其后所有执行文件的指令；
第2章 Matlab语言程序设计
c) 循环结构 while 语句:
for语句:
for 变量=初值：增量：结束值 程序模块； end
第2章 Matlab语言程序设计
举例：
>> sum=0; >> i=0; >> while(i<=100) sum=sum+1; i=i+1; end >> sum sum = 14196774 >> for I=1:10 A(I)=1/(I+1) ; end >> A A= Columns 1 through 7 0.5000 0.3333 0.2500 0.2000 0.1667 0.1429 0.1250 Columns 8 through 10 0.1111 0.1000 0.0909
《MATLAB基础》课件
它由美国MathWorks公司开发，广泛 应用于工程、科学、金融等领域。
Matlab的用途
算法开发
Matlab提供了丰富的数学函数库，方便 用户进行算法开发。
数据可视化
Matlab具有强大的绘图和可视化功能， 可以方便地绘制各种图表。
数据分析
Matlab提供了统计分析工具箱，可以进 行数据分析和处理。
微分方程求解
使用Matlab的符号计算功能和数 值求解方法，如`dsolve`和 `ode45`等，可以求解常微分方程 和偏微分方程。
数据分析
数据导入与预处理
使用Matlab的数据导入工具箱，如`readtable`、`readmatrix`等 ，可以方便地导入各种数据格式，并进行数据清洗和预处理。
并进行预测。
聚类算法
Matlab提供了K均值聚类 、层次聚类等聚类算法， 可用于数据聚类和分组。
特征选择与降维
使用Matlab的特征选择和 降维函数，如`fitcdiscr`、 `pca`等，可以提取关键特
征和降低数据维度。
谢谢您的聆听
THANKS
的计算顺序。
流程控制
总结词
掌握Matlab中的流程控制语句及其用法 。
VS
详细描述
Matlab提供了多种流程控制语句，如ifelse语句、switch-case语句和循环语句 （for和while）。这些语句用于控制程序 的执行流程，实现条件判断和重复执行等 功能。
03
Matlab矩阵运算
矩阵的创建
总结词
介绍矩阵的特征值和特征向量运算
详细描述
在Matlab中，可以使用eig函数来计算矩阵的特征值和特 征向量。例如，计算一个3x3的矩阵的特征值和特征向量 可以使用[V,D] = eig(A)的形式，其中V是特征向量矩阵， D是对角线元素为特征值的矩阵。
Matlab的用途
算法开发
Matlab提供了丰富的数学函数库，方便 用户进行算法开发。
数据可视化
Matlab具有强大的绘图和可视化功能， 可以方便地绘制各种图表。
数据分析
Matlab提供了统计分析工具箱，可以进 行数据分析和处理。
微分方程求解
使用Matlab的符号计算功能和数 值求解方法，如`dsolve`和 `ode45`等，可以求解常微分方程 和偏微分方程。
数据分析
数据导入与预处理
使用Matlab的数据导入工具箱，如`readtable`、`readmatrix`等 ，可以方便地导入各种数据格式，并进行数据清洗和预处理。
并进行预测。
聚类算法
Matlab提供了K均值聚类 、层次聚类等聚类算法， 可用于数据聚类和分组。
特征选择与降维
使用Matlab的特征选择和 降维函数，如`fitcdiscr`、 `pca`等，可以提取关键特
征和降低数据维度。
谢谢您的聆听
THANKS
的计算顺序。
流程控制
总结词
掌握Matlab中的流程控制语句及其用法 。
VS
详细描述
Matlab提供了多种流程控制语句，如ifelse语句、switch-case语句和循环语句 （for和while）。这些语句用于控制程序 的执行流程，实现条件判断和重复执行等 功能。
03
Matlab矩阵运算
矩阵的创建
总结词
介绍矩阵的特征值和特征向量运算
详细描述
在Matlab中，可以使用eig函数来计算矩阵的特征值和特 征向量。例如，计算一个3x3的矩阵的特征值和特征向量 可以使用[V,D] = eig(A)的形式，其中V是特征向量矩阵， D是对角线元素为特征值的矩阵。
matlab教程ppt(完整版)
矩阵乘法：两个矩阵相乘 需要满足特定的条件，例 如E=A*B。
矩阵减法：两个相同大小 的矩阵可以进行减法运算 ，例如D=A-B。
矩阵的分解与特征值
详细描述
矩阵分解：将一个复杂的矩阵分 解为几个简单的、易于处理的矩 阵，例如LU分解、QR分解等。
特征值：矩阵的特征值是该矩阵 的一个重要的数值属性，可以用 于分析矩阵的性质和特征。
矩阵运算
介绍矩阵的创建、索引、算术 运算和逻辑运算等操作。
控制流
介绍if语句、for循环和while 循环等控制流结构的使用方法 。
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，但不能包 含空格。
数据类型
MATLAB支持多种数据类 型，如数值型、字符型、 逻辑型和单元数组等。
matlab教程PPT(完整版)
汇报人：可编辑 2023-12-26
目 录
• MATLAB基础 • MATLAB编程 • MATLAB矩阵运算 • MATLAB图像处理 • MATLAB数值分析 • MATLAB应用实例
01
MATLAB基础
MATLAB简介
MATLAB定义
MATLAB应用领域
MATLAB是一种用于算法开发、数据 可视化、数据分析和数值计算的编程 语言和环境。
函数编写
01
02
03
04
函数定义
使用`function`关键字定义函 数，指定输入输出参数。
函数体
在函数定义中编写实现特定功 能的代码。
函数调用
通过函数名和输入参数调用自 定义函数。
矩阵减法：两个相同大小 的矩阵可以进行减法运算 ，例如D=A-B。
矩阵的分解与特征值
详细描述
