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1、MATLAB工具软件,主讲教师 王建国,什么是科学研究?,科学研究扩展了人类的知识,科学研究促进人类的技术进步,作研究工作需要什么?,工具?,研究活动的大致过程,科学家和工程技术人员需要的研究工具一种演算纸式的科学工程计算语言 ?!MATLAB,本门课程的基本要求：,掌握MATLAB的基本使用方法 掌握MATLAB的程序设计方法 熟悉MATALB在今后课程学习和工程研究中的应用方法。,课程安排,MATLAB 简介和基本运算 （4学时）MATLAB的集成环境，MATLAB的通用命令和帮助命令，矩阵函数和矩阵运算，数组函数和数组运算，数据输入和输出，I/O接口。 数据和函数的可视化 （4学时）二维
2、绘图，三维绘图，特殊图形绘图。 MATLAB程序设计 （4学时）变量与数组，运算和操作符，程序结构，程序流程控制，M文件，M文件调试。,MATLAB在数值分析中的应用 （2学时）矩阵分解，解线性方程，多项式的表示与运算，数据分析，回归分析和曲线拟合。 Simulink工具箱的使用 （2学时）imulink简介，建造模型，仿真方法，仿真结果分析。,符号运算 （2学时）在图像处理中的应用 （2学时）,上机安排（12学时） 集成环境、基本运算、绘图和编程(4学时） matlab的在数值计算和系统仿真的应用（4学时） Matlab在符号运算、图像处理中的应用 （4学时）,教学参考书：MATLAB实用教
3、程郑阿奇主编，电子工业出版社出版， 2004年5月出版,课程成绩组成方式,最后考试成绩占 80 平时成绩（上机实验） 20,联系方式,Email: Call: 61830486 Address: 科研1号楼 B505 教师社区 电子工程学院 王建国,课程下载密码：matlab2009,第一章 MATLAB简介,MATLAB是MathWorks公司的产品，从1984年发行至今已经十几年了。 早期只是非常简单的DOS版本，到1993年才发行了Windows 3.1版本。随着Windows 95操作系统的出现，MATLAB的用户界面功能更加强大，并且具有鲜明的特点。MATLAB的确是一种不可多得的
4、程序设计语言，至今还没有其它类似的相关软件能与它并驾齐驱。,MATLAB简介,MATLAB是Matrix Laboratory的缩写，它是一种解释式语言，属于第四代计算机语言。与其它一些程序设计语言比起来实在是容易多了。它的主要功能是做矩阵的数值运算。它的数值分析、模拟与运算功能也非常强大，而且程序结构完整，又具有很强的平行移植性。,数据可视化功能 强大的数值运算功能 丰富的工具箱 数学运算 2D/3D的绘图功能 可以与FORTRAN、C/C+做数据链接，等等。,1核心部分：几百个核心内部函数。2大量可选的工具箱。,MATLAB的两个主要部分,MATLAB的基本组成,MATLAB主程序MATL
5、AB语言、工作环境、句柄图形、数学函数库和应用程序接口 MATLAB的功能性工具箱如： Simulink：动态系统仿真 MATLAB的学科性工具箱如：signal processing toolbox 信号处理工具箱,MATLAB的语言特点,语言简洁紧凑，使用灵活。 运算符丰富。 具有结构化的控制语言，又有面向对象编程的特性。 图像功能强大。 功能强大的工具箱。 源程序的开放性。 速度慢。,例：用一个简单命令求解线性系统3x1+ x2 - x3 = 3.6x1+2x2+4x3 = 2.1-x1+4x2+5x3 = -1.4,线性系统求解：（Ax=b）,线性系统求解：（Ax=b）,输入指令： A
6、=3 1 -1;1 2 4;-1 4 5;b=3.6;2.1;-1.4; x=Ab,得到结果： x =1.4818-0.46060.3848,x=linspace(0,6) y1=sin(2*x),y2=sin(x.2),y3=(sin(x).2; plot(x,y1,x, y2,x, y3),例、用简短命令计算并绘制在0x6范围内的sin(2x)、sinx2、sin2x。,雷达跟踪飞机位置的仿真飞机飞行状态的仿真；雷达系统的仿真；数据处理过程的仿真；飞行结果。,例：Sinmulink的应用,例：Sinmulink的应用,例：Sinmulink的应用,例：Sinmulink的应用,例：Sinm
7、ulink的应用,MATLAB的安装,MATLAB的安装,MATLAB的安装,MATLAB的安装,安装组件的选择：,必选：MATLAB 最常选的通用性组件：Symbolic Math 符号运算,其他通用性组件：Simulink 仿真建模Optimization 最优化Matlab CompilerMatlab C/C+ Math LibraryMatlab C/C+ Graphic Library,常用专业性工具箱：,Control System 最基本的控制工具箱 Signal Processing 信号处理工具箱 Image Processing 图像处理工具箱 Communication
