matlab程序设计与应用基础教程
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
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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基础及应用教程
4.1.1 脚本文件（Scripts）
当我们需要在命令窗进行大量的命令集合运行时， 直接从命令窗口输入比较麻烦， 这时 就可以将这些命令集合存放在一个脚本文件（Scripts）中，运行时只需要输入其文件名就 可以自动执行这些命令集合。需要注意的是，脚本文件运行所产生的变量都驻留在 MATLAB 的工作空间中，同时脚本文件也可以调用工作空间中的数据。因此，脚本文件所涉及的变量 是全局变量。前几章所涉及到的 M 文件都是这类脚本文件。 编辑一个脚本文件可以直接在命令窗口的左上角打开编辑窗进行编辑。 4.1.2 函数文件（func构成 （1）函数定义行： Function [输出参量]=gauss（输入参量） （2）： 完成函数的功能。 （3）函数说明。 （4）函数行注。 从上面构成的情况看， 函数式文件实际上是完成输入参量与输出参量的转换， 这样的转换是 由函数文件名为 gauss 的文件来完成的。 函数体的功能必须说明清楚输入参量与输出参量的 关系。函数说明是用来解释该函数的功能的，函数行注是对程序行进行说明的。上面（1） 和（2）是必须的。 【例 4-1】分析下面函数文件。 %一个数列，任意项等于前两项之和，输入项数可以给出这个数列 function [a]=sul(n) if n==1
n 的最大数为 100，要求： （1） 保存你的 fibo.m 文件，当在命令窗调用 fibo 函数时，不论输入任何整数有正确的 输出。 （2） 做出 fibo 的二维离散函数图，n 取 1 到 10，图的函数值处用小圆圈并涂为黑色，请 保存你的图形。 （3） 用三次样条插值的方法对（2）中的 10 个点进行插值，自变量的分辨率为 0.01, 请保存你的图形。 (4) 将完成（3）工作的插值函数保存为 fib.m 文件， ，当在命令窗调用 fib 函数时，不论输 入任何具有两位小数且小于 10 大于 0 的数（如 5.45）时有正确的输出。 7． 设电子粒子束流从恒定磁场中某点以相同速率发射， 发射的方向与磁场方向的夹角很小， 观察不同方向入射的粒子束流的运动轨道。 （设磁场沿 Z 方向） 数学模型： 粒子流的速度初值为
MATLAB基础与应用教程第2章
：
（3）多分支if语句： if 条件1 语句块1 elseif 条件2 语句块2 …… elseif 条件n 语句块n else 语句块n+1 end
【例2.4】输入一个字符，若为大写字母，则输出其对应的小 写字母；若为小写字母，则输出其对应的大写字母；若为数 字字符则输出其对应数的平方，若为其他字符则原样输出。 c=input('请输入一个字符','s'); if c>='A' & c<='Z' disp(lower(c)); elseif c>='a'& c<='z' disp(upper(c)); elseif c>='0'& c<='9' disp(str2num(c)^2); else disp(c); end
执行M文件的方法。 ● 掌握利用if语句、switch语句实现选择结构的方法。 ● 掌握利用for语句、while语句实现循环结构的方法。 ● 熟悉利用向量运算来代替循环操作的方法。 ● 掌握定义和调用MATLAB函数的方法。
2.1 M文件
2．数据的输出 MATLAB提供的命令窗口输出函数主要有disp函数，其调用格式为 disp（输出项） 其中，输出项既可以为字符串，也可以为矩阵。例如： A='Hello,World!'; disp（A) 【例2.2】求一元二次方程ax2 + bx + c = 0的根。 由于MATLAB能进行复数运算，所以不需要判断方程的判别式，而直接 根据求根公式求根。程序如下： a=input('a=?'); b=input('b=?'); c=input('c=?'); d=b*b-4*a*c; x=[(-b+sqrt(d))/(2*a),(-b-sqrt(d))/(2*a)]; disp(['x1=',num2str(x(1)),',x2=',num2str(x(2))]);
最新matlab程序设计基础教程
在欧美各高等院校，MATLAB已经成 为线性代数、自动控制理论、数字信号处
理、时程的基本教学工具，成为大学生、硕
士生以及博士生必须掌握的基本技能。
MATLAB: 是英文MATrix LABorotory(矩阵实验室)的
缩写。
MATLAB起初是一门专用于矩阵运算 的软件。发展到今天，MATLAB已经成功 能强大的软件。总之，矩阵和数组是
