Matlab及其应用PPT课件

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1、Matlab及其应用鲍文哈尔滨工业大学先进动力控制与可靠性研究所http:/哈尔滨工业大学研究生教学课程Matlab及其应用11 课程内容简介oMATLAB基础o基于matlab的数值分析o绘制图形o符号计算o动态系统仿真：Simulink基础o与其它程序交互:转换为c、编译、实时控制o最优化方法Matlab及其应用22 Matlab的学习方法o必须做大量的练习，熟悉其中的函数o联系和自己的课题相关，深刻的体会o多看帮助文件，又一本好的参考书o会提问题，寻求大家的帮助o记住：Matlab可以做很多事情Matlab及其应用3学会Matlab将改变你的一生网络对你的改变将远远的超过一台独立的计算机

2、Matlab及其应用4OK,Now beginMatlab及其应用5MATLAB 基础及其应用第一讲 MATLAB基础哈尔滨工业大学动力工程控制与仿真研究所 baowen 概述 MATLAB基本使用 MATLAB的基本矩阵分析 矩阵操作 流程控制Matlab及其应用6一、概述oMATLAB是一种交互式的以矩阵为基础的系统计算平台,它用于科学和工程的计算与可视化。它的优点在于快速开发计算方法，而不在于计算速度。Matlab及其应用71.1 MATLAB的出现o 70年代中期，Cleve Moler和他的同事开发了LINPACK和EISPACK的Fortran子程序库o 70年代末期，Cleve

3、Moler 在新墨西哥大学给学生开线性代数，为学生编写了接口程序，这程序取名为MATLAB，即MATrix LABoratoryo1983年春天，工程师John Little与Moler、Steve Bangert一起开发了第二代专业版MATLABo1984年，MathWorks公司成立，MATLAB正是推向市场。Matlab及其应用81.2 学习学习Matlab的基的基本原因本原因o不希望学生在编程上化太多时间，课程目的不是学习编程o社会化的运行带来的好处：合理利用可以节约大量的时间o为什么相同的时间别人比自己做出了更多的事情：硕士论文调查结果o面向对象的思想带来巨大的好处o紧密结合科学的前

4、沿oFrom BBS:博士论文=Matlab+word Matlab及其应用91.3 Matlab的版本演化oMatlab 1.0oPc matlab-matlab 386oMatlab3.5+simulinkoMatlab 4.0：simlink内嵌oMatlab 5.0:全面的面向对象oMatlab 5.15.3oMatlab 6.0oMatlab 6.5：购并了MATRIXxoMatlab 7.0:2004Matlab及其应用101.4 MATLAB特点o高度适应性、开放性：MATLAB的工具箱可以任意增减，任何人可以自己生成MATLAB工具箱o可扩充性：MATLAB的函数大多为ASCI

5、I文件，可以直接编辑、修改o基于矩阵运算的工作平台。多版本：windows/unix/dos/Macintosho极多的工具箱。Matlab及其应用111.5 Matlab能做什么o基本的数据处理o优化和解方程o动态过程仿真：实时的和非实时的o数据来源：Excel、数据库、A/D等等o嵌入式的控制：Pc/104和DSPo神经元网络、小波分析、GA等等o虚拟现实仿真Matlab及其应用12Matlab产品家族oMatlab扩展支持在matlab中队系统的实施和开发。o工具箱：专用的函数库，解决特定领域的问题。oSimulink非线性系统仿真oBlockset是专门为simulink建立的模块。M

6、atlab及其应用13Matlab是所有系统工具的基础Matlab及其应用14设计自动化工具Matlab及其应用15一般用途工具Matlab及其应用16信号和图像处理Matlab及其应用17控制系统设计和分析Matlab及其应用181.6 网络资源1.USENET新闻组nMATLAB的新闻组是comp.soft-sys.MATLAB。浏览器指向nhttp:/nhttp:/2.网络上的工具箱n Matlab及其应用191.6 网络资源(2)3.BBSn哈尔滨工业大学bbs:telnet:/n上海交通大学bbs:n清华大学bbs mathtools4.www服务nMatlab 大观园:Matlab

7、及其应用201.7 与MATLAB相似的软件oMathmatica 数学计算功能。复杂符号计算，主要在理论界oMathcad 数学文字软件。直接写出报告oMaple 符号计算功能强大oSciLab 免费的matlab科隆体o仿真软件：MATRIXx、VisSim等等Matlab及其应用21二、MATLAB基础使用2.1 MATLAB安装启动 oMatlab的安装n定制安装n关于Java的问题:XP系统必须安装虚拟机n安装pdf文件oMatlab启动n自动批处理 startup.m matlabrc.mMatlab及其应用222.2 Matlab菜单的含义o多窗口界面oMatlab的设置n快速启

8、动n版本控制n图形粘贴设置o字体的改变Matlab及其应用232.3帮助的使用 ohelp 命令：已知命令不知道用法olookfor命令：知道命令的关键词oMatlab Help:命令查找，索引，说明书oDemoo有效的利用帮助Matlab及其应用242.3.1 怎样获得详尽的帮助信息1.首先是MATLAB窗口中的help命令，它最常用、最快，往往也是最有效的。给出关键字就能找到相应的说明。Help命令简单易用，但是它要求准确给出关键字，如果记忆不准，就很难找到。这时就应该用第二种方案。2.Help Desk：这是MATLAB的HTML格式的帮助文档，有着很好的组织。可以在命令行键入helpd