8、 通讯工具箱 Higher-Order Spectral Analysis 高阶谱分析 Spline 样条分析工具箱 Statistics 统计分析工具箱 ,Matlab的启动,1.快捷方式启动双击MATLAB的快捷图标。 2.菜单方式启动“开始” “程序” “MATLAB” “MATLAB”,MATLAB的工作界面,命令窗口（command Windows） 工作空间（workspace） 历史命令区（Command History) 当前路径（Current Ditrctory) 交互式分类目录（Launch Pad）,MATLAB菜单,File菜单 NEW 新建一个M文件 OPEN 打开
9、一个文件 Save Workspace as 保存MATLAB工作区 Set Path 打开路径浏览器 Preferences 打开参数设置对话框 Print 打印屏幕内容 Exit MATLAB 退出,MATLAB菜单,Edit 菜单 Undo 撤销上次操作 Cut 将选中的内容剪切 Copy 将选中的内容复制 Paste 将剪切板中的内容粘贴到指定位置 Select All 选中命令窗口所有内容 Delete 删除选中内容 Clear Command Window 清除命令窗口的内容 Clear Command History 清除命令历史中的内容 Clear Command Worksp
10、ace 清除工作区中指定的变量,MATLAB菜单,View 菜单 Desktop Layout MATLAB 启动后桌面的布置方式 Undock Command Window 命令窗口单独设置成独立窗口 Command Window 显示命令窗口 Command History 显示命令历史 Current Directory 显示当前路径 Workspace 显示工作区 Launch Pad 显示发射台 Help 显示帮助窗口,MATLAB菜单,Web菜单 Window菜单,MATLAB的部分通用命令,clear : 删除内存中的变量。 clc： 删除工作窗口的内容。 clf： 删除图形窗口
11、的内容。 quit： 退出MATLAB。 exit： 退出MATLAB。,Matlab联机帮助命令,help 功能提供matlab大部分主题的在线帮助信息 help 显示help 主题一览表 help plotxyz 显示有关三维做图指令帮助信息 help 显示特殊字符与符号帮助信息 help help 显示help 的帮助信息,虽然help可以随时提供帮助，但必须知道准确的函数名称。当不能确定函数名称时，help就无能为力了。,Lookfor函数 它可提供通过一般的关键词，搜索出一组与之相关的命令 lookfor fourier 寻找含有傅立叶变换的相关指令,help、lookfor 两个指
12、令构成了matlab语言相当完善的在线帮助查询系统,lookfor fouri 寻找所有包含fouri的指令和注释 如 FFT Discrete Fourier transform,变量查询函数who与whos 作用都是列出在matlab工作空间中已经驻留的变量名清单 不同的是whos在给出驻留变量的同时，还给出他们的维数及性质,Matlab的演示功能,demo 在线演示,其他帮助：,导航/ 浏览器交互界面PDF 帮助文件,第二章 MATLAB数值运算,数据类型数据运算：双精度型（Double)支持的数据类型：数值型、字符型、单元型和结构型,复数的表示：,i,j表示虚数单位z=a+b*i 或
13、z=a+b*j当b是一个数字时，可以表示为z=a+bi 或 z=a+bj,a=real(c) % 计算实部b=imag(c) % 计算虚部r=abs(c) % 计算幅度theta=angle(c) %计算相角（弧度）,MATLAB的矩阵和数组运算,matlab 具有出色的矩阵运算能力，占据世界上数值计算软件的重要地位,创建矩阵 矩阵运算 数据输出,矩阵的创建:,创建矩阵的方法 直接输入法 规则： 矩阵元素必须用 括住 矩阵元素必须用逗号或空格分隔 在 内矩阵的行与行之间必须 用分号分隔,矩阵元素可以是任何matlab表达式 ，可以是实数 ，也可以是复数，复数可用特殊函数I，j 输入 a=1 2
14、 3;4 5 6x=2 pi/2;sqrt(3) 3+5i,矩阵元素:,注意：只要是赋过值的变量，不管是否在屏幕上显示过，都存储在工作空间中，以后可随时显示或调用。变量名尽可能不要重复，否则会覆盖,2.用matlab函数创建矩阵,空阵 matlab允许输入空阵，当一项操作无结果时，返回空阵。 rand 随机矩阵 eye 单位矩阵 zeros 全部元素都为0的矩阵 ones 全部元素都为1的矩阵,注意：matlab严格区分大小写字母，因此a与A是两个不同的变量。matlab函数名必须小写。,向量的生成:,利用冒号生成向量x=i:j 如果IJ，生成X空向量x=i:j:k j是递增步长,向量的生成:,利用linspace(a,b)生成向量 x=linspace(a,b), linspaces生成等差向量，功能类似于冒号生成 x=linspace(a,b,n)利用logspace生成向量 x=logspace(a,b), logspace生成等比向量，用法与linspace相同 x=logspace(a,b,n),矩阵的标识和引用,矩阵的子矩阵通过向量、标量的标识来引用和赋值。1.向量标识A（u, v)2. “01”向量标识A(L，：），A（：，L) ,A(L),