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0 .5
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一. MATLAB7.0简介
5.可以自动选择算法 MATLAB的许多功能函数都带有算法的自适应能
力，它会根据情况自行选择最合适的算法，这样，当使 用其他程序时，因算法选择不当而引起的譬如死机等错 误，在使用MATLAB时可以在很大程度上避免。 6.与其他软件和语言有良好的对接性
程可以节省大量的编程时间。
一. MATLAB7.0简介
3.应用工具箱
除了数量巨大的基本内部函数外， 应用工具箱主要
解决某些特定领域的复杂问题。其工具箱分为两大类： 功能性工具箱和学科性工具箱。功能性工具箱主要用来 扩充其符号计算功能、可视建模仿真功能及文字处理功 能等。学科性工具箱专业性比较强，如控制系统工具 箱、信号处理工具箱、神经网络工具箱、最优化工具 箱、金融工具箱等，用户可以直接利用这些工具箱进行 相关领域的科学研究。
二.MATLAB7.0的安装和用户界面
当MATLAB安装完毕并首次启动时，展现在屏幕 上的界面为MATLAB的默认界面，如图所示。
MATLAB基础及其应用教程
2.1基本概念 2.2向量运算
2.3矩阵运算 2.4数组运算
2.6小结
2.5字符串运算
2.7习题
2.1.1 MATLAB数据类型 2.1.2常量与变量 2.1.3标量、向量、矩阵与数组 2.1.4字符串 2.1.5运算符 2.1.6命令、函数、表达式和语句
2.2.1向量的生成 2.2.2向量的加减和数乘运算 2.2.3向量的点、叉积运算
6.5.1面向对象程序设计的基本方法 6.5.2面向对象的程序设计实例
7.1二维图形 7.2三维图形
7.3图像 7.4函数绘图
7.5小结
7.6习题
7.1.1 MATLAB的图形窗口 7.1.2基本二维图形绘制 7.1.3其他类型的二维图 7.1.4色彩和线型 7.1.5坐标轴及标注 7.1.6子图
3.3.1微分和差分 3.3.2牛顿-科茨系列数值积分公式
3.4.1直接法 3.4.2迭代法
3.5.1稀疏矩阵的建立 3.5.2稀疏矩阵的存储 3.5.3用稀疏矩阵求解线性方程组
3.6.1欧拉法 3.6.2龙格-库塔方法
Hale Waihona Puke 4.1结构数组 4.2细胞数组
4.3小结 4.4习题
4.1.1结构数组的创建 4.1.2结构数组的操作
2.3.1矩阵元素的存储次序 2.3.2矩阵元素的表示及相关操作 2.3.3矩阵的创建 2.3.4矩阵的代数运算
2.4.1多维数组元素的存储次序 2.4.2多维数组的创建 2.4.3数组的代数运算 2.4.4数组的关系与逻辑运算 2.4.5数组和矩阵函数的通用形式
2.5.1字符串变量与一维字符数组 2.5.2对字符串的多项操作 2.5.3二维字符数组
5.2.1符号对象的加减 5.2.2符号对象的乘除
matlab基础 matlab程序设计
自动逐行执行该文件中的各条语句
函数文件基本格式：
function [输出形参列表]=函数名（输入形参列表） 注释说明语句段 程序语句段
end
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函数内容: （1）第一行帮助行，即H1行
7
5.2.1顺序结构
程序模块1 程序模块2
MATLAB中实现顺序结构的方法非常简单：
只需将程序语句顺序排列即可
8
example.m文件 theta=-pi:0.01:pi; rho(1,:)=2*sin(5*theta).^2; polar(theta,rho(1,:))
执行>>example
%子程序sumhe.m %sumhe(a,b) sum the serial of numbers from a tob function result=sumhe(a,b) result=a+b; end
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5.4局部变量和全局变量
●如果一个函数内的变量没有特别声明，那么这 个变量只在函数内部使用，即为局部变量。
end
(2) 多分支if语句：超过2个的选择
if表达式1 程序模块1 elseif 表达式2 程序模块2 … elseif 表达式n 程序模块n
else 程序模块n+1
end
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例：将百分制的学生成绩转换为五级制的成绩输出
clear n=input('输入n= '); if n>=90
r='A' elseif n>=80
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THANK YOU!
