matlab语言及其应用
MATLAB语言及其应用实验报告.doc
MATLAB语言及其应用实验报告.doc一、实验目的1、熟悉MATLAB语言及其基本操作；2、掌握利用MATLAB进行数据分析和可视化的方法；3、掌握MATLAB应用于科学计算的基本方法。
二、实验环境MATLAB R2018a三、实验内容及方法3.1 实验内容1、打开MATLAB环境；2、读入数据文件，并对数据进行分析和处理；3、通过MATLAB绘制图表，对数据进行可视化。
四、实验细节及流程4.1 读入数据文件本实验使用的数据文件为sales.xlsx，其中包括2018年各个季度的销售数据。
首先，通过以下命令导入数据：data=xlsread('sales.xlsx');4.2 数据分析和处理1、计算各季度销售总额通过以下代码计算每个季度的销售额并求和，得到每年的销售总额：Q1=data(:,2);TotalSales=sum([Q1 Q2 Q3 Q4],2);2、计算增长率根据每年的销售总额，计算出每年的增长率。
具体代码如下：GrowthRate(1)=0;for i=2:length(TotalSales)GrowthRate(i)=((TotalSales(i)-TotalSales(i-1))/TotalSales(i-1))*100; endSalesGrowth=[TotalSales GrowthRate];3、计算每个季度的均值和标准差meanQ1=mean(Q1);stdQ1=std(Q1);4、计算出每年第一个季度的销售额所占比例首先，我们将第一个季度的销售额单独提出来，具体代码如下：4.3 数据可视化1、柱形图对于销售总额，使用柱形图进行可视化，具体代码如下：结果如下图所示：图1 销售总额2、线性图3、箱形图boxplot([Q1 Q2 Q3 Q4],{'Q1','Q2','Q3','Q4'});图3 每个季度的销售额4、饼图pie(FirstQSalesRatio(:,1));五、结论本实验通过对销售数据的分析和可视化，得出以下结论：1、2018年销售总额呈逐年上升趋势，其中2017年到2018年的增长率最高；2、每年第一个季度的销售额所占比例在40%至45%之间，与其他季度相比，显著高于其他季度；3、2018年第二季度的销售额经过调整后，表现出了相对较高的波动。
matlab原理及应用
matlab原理及应用Matlab是一种基于矩阵运算的高级技术计算语言和环境，广泛应用于科学计算、数据分析、图像处理、信号处理、控制系统设计等领域。
本文将介绍Matlab的原理及应用。
一、Matlab的原理Matlab的原理是基于矩阵运算的。
它的核心是矩阵运算引擎，通过矩阵和向量的运算实现各种科学计算和数据处理任务。
Matlab提供了丰富的函数库和工具箱，可以进行符号计算、数值计算、线性代数运算、最优化、概率统计、图像处理等各种计算任务。
Matlab的语法简洁而灵活，可以方便地进行矩阵和向量的创建、操作和计算。
它支持面向对象的编程，并提供了丰富的图形界面和交互式开发环境，使得用户可以方便地进行数据可视化和交互式的计算。
二、Matlab的应用1. 科学计算：Matlab被广泛应用于科学计算领域，可以进行符号计算和数值计算，解决各种数学问题。
它可以进行微积分、代数、微分方程求解、符号计算、数值积分等各种科学计算任务。
2. 数据分析：Matlab提供了丰富的数据分析工具箱，可以进行数据预处理、数据可视化、统计分析、回归分析、聚类分析等各种数据分析任务。
它可以帮助用户快速处理和分析大量的数据，提取数据中的规律和模式。
3. 图像处理：Matlab提供了强大的图像处理工具箱，可以进行图像的读取、处理、分析和显示。
它可以实现图像的滤波、增强、变换、分割、特征提取等各种图像处理任务。
Matlab在医学图像处理、计算机视觉、遥感图像处理等领域有着广泛的应用。
4. 信号处理：Matlab提供了强大的信号处理工具箱，可以进行信号的采集、处理、分析和显示。
它可以实现信号的滤波、频谱分析、时频分析、信号重构等各种信号处理任务。
Matlab在通信领域、音频处理、振动分析等领域有着广泛的应用。
5. 控制系统设计：Matlab提供了强大的控制系统设计工具箱，可以进行控制系统的建模、仿真、优化和设计。
它可以实现控制系统的稳定性分析、性能评估、参数调节等各种控制系统设计任务。
MATLAB语言及其应用课件CH04 MATLAB语言
%加图形标题
xlabel('independent variable X');
%加X轴说明
ylabel('independent variable Y');
%加Y轴说明
text(2.8,0.5,'包络线');
%在指定位置添加图形说明
text(0.5,0.5,'曲线y');
text(1.4,0.1,'离散数据点');
hold off;
2021/7/13
%关闭图形保持 18
3. 图形窗口的分割 subplot函数的调用格式为：
subplot(m,n,p)
例： 在一个图形窗口中以子图形式同时绘制正弦、余弦、正 切、余切曲线。
(ex2802.m)程序如下：
