重庆大学光电工程学院

课程名称 —— Matlab 应用
授课对象：本科生 课程性质：专业选修课 选用教材：《Matlab实用教程》
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参考资料
[1]郑阿奇, Matlab实用教程[M],北京：电子工业出版社， 2004 [2]张志涌,掌握和精通MATLAB[M],北京:北京航空航天大 学出版社, 1997 [3]飞思科技产品研发中心, Matlab7辅助信号处理技术与 应用[M] ,北京：电子工业出版社, 2005 [4]Mathworks公司论坛 /matl abcentral/ [5]研学论坛
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第一节 变量及其赋值
2.1.1 标识符与数据格式
Matlab内部数据均转化为双精度格式(double) 简化编程 运算速度降低、内存消耗增大 Matlab同样能够对字符型(8位)、整数型(16位、 32位、64位)、浮点数型(32位、64位)数据进行 处理
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第一节 变量及其赋值
2.1.2 矩阵及其元素的赋值
赋值就是把数赋给代表常量或变量的标识符，其一般 形式为： 变量=表达式(或数) 与其他语言不同的是，Matlab在赋值前不需要对变量 进行事先的声明和类型定义。 a=3 A=[1 2 3;4 5 6] int a; a=3; int A[2][3]; A[2][3]={{1,2,3},{4,5,6}};
火星探路者
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第一节 Matlab语言及特点
应用Matlab进行设计的世界知名公司
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第二节 Matlab的工作环境
Matlab系统安装(Matlab R2007a 7.4)
Operating System 32-bit Windows XP MathWorks Windows Products 2000 Windows Server 2003 Windows Vista Processors Disk Space RAM
生成(0,1)之间服从均匀分布的随机数或数组 生成(0,1)之间服从正态分布的随机数或数组
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第一节 变量及其赋值
⑤ Matlab内部特殊变量和常数 ans: 临时变量 eps: 常数，表示浮点的相对精度; eps = 2-52 realmax: 常数，最大正浮点数； realmax ≈ 21024 realmin: 常数，最小正浮点数； realmin ≈ 2-1022 pi: 常数，圆周率 Inf: 常数，表示正无穷大，被0除或溢出 i,j: 虚数单位 i,j= NaN: 表示非数值，如Inf-Inf，0/0
A= 1 2 3 B=1 2 3
>>C=A*B
C= 1 2 2 4 3 6 3 6 9
A的列数必须等于B的行数
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第二节 运算符与数学表达
点乘“.* ”：A .* B C=A*B表示两矩阵对应元素相乘；A和B必须行列 数均相等，或其中一个是标量 >> A = [1 2 3;4 5 6]; >> B=[1+1i, 2+2i,3+3i;4+4i,5+5i,6+6i]; >> C=A.*B C = 1 + 1i 4 + 4i 9 + 9i 16 +16i 25 +25i 36+36i
>> C=A+B C = 2 + 1i 4 + 2i 6 + 3i 8 + 4i 10 + 5i 12 + 6i >> D=A-2 D = -1 2 0 3 1 4
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第二节 运算符与数学表达
算术乘法“* ”：A * B C=A*B表示两矩阵线性代数的乘积
>>A = [1;2;3];B = [1 2 3]
3 6 1
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第一节 变量及其赋值
③ 赋值技巧 (2)去掉原矩阵中的某些行、列 >>A(3,:) = [ ] >>A(:,3) = [ ] A= 1 4 2 5 3 6 1 4 7 size(A) = 3 A= 2 5 8 2
size(A) = 2 3 >>A([1 2] ,:) = [ ] A= 7 8 9 size(A) = 1 3
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第一节 变量及其赋值
④ 特殊矩阵和数组
函数名称 zeros(m,n) 功能 生成一个m×n的全为0的矩阵
ones(m,n) eye(m) magic(m) linspace(a,b,n) diag(A)
rand(m,n) randn(m,n)
生成一个m×n的全为1的矩阵 生成一个m×m单位阵 生成一个m×m的魔方矩阵 生成一个线性间隔的行矢量 得到矩阵A主对角线元素组成的矢量