矩阵分解：将一个复杂的矩阵分 解为几个简单的、易于处理的矩 阵，例如LU分解、QR分解等。
特征值：矩阵的特征值是该矩阵 的一个重要的数值属性，可以用 于分析矩阵的性质和特征。
矩阵运算
介绍矩阵的创建、索引、算术 运算和逻辑运算等操作。
控制流
介绍if语句、for循环和while 循环等控制流结构的使用方法 。
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，但不能包 含空格。
数据类型
MATLAB支持多种数据类 型，如数值型、字符型、 逻辑型和单元数组等。
matlab教程PPT(完整版)
汇报人：可编辑 2023-12-26
目 录
• MATLAB基础 • MATLAB编程 • MATLAB矩阵运算 • MATLAB图像处理 • MATLAB数值分析 • MATLAB应用实例
01
MATLAB基础
MATLAB简介
MATLAB定义
MATLAB应用领域
MATLAB是一种用于算法开发、数据 可视化、数据分析和数值计算的编程 语言和环境。
函数编写
01
02
03
04
函数定义
使用`function`关键字定义函 数，指定输入输出参数。
函数体
在函数定义中编写实现特定功 能的代码。
函数调用
通过函数名和输入参数调用自 定义函数。
MATLAB基础知识讲义
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2
MATLAB语言的主要特点
MATLAB基础
（1）具有丰富的数学功能
包括矩阵各种运算。如：正交变换、三角分解、特征值、常见的特殊矩 阵等。
包括各种特殊函数。如：贝塞尔函数、勒让德函数、伽码函数、贝塔函 数、椭圆函数等。
包括各种数学运算功能. 如: 数值微分, 数值积分, 插值, 求极值,方程求根, 常微分方程的数值解, 符号运算, 极限问题、积分问题等。
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5
MATLAB基础
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6
MATLAB基础
一、变量、数值与函数
1、变量
MATLAB中变量的命名规则 (1) 变量名必须是不含空格的单个词； (2) 变量名区分大小写； (3) 变量名最多不超过63个字符； (4) 变量名必须以字母打头，之后可以是任意字母、数字 或下划线，变量名中不允许使用标点符号。
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7
特殊变量表
MATLAB基础
特殊变量 取 值
ans
用于结果的缺省变量名
pi eps flops
圆周率 计算机的最小数，当和 1 相加就产生一个比 1 大的数 浮点运算数
inf NaN i，j
无穷大，如 1/0 不定量，如 0/0 i=j= 1
nargin
所用函数的输入变量数目
nargout 所用函数的输出变量数目
cumsum
求元素累积和
length size
MATLAB基础
MATLAB基础
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1
MATLAB基础
MATLAB的发展史
MATLAB名字由MATrix和 LABoratory 两词的前三个字母组合而成。 那是20世纪七十年代，时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任的Cleve Moler出于减轻学生编程负担的动机，为学生设计了一组调用LINPACK 和 EISPACK 矩 阵 软 件 工 具 包 库 程 序 的 的 “ 通 俗 易 用 ” 的 接 口 ， 此 即 用 FORTRAN编写的萌芽状态的MATLAB。
2024年MATLAB课件
MATLAB课件MATLAB（矩阵实验室）是一种广泛应用于工程、科学和数学领域的编程语言和软件环境。
本课件旨在向读者介绍MATLAB的基本概念、功能和应用，帮助读者快速掌握MATLAB的使用方法，并能够利用MATLAB解决实际问题。
一、MATLAB概述MATLAB是MathWorks公司开发的一种高性能的数值计算和可视化软件。
它提供了一个交互式环境，用户可以通过编写程序或使用其丰富的工具箱进行数据分析、数值计算、算法开发、建模仿真等任务。
MATLAB支持多种编程范式，包括过程化编程、面向对象编程和函数式编程。
二、MATLAB基本操作1.MATLAB界面启动MATLAB后，用户将看到一个包含多个组件的界面，如命令窗口、工作空间、历史记录、当前文件夹等。
命令窗口是MATLAB的主要交互界面，用户可以在这里输入命令并执行。
工作空间显示了当前MATLAB会话中定义的所有变量。
历史记录记录了用户在命令窗口中输入的所有命令。
当前文件夹显示了当前MATLAB会话的工作目录。
2.MATLAB基本命令help：显示函数的帮助信息。
clc：清除命令窗口。
clear：清除工作空间中的所有变量。
disp：显示文本或变量的值。
who：列出工作空间中的所有变量。
whos：列出工作空间中所有变量的详细信息。
3.MATLAB数据类型MATLAB支持多种数据类型，包括数值类型、字符类型、结构体、元胞数组等。
数值类型包括整数、浮点数、复数等。
字符类型用于表示文本数据。
结构体是一种包含多个字段的数据类型，每个字段都可以存储不同类型的数据。
元胞数组是一种可以存储不同类型和大小的数据的数组。
三、MATLAB编程基础1.变量和赋值a=5;2.数组和矩阵操作MATLAB中的数组可以是数值数组、字符数组或逻辑数组。
数组可以通过方括号（）创建，例如：a=[123;456;789];矩阵是特殊的数值数组，具有两个维度。
MATLAB提供了丰富的矩阵操作函数，如矩阵乘法（）、矩阵转置（'）、矩阵求逆（inv）等。