x=linspace(0,2*pi,60);
y=sin(x);z=cos(x);
subplot(2,2,3);
plot(x,t);title('tangent(x)');axis ([0,2*pi,-40,40]);
subplot(2,2,4);
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plot(x,ct);title('cotangent(x)');axis ([0,2*pi,-40,40]);
y1=2*exp(-0.5*x)*[1,-1];y2=2*exp(0.5*x).*sin(2*pi*x);
plot(x,y1,'b:');
axis([0,2*pi,-2,2]);
%设置坐标
hold on;
%设置图形保持状态
plot(x,y2,'k');
MATLAB语言及应用教程
MATLAB语言及应用教程
1、MATLAB简介
MATLAB（即matrix laboratory）是美国MathWorks公司出品的商业
数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技
术计算语言和交互式环境。
MATLAB 不仅只是一个计算器，它还是一个完
整的编程语言。
MATLAB是一种具有矩阵语法的高级语言，用于构建专用的算法，处
理和可视化数据，提供深入的分析，以及创建强大的应用程序和系统。
MATLAB包括大量的可用函数和程序，用于帮助您解决各种各样的计算机
问题。
MATLAB可以帮助您节省时间，减少编程中的错误，提高工作效率，从而为您创造机会。
2、MATLAB组成
（1）命令窗口：MATLAB命令窗口是主要用户接口。
它是一个交互式
终端，用于输入数学表达式，变量和命令，并查看结果。
（3）图形化编程工具箱：图形化编程工具箱是一种图形化编程环境，可让您创建自定义MATLAB程序和应用程序，而无需手动编写MATLAB代码。
（4）函数库：MATLAB函数库是MATLAB软件包括的主题特定函数库。
MATLAB 语言及应用教程
早在20世纪90年代初，欧美等发达国家的大学就将MATLAB列为一种必须掌握 的编程语言。近几年来，国内的很多大学也将MATLAB列为了本科生必修课程。
与Maple、Mathematica数学计算软件相比，MATLAB以数值计算见长，而 Maple等以符号运算见长，能给出解析解和任意精度解，而处理大量数据的能力 远不如MATLAB。
Jack Little
2021/9/30
Application of Matlab Language
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• 在公司初创的五年，Jack Little非常辛苦，常常身兼数职（董事长、总经理、推销、程 序开发等），但公司一直稳定发展，从当初的一人公司，到1993年的200人，到2000年的 500余人，到2005年公司员工达到了1300人，不但打败其他竞争软件，而且前景一片欣欣 向荣。根据Jack Little个人说法，MATLAB早期成功的两大因素是：选用了C语言及选定PC 为主要平台，这似乎和微软的成功有相互呼应之妙。
matlab基础及其应用
matlab基础及其应用Matlab基础及其应用一、Matlab 介绍Matlab（Matrix Laboratory）是一种用于科学计算、编程和可视化的高级编程语言和环境。
它是由MathWorks开发的一种高级计算机软件，提供了编写脚本语言来创建和运行用于执行数学分析和可视化任务的程序。
Matlab的功能覆盖范围极广，它的主要功能包括：矩阵、向量和数组运算；绘制函数和数据；编写程序和函数；分析和建模数据；实现算法；设计和仿真系统；连接到其他编程语言，如C/C++。
二、Matlab 环境Matlab 语言包括四个部分，分别是：1. 命令窗口：用于输入 Matlab 命令的窗口。
2. 工作空间：用于显示工作空间中的所有变量和函数。
3. 编辑窗口：用于编写和编辑脚本文件（*.m 文件）的窗口。
4. 程序窗口：用于显示 Matlab 命令的窗口。
三、Matlab 的应用领域Matlab 有着广泛的应用领域，以下是部分应用：1. 科学与工程：Matlab 是解决科学和工程问题的首选软件，可以帮助用户快速实现科学和数学计算任务。
2. 数据分析：Matlab 是处理数字和统计数据的首选软件，可以帮助用户轻松解决统计分析问题。
3. 工程计算：Matlab 是快速实现工程计算的首选软件，可以提供快速算法来解决各种工程问题。
4. 图像处理：Matlab 是快速处理图像的首选软件，可以帮助用户快速实现图像处理、压缩和恢复等任务。
5. 自动控制：Matlab 是解决自动控制问题的首选软件，可以帮助用户快速实现现代自动控制方法。
四、Matlab 基础1. Matlab 的基本数据类型：a. 标量：Matlab 中的标量是一个单独的数值，可以是整数或实数。
b. 向量：Matlab 中的向量是一组数字，组成的方式可以是行向量或者列向量。
c. 矩阵：Matlab 中的矩阵是一个二维的数据结构，由行列元素组成。