●如果两个或多个函数共用一个变量（或者说在函 数程序中也要用到主程序中的变量，注意不是 参数），那么可以用global来将它声明为全局变 量。
MATLAB基础及应用教程
第4章程序设计在前面我们已经看到，MATLAB不但可以在命令窗直接输入命令并运行，而且还可以生成自己的程序文件，这就是我们通常说的一类以M为后缀的M文件，本章我们就来研究这类文件的形成方法。
M文件可分分为两大类，一是命令式M文件（也称为脚本文件，script），二是函数式M 文件（function）。
两类文件的区别在于：（1）命令式文件可以直接运行，函数式文件不能直接运行，只能调用。
（2）命令式文件运行时没有输入输出参量，函数式文件在调用时需要进行输入输出参量设置。
（3）命令式文件运行中可以调用工作空间的数据，运行中产生的所有变量为全局变量。
（4）函数式文件不能调用工作空间的数据，运行中产生的所有变量为局部变量。
命令式文件运行中产生的所有变量为全局变量，可以调用和存储到工作空间的数据。
4.1 MATLAB的程序文件-M文件4.1.1 脚本文件（Scripts）当我们需要在命令窗进行大量的命令集合运行时，直接从命令窗口输入比较麻烦，这时就可以将这些命令集合存放在一个脚本文件（Scripts）中，运行时只需要输入其文件名就可以自动执行这些命令集合。
需要注意的是，脚本文件运行所产生的变量都驻留在MATLAB 的工作空间中，同时脚本文件也可以调用工作空间中的数据。
因此，脚本文件所涉及的变量是全局变量。
前几章所涉及到的M文件都是这类脚本文件。
编辑一个脚本文件可以直接在命令窗口的左上角打开编辑窗进行编辑。
4.1.2 函数文件（function）函数式文件（function）的构成（1）函数定义行：Function [输出参量]=gauss（输入参量）（2）：完成函数的功能。
（3）函数说明。
（4）函数行注。
从上面构成的情况看，函数式文件实际上是完成输入参量与输出参量的转换，这样的转换是由函数文件名为gauss的文件来完成的。
函数体的功能必须说明清楚输入参量与输出参量的关系。
函数说明是用来解释该函数的功能的，函数行注是对程序行进行说明的。
MATLAB程序设计与应用课件
《MATLAB程序设计与应用》实验指导书山东建筑大学信息与电气工程学院电子信息教研室前言一、实验目的本课程是电气工程及其自动化、自动化、电力工程与管理专业本科生的学科基础选修课，它在线性代数、信号分析和处理、控制系统设计和仿真等方面有着广泛的应用。
主要是学习MATLAB的语法规则、基本命令和使用环境，使学生掌握MATLAB的基本命令和基本程序设计方法，提高使用该语言的应用能力，具有使用MATLAB语言编程和调试的能力，以便为后续多门课程使用该语言奠定必要的基础。
通过上机实验，使学生掌握MATLAB在线帮助功能的使用、熟悉MATLAB运行环境和MATLAB语言的主要特点，掌握MATLAB语言的基本语法规则及基本操作命令的使用，学会M文件的建立和使用方法以及应用MATLAB实现二维和三维图形的绘制方法，具有使用MATLAB语言编程和调试的能力。
二、实验前预习每次实验前，学生须仔细阅读本实验指导书的相关内容，明确实验目的、要求；明确实验步骤、测试数据及需观察的现象；复习与实验内容有关的理论知识；预习仪器设备的使用方法、操作规程及注意事项；做好预习要求中提出的其它事项。
三、实验注意事项1．实验开始前，应先检查本组电脑设备是否工作正常，matlab软件工作是否正常。
2．实验时每位同学应独立完成实验任务，避免抄袭。
3．实验后应及时将实验数据进行记录与存盘，避免因电脑故障或其它原因造成实验数据的丢失。
4．实验中严格遵循电脑操作规程，如电脑发生异常现象，应立即切断电源，报告指导教师检查处理。
5．测量数据或观察现象要认真细致，实事求是。
6．未经许可，不得对电脑进行软件及硬件的更改操作。
7．实验结束后，实验记录交指导教师查看并认为无误后，方可关掉电脑离开。