>>help matlab/general
窗口 命令 clf close 工作空 间命令 who whos 显示格 式命令 format type echo on(off) 文件操 作命令 what which 帮助 命令 help lookfor
close all clc
clear save load
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第一节 Matlab语言及特点
控制系统、信号处理、图像 处理、系统辨识、模糊集合、 神经网络、小波分析等20余 个toolbox
无需编译， 立即执行
解释性语言
功能丰富、 可扩展性强
变量的多功 能性
每个变量表示一个矩阵 每个元素都可看作复数 矩阵的行列数无需定义
自动确定坐标 多种坐标格式 三维绘图 不同颜色、线型
Intel Pentium 510 MB 512 MB (Pentium IV (MATLAB (1024 MB only)* recommended) and above) Intel Celeron Intel Xeon Intel Core AMD Athlon AMD Opteron
系统需求
三维作图
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第一节 Matlab语言及特点
基本部分 矩阵运算和分析 代数和超越方程求解 数据统计与处理 多项式的运算 图形绘制 函数分析与数值积分 各种变换 扩展功能(toolbox) 控制系统 信号处理、图像处理 数据库 通信网络 系统辨识 神经网络 模糊集合 小波分析 Simulink ……..
A= 1 4 7
2 5 8
3 6 9
A(2,3) = 6 Matlab中对位置的标注从1开始，不是从0开始
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第一节 变量及其赋值
③ 赋值技巧 (1)利用冒号给全行或全列的元素赋值 >>A(3,:) = [0 0 7] >>A(:,3) = [0 0 7] A= 1 4 0 >>A(3,:) = 1 A= 1 2 4 5 1 1 2 5 0 3 6 7 A= 1 4 7 2 5 8 0 0 7
3.X
• 1988
4.X
• 1992
5.1
• 1997
6.0
• 2000
7.0
• 2004
7.4
• 2007
Matlab语言是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言。 用于概念设计,算法开发,建模仿真,实时实现的理想的集成 环境。它集成度高、使用方便、输入简介、运算高效，并 且易于用户扩展, 是目前最好的科学计算类软件。
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第一节 Matlab语言及特点
380,000次仿真 + 0次飞行试验 = 320,000,000英里的成功远征
NASA的工程小组对数千种大气扰动情 况下的最终着陆情况进行了仿真,从而开 发和验证了其多重冗余的火箭减速着陆 系统.两颗火星探路者实际的自主着陆过 程和仿真精确吻合.
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第二章 Matlab的基本语法
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 变量及赋值 运算符与数学表达 控制流 基本数学函数 基本绘图方法 M文件及调试 数据的输入、输出及文件的读写
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第一节 变量及其赋值
2.1.1 标识符与数据格式
标识符是标志变量名、常量名、函数名和文件名的 字符串的总称。
长度小于19个字符 英文字母、阿拉伯数字及下划线 第一个字符必须是英文字母 小写字母表示矢量或标量，大写字母表示矩阵
√ A, a, m_size, f_point2, p2xyz × abcdefghijklmnopqrst × t※xyz, 2, 3a, 3M_size, _3point2
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第一节 变量及其赋值
⑥ 变量处理中的一些常用函数
函数名称 size length sort mean var max/min find 功能 求矩阵或矢量的阶数 求矢量的长度 对矢量或矩阵数据进行排序 求矢量或矩阵元素的均值 求矢量或矩阵元素的方差 求矢量或矩阵元素的最大/小值 求非零元素的位置
* /
\ ^ %
算术乘法 算术右除
算术左除 算术幂 注释符
.* ./
.\ .^ :
点乘 点右除
点左除 点幂 冒号操作符
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第二节 运算符与数学表达
算术加/减法“± ”：A ± B 两矩阵对应元素相加/减，A与B的阶数必须相同， 或其中一个为标量
>> A = [1 2 3;4 5 6]; >> B=[1+1i, 2+2i,3+3i;4+4i,5+5i,6+6i];