d. 字符串：Matlab 中的字符串是一个字符组成的字符向量，用引号括起来。
第1讲Matlab语言及其应用 课件
2019/3/11
Application of Matlab Language
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2.1 启动与退出MATLAB
? 启动MATLAB
? 直接用鼠标双击桌面上MATLAB图标 ? 或Windows桌面的“开始”—〉“所有程
序”—〉“MATLAB” —〉“MATLAB”。
? 退出MATLAB
? 关闭MATLAB桌面 ? 在命令窗口执行quit或exit命令
y= 0.5000
【例2.2-5 】计算 y ? 2cos ?的0.3?值?。
1? 5
>>y=2*cos(0.3*pi)/(1+sqrt(令行编辑 ? “↑”键调回已 输入过命令。
? 修改。
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Application of Matlab Language
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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。
? 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=
2
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Application of Matlab Language
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2.2 命令窗口 （续）
〖说明〗
? 在命令窗口【Enter】键提交命令执行。 ? Matlab所用运算符（如+、-、^等）是各种计算程序中
常见的。 ? 计算结果中的“ans”是英文“answer”的一种缩写，
matlab语言及应用
matlab语言及应用Matlab是一种高级的、交互式的数学和科学计算语言。
有别于其他编程语言，Matlab语言主要用于数值分析、统计分析和数据可视化等领域。
在科研、工程应用中有着广泛的使用。
一、Matlab的基本语法和函数Matlab的基本语法和其他编程语言非常相似，可以进行变量的定义、条件判断、循环等操作。
同时，Matlab提供了非常丰富的各种函数库，可以快速、简单地实现很多数值计算和科学计算任务。
例如，Matlab中可以运用线性代数的知识，使用矩阵来进行数值计算。
二、Matlab的应用场景1.信号处理Matlab支持音频信号处理、图像处理、视频处理等领域，可以进行数据前处理、数据去噪等相关处理操作。
在语音识别、图像识别和计算机视觉等领域都有着广泛的应用。
2.数据可视化Matlab拥有很多绘图函数和工具箱，可以绘制二维和三维的图像，制作图像、视频和动画，帮助用户更好地理解和分析数据。
3.机器学习Matlab提供了非常丰富的机器学习工具箱，例如：神经网络、决策树等，可以用于深度学习、聚类分析等领域。
三、Matlab的优势1.易于学习和入门Matlab提供了很多在线工具，包括文档、范例、演示程序等等。
特别是对于新手，可以通过在线课程、教程、交互计算工具等多种方式进行学习。
2.高效的处理能力和速度Matlab内部使用了许多优化算法，可以通过并行计算和高效的内存管理来实现快速的计算和分析。
3.丰富的工具箱和功能Matlab提供了丰富的工具箱和函数库，以满足不同领域用户的需求。
四、Matlab的未来随着计算机运算能力的不断提高，以及科学技术的迅速发展，Matlab 的应用范围也在不断扩大并且深入到各个领域。
Matlab的发展方向将更多地集中在人工智能、深度学习、大数据分析等方面，对于工业、金融、科研学术等领域都有着广泛的应用前景。
总之，Matlab是一种高度可扩展的语言，在数值计算、科学计算和工程应用中有着广泛的应用。
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• 到了70年代后期，身为美国新墨西哥州大学计算机系系主
任的CIeve Moler，在给学生上线性代数课时，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
Cleve Moler
MATLAB 语言及其应用
授课教师:刘教授 单位：网络工程与信息安全系 2020年3月 Application of Matlab Language
课程的作用 课程的目的 课程的特点 课程安排
2020/6/14
Application of Matlab Language
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课程的作用