8．爱护公物，发生仪器设备等损坏事故时，应及时报告指导教师，按有关实验管理规定处理。
9．自觉遵守学校和实验室管理的其它有关规定。
四、实验总结每次实验后，应对实验进行总结，即实验数据进行整理，绘制波形和图表，分析实验现象，撰写实验报告。
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matlab程序设计与应用基础教程
Matlab是一种强大的科学计算软件，在工程学、数学和计算机科学等领域得到广泛应用。
本文将介绍Matlab程序设计与应用的基础知识，帮助读者快速上手使用该软件。
一、Matlab的基本概念和特点
Matlab是Matrix Laboratory的缩写，它以矩阵为基础，提供了丰富的数学函数和工具箱，方便用户进行科学计算、数据分析和可视化等操作。
Matlab的语法简洁易学，能够快速实现复杂的数值计算和算法开发。
同时，Matlab还支持面向对象编程，方便用户进行程序的模块化设计和复用。
二、Matlab的环境和基本操作
在开始使用Matlab之前，首先需要了解Matlab的环境和基本操作。
Matlab提供了一个交互式的命令行界面，用户可以在命令窗口中输入和执行命令。
此外，Matlab还提供了图形用户界面（GUI），用户可以通过菜单和工具栏进行操作。
用户可以使用Matlab自带的编辑器编写和编辑脚本文件，也可以在命令窗口中直接输入命令。
三、Matlab的基本数据类型和变量
在Matlab中，数据是以矩阵的形式存储和处理的。
Matlab提供了多种数据类型，包括数值型、字符型、逻辑型等。
用户可以使用赋值语句将数据保存到变量中，并通过变量名进行引用和操作。
Matlab还支持数组和矩阵的运算，用户可以进行向量化计算，提高计算效率。
四、Matlab的基本运算和函数
Matlab提供了丰富的数学函数和运算符，用户可以使用这些函数进行数值计算和数据处理。
例如，用户可以使用加减乘除等运算符进行基本的算术运算，使用sin、cos、exp等函数进行数学运算，使用max、min、mean等函数进行统计分析。
此外，Matlab还提供了大量的工具箱，包括信号处理、图像处理、优化等，方便用户进行专业领域的计算和分析。
五、Matlab的程序设计基础
Matlab不仅可以进行简单的计算和数据处理，还可以进行复杂的程序设计。
用户可以使用Matlab编写脚本文件和函数文件，实现自己的算法和程序逻辑。
Matlab的程序设计语言类似于其他编程语言，包括变量定义、条件语句、循环语句等。
用户可以使用这些语句和控制结构来实现程序的流程控制和逻辑判断。
六、Matlab的图形绘制和可视化
Matlab提供了强大的图形绘制和可视化功能，用户可以使用Matlab绘制各种类型的图形，包括曲线图、散点图、柱状图等。
Matlab还支持三维图形绘制和动画效果，用户可以将数据可视化，更直观地展示计算结果和分析数据。
七、Matlab的文件操作和数据导入导出
Matlab提供了文件操作和数据导入导出的功能，用户可以读取和写入各种类型的文件，包括文本文件、Excel文件、图像文件等。
用户可以使用Matlab提供的函数进行数据的读取和写入，方便数据的处理和分析。
八、Matlab的调试和错误处理
在程序设计过程中，经常会出现错误和异常情况。
Matlab提供了调试和错误处理的功能，用户可以使用断点、单步执行等功能来调试程序，找出错误所在。
同时，Matlab还提供了异常处理的机制，用户可以捕获和处理程序中的异常，保证程序的正常执行。
结语
本文介绍了Matlab程序设计与应用的基础知识，包括Matlab的基本概念和特点、环境和基本操作、基本数据类型和变量、基本运算和函数、程序设计基础、图形绘制和可视化、文件操作和数据导入导出、调试和错误处理等内容。
通过学习这些基础知识，读者可以快速上手使用Matlab进行科学计算和数据分析，提高工作效率和研究水平。