9、esk，进入“Matlab Help Desk”。Help Desk的搜索可以使用不完全关键字，这样即使遇到记忆模糊的情况也可以很快查到。3.前面两种方法所得到的帮助信息常常是不够细致的，需要用第三种途径来补充，这就是电子版的使用手册。MATLAB里包含了大量关于MATLAB安装、使用、编程以及各种工具箱等的电子版手册，全部为PDF格式,具有搜索功能，因此也可以在指定的手册中搜索关键字，使用非常方便。Matlab及其应用252.4 Matlab变量o基本运算 n变量n逗号、分号的意义n行内编辑、注释、运算规则o变量要求n变量区分字母的大小写n名字不能超过19个字符，第19个字符后的字符被忽略n

10、变量必须以字母开头，之后可以是任意字母、数字或者下滑线n变量中不能含有标点符号。Matlab及其应用262.4.1 特殊变量Matlab及其应用272.4.2 复数o不需要特殊的处理。复数可以表示为：a=10-9i o复数运算不需要特殊处理，可以直接进行Matlab及其应用282.4.3 显示格式oMATLAB中所有的量为双字长浮点数，显示按下面显示规则：1.在缺省情况下，当结果为整数，作为整数显示；当结果为实数，以小数后4位的精度近似显示。2.如果结果中的有效数字超出了这一范围，以科学计数法显示结果。3.format命令改变显示格式，常用的的格式有olong(16位)bank(2个十进制位)

11、hex(十六进制)oshort(缺省)short e(5位加指数)+(符号)o long e(16位加指数)rat(有理数近似)Matlab及其应用292.5 文件管理功能owho(whos)ocd(chdir,pwd)odir(ls)otypeowhatowhichoclcoedito!oechooloadoclear/packosaveodiaryMatlab及其应用30三、MATLAB的基本矩阵运算3.1 简单矩阵输入o命令行简单键盘输入n用于很少数据输入n矩阵的方向：,;NaN Info文件形式输入n可以用来读入试验数据n大量的数据输入oload数据n文本文件：全部是数据，不含有数据n

12、mat文件：matlab自有的数据格式Matlab及其应用312语句生成矩阵o线性等间距格式矩阵，使用from:step:toolinspace命令na=linspace(1,10,5);ologspace命令nb=logspace(0,2,10)o矩阵连接nc=a b;ozeros ones eye randn Matlab及其应用323.引入特殊的文件格式o引入输入：import wizardo可以引入的文件格式：o文本文件:.txt .dato图片文件:.gif .bmp.jpg .avio声音：.wav .auo电子表格：.csv .xls .wk1Matlab及其应用33直接读入特殊

13、格式文件：文本类型Matlab及其应用34直接读入特殊格式文件：二进格式Matlab及其应用353.2 矩阵运算o矩阵的转置n用符号来表示和实现n非共轭转置 .o矩阵的四则运算n+-*/n点乘：.*右除：./左除：.o矩阵的乘方n矩阵乘方n.元素对元素的乘方o矩阵的范数nnorm 1-范数 2-范数 无穷范数o条件数 condMatlab及其应用363.3 矩阵的超越函数oMATLAB中exp、sprt、sin、cos等命令可以直接使用在矩阵上，这种运算只是定义在矩阵的单个元素上，即分别对矩阵的每个元素进行运算。MATLAB中也提供了基本的三角函数。o注意其中的取整函数名函数名含含义义abs绝

14、对值或者复数模sqrt平方根real实部imag虚部conj复数共轭round4舍5入到整数fix舍入到最接近0的整数floor舍入到最接近-的整数ceil舍入到最接近的整数Matlab及其应用373.3 矩阵的超越函数函数名函数名含含义义sign符号函数rem留数sin正弦cos余弦tan正切asin反正弦acos反余弦atan反正切atan2第四象限反正切函数名函数名含含义义sinh双曲正弦cosh双曲余弦tanh双曲正切exp自然指数log自然对数log10以10为底的对数bessel贝赛尔函数gamma伽吗函数rat有理逼近Matlab及其应用383.4 关系和逻辑运算1 关系操作符o

15、MATLAB常用的关系操作符有：(小于)、(大于)、=(大于或等于)、=(等于)、!=(不等于)。oMATLAB的关系操作符可以用来比较两个大小相同的数组，或者比较一个数组和一个标量。在与标量比较时，结果和数组大小一样。oa=1:9;ob=a4ob=o 0 0 0 0 1 1 1 1 1oc=a(a4)oc=o 5 6 7 8 9Matlab及其应用392 逻辑操作符o逻辑操作符定义了一种与或非的关系表达式。MATLAB的逻辑操作符有&(与)、|(或)、(非)。例如：oc=(a4)oc=o 1 1 1 1 0 0 0 0 0oc=(a4)&(a15)oans=o 7 8 9 10 11o矩阵的

16、排序使用sort函数，它将矩阵按照升序排列。Matlab及其应用465矩阵的查找和排序o子矩阵的查找使用find命令完成，它返回关系表达式为真的下标。o矩阵的排序使用sort函数，它将矩阵按照升序排列。o应用:n去奇异点:a(find(a1nerror(VAL must be a scalar.)nendo这里，如果变量val 不是一个标量，error 显示消息字符串，把控制权返回给命令命令窗口和键盘。Matlab及其应用69脚本oechooinput x=input();okeyboard returnopauseodebug:matlab editotic/tocMatlab及其应用70五、稀疏矩阵osparse 转换一个矩阵为稀疏矩阵ospeyeosprand(n,m,d)/sparandnofullospyogplotMatlab及其应用71如何在网络上找一个工具箱Matlab及其应用72如何自己做一个工具箱Matlab及其应用73思考题o进行下列计算，给出不使用for和while等循环语句的计算方法;o1 o2.求出y=x*sin(x)在0 x100的每个峰值Matlab及其应用74