• 在欧美各高等学校，Matlab成为线性代数、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 诸多课程的基本教学工具，成为本科生、硕士生和博士生的 必须掌握的基本技能。 • 在设计研究单位和工业部门，Matlab已被广泛地用于研究 和解决各种具体的工程问题。 • 可以预见，Matlab将在我国科学研究和工程应用中发挥越 来越大的作用。
的定事点件运驱算动模系块统集进（行F建ix模ed、-po仿in真t B的lo工cks具et。）与C语言程序代码到VHDL Simulink BloSc（tkastVeetefslroywHCigohdSerp是ee基d I于nteSgtaratetefldowC状irc态uit图H生ard成ware Description Language，一 Real-Time W高种or效k标sh、准op优的(R化硬T的W件程)电序路代设码计。语言 ）的自动转换功能，可以看出，高级的 Stateflow 系統仿真或低级的芯片算法设计，都可用MATLAB、Simulink、 Stateflow CodSetarteflow及相关的工具箱来完图成1。.1 MATLAB产品体系结构
• 2002年7月，推出了Matlab 6.5(R13)，在这一版本中Simulink升级到了5.0，性能有 了很大提高，另一大特点是推出了JIT程序加速器，Matlab的计算速度有了明显的 提高。 • 2005年9月，推出了MAILAB 7.1(Release14 SP3)，在这一版本中Simulink升级到了 6.3，软件性能有了新的提高，用户界面更加友好。值得说明的是，Matlab V7.1版 采用了更先进的数学程序库，即“LAPACK”和“BLAS”。
• 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。
• 1997年，Matlab 5.0版本问世了,实现了真正的32位运算，加快数值计算，图形表现 有效。 • 2001年初，MathWorks公司推出了Matlab 6.0（R12）。
MATLAB软件功能之强大、应用之广泛，已成为为21世纪最为重要的科学计算 语言。可见学习掌握这一工具的重要性。
2020/6/14
Application of Matlab Language
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1.2 MATLAB产品的体系结构
围绕着MATLAB这个计算核心，形成了诸多针对不同 习使M实用A际MMTA上LATATMLBLAA产ABTBS间 的呢品LimA或核？由uB围 称 专 Bl离心若本这ilnoM序 的 器 运用绕 为k散。c就干身M核 数是Ak文 编标 行模着 模s时AT有模就心 据e窗件 译准 效块块StLT间、块是必i与 可Am口L编生的率集集AB的S要组一u基视图i译成C。lB，（mCi动n了成个/础化是形oP生函k如BCm态o仿，解极，于M应（用的位而领l+方ow成数Cp系c+真A这不其ei是一工用开且详域To式kl标库r文eTmosS统核一同丰r集体e发具领新见，的Loy这m准或t件slA建s心软的富bt高的提箱域的M可u）、种e的可Bo可nm模所件模的Ax性高产供大的工以i,专编cM执C）以TB、a开产块资/能效品的概算具首门tAL译l行，i被CooA分发T品完源数编家工有法箱先c+用n器文这B任Lk析+的的成库Bs值程族具A程还到在4于可e件些何语0lBt和o应体不，多计语的箱序在网线、连以c产，工一言k仿用系同那个算言计，包不上帮S续s将品以具种文ie真g程结的么t，与。算这断查助，时nM、提提箱件Ca序构功应另些增找文被A/lD供高的，CT包能该外工加是档S称。+许程L列而P，，从+A还具否为。。多序表生编B其哪有箱已专M如程的以成译中一A其的有用果及T有部他总相工你L每A：分公数关具有个B开司已的箱特本工始或有工别身具着研1具的所箱0手0究箱应提的多、单用供，使个学，
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Application of Matlab Language
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1 Matlab概述
内容
Matlab发展历史 Matlab产品家族(Matlab family of products)体系 Matlab 语言的特点。
目的
全面了解 Matlab软件包 激发对Matlab软件的学习兴趣。
ห้องสมุดไป่ตู้
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。
• 在1978年，Malab就面世了。这个程序获得了很大的成功， 受到了学生的广泛欢迎。在以后的几年里，Matlab在多所 大学里作为教学辅助软件使用，并作为面向大众的免费软 件广为流传。
2020/6/14
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Application of Matlab Language
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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。
Application of Matlab Language
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• 将MATLAB商品化的不是Cleve Moler,而是一个名叫Jack Little 的人。当免费的MATLAB软件到Stanford大学，Jack Little正在该 校主修控制，便接触到了当时MATLAB，直觉告诉他，这是一个 具有巨大发展潜力的软件。因此他在毕业沒多久，就开始用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，原来应用于 控制领域里的一些封闭式数学计算软件包（如英国的UMIST、瑞 典的LUND和SIMNON、德国的KEDDC）就纷纷被淘汰或在 MATLAB上重建。
目前，Matlab软件支持多种系统平台，如常见的WindowsNT/XP、UNIX、Linux 等。
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Application of Matlab Language
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MATLAB就是这样经过了近30年的专门打造、20多年的千锤百炼，它以高 性能的数组运算（包括矩阵运算）为基础，不仅实现了大多数数学算法的高效运行 函数和数据可视化，而且提供了非常高效的计算机高级编程语言，在用户可参与的 情况下，各种专业领域的工具箱不断开发和完善，MATLAB取得了巨大的成功， 已广泛应用于科学研究、工程应用，用于数值计算分析、系统建模与仿真。
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Application of Matlab Language
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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。
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Application of Matlab Language
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本课程的目的（ Objectives of This Course ）
讲授MATLAB语言基础入门知识，介绍MATLAB产品的体系、MATLAB 桌面工具的使用方法，重点介绍MATLAB的数据可视化、数值计算的基本步骤 以及如何使用MATLAB语言编写整洁、高效、规范的程序。并涉及到一些具体 的专业应用工具箱（如：信号处理工具箱、图像处理工具箱等）。
主要参考书 ➢ 《精通MATLAB 6.5》张志涌 等编著，北航出版，2003年 ➢ 《高等应用数学问题的Matlab求解》 薛定宇等著，清华大学出
版社，2004年 ➢ 《Matlab程序设计与应用》 刘卫国主编，高等教育出版社
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Application of Matlab Language
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授课宗旨
• 讲授MATLAB的通用功能。 • 寓教于例，由浅入深。 • 关于科学计算，着重强调理论概念、算法和实际计算三者 之间的关系。
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Application of Matlab Language
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第一讲 Matlab概述
前言 Matlab软件概述 Matlab的桌面环境及入门知识
早在20世纪90年代初，欧美等发达国家的大学就将MATLAB列为一种必须掌握 的编程语言。近几年来，国内的很多大学也将MATLAB列为了本科生必修课程。
与Maple、Mathematica数学计算软件相比，MATLAB以数值计算见长，而 Maple等以符号运算见长，能给出解析解和任意精度解，而处理大量数据的能力 远不如MATLAB。
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Application of Matlab Language
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课程安排
课堂教学：共24学时；（1-12周） 上机试验：共24学时。
（2-13周，周二7-8节，九实401、402、403）