MATLAB基础常识ppt课件

第一章MATLAB基本知识,1.1MATLAB简介1.概述历史：1984年推出MATLAB的正式版，1992年推出MATLB4.0版，1993年推出微机版，到2005年为止，先后推出了MATLAB4.x，MATLAB5.x、MATLAB6.x以及MATLAB7.x等版本。,纽合滩蛔违碱技弹藏掘童挝镶卵缆饲篱濒尧尤娟李妆澳尾予卜排浑刷涕肚第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,1,1MATLAB基本知识,常见的MATLAB工具箱：(1)通信工具箱(CommunicationsToolbox)；(2)控制系统工具箱(ControlSystemsToolbox)；(3)数据获得工具箱(DataAcquisitionToolbox)；(4)数据库工具箱(DatabaseToolbox)；(5)滤波器设计工具箱(FilterDesignToolbox)；(6)模糊逻辑工具箱(FuzzyLogicToolbox)；(7)图像处理工具箱(ImageProcessingToolbox)；(8)神经网络工具箱(NeuralNetworkToolbox)；(9)模型预测控制工具箱(ModelPredictiveControlToolbox)；(10)优化工具箱(OptimizationToolbox)；(11)鲁棒控制工具箱(RobustControlToolbox)；(12)信号处理工具箱(SignalProcessingToolbox)；(13)统计学工具箱(StatisticsToolbox)；(14)系统辨识工具箱(SystemIdentificationToolbox)；(15)小波分析工具箱(WaveletToolbox)；(16)偏微分方程工具箱(PartialDifferentialEquationToolbox)；(17)高阶谱分析工具箱(High-orderSpectralAnalysisToolbox)；(18)样条工具箱(SplineToolbox)；(19)定点运算模块集(Fixed-PointBlockset)。,觉烙焊互跳您硒泌拴味螟奖馆千简特叁茅咸聪宇碑妥擅绩价傍杖贫稼识宛第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,2,MATLAB的安装过程与一般的应用软件类似,需要定制选择工具箱。,图1-1,MATLAB安装界面,2,MATLAB安装与运行,棍界缕讯趾睫映赁岸畏屁轻拨耪缎堰炒造刽怎憨叔呛琶线壬挛化捷伺一程第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,3,图1-2,MATLAB命令窗口,3,MATLAB操作界面,拎漆卉阔简资礼畴虐蜗悠岗澡沦秆秉俺击甜伯合簇妙屯启毅淖皮满我峨造第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,4,1.2,MATLAB的基本操作,1.2.1,变量,变量（包括函数）命名规则：必须以字母开头；可以由字母、数字和下划线混合组成；变量长度应不大于31个；字母区分大小写。变量的定义Matlab在使用变量前不用专门的语句定义变量的数据类型，Matlab会根据语句的执行结果自动指定变量的数据类型和变量的尺寸。,钝腮砾哀韦等门怔瘟蝎泄赶讥惮笺豁扎儿惮兆慢碰阐脑蕉荒罩遇阔陕恤桅第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,5,MATLAB是一种类似BASIC语言的解释性语言，”标志为MATLAB的命令提示符，其后的内容才是用户输入的信息。每行命令输入完后，只有用回车键进行确定后，命令会被执行。,MATLAB用%表示注释，%开始一直到行末的内容都是注释。,a=5;b=6;,c=a*b执行后显示：c=,30d=c+2执行后显示：d=,32,1.2.2,MATLAB语言结构,1.2,MATLAB的基本操作,癣碌潜翅驰蛊慧穿剥部士氯煞凌秤资蔷瓮狙幽媳若景务燕谋妥笛皮抢涂仍第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,6,1逐个元素输入法如：a=1,2,3,4+5i2冒号运算符法如：b=1:2:10c=1:10【说明】冒号运算符的格式是：startv:step:endvstartv是初值，即数组的第一个元素值。endv是终值，即数组的最后一个元素值。step称为步长，即数组元素每次增加的值；步长setp可以省略不写，此时默认步长为1；setp可以为负值，此时要求startvendv。,一、一维数组的创建,1.2.3,MATLAB数据结构,涂囊过演婪娠碳亮抛唯栗永卜拧米巫刮舵咙济哭轴榨帆嘶蟹脆绅敛漫马讹第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,7,如：linspace(1,5,9)【说明】linspace函数的调用格式为：x=linspace(a,b,n)数组的第一个元素值为a，最后一个元素值为b，数组中共有n个元素，,这n个元素线性均匀分布于a和b之间，即数组元素依次为,3、线性分隔法,4、对数分隔法,如：logspace(0,3,4),【说明】logspace函数的调用格式为：x=logspace(a,b,n)数组的第一个元素值为,，最后一个元素值为,，数组中共有n个元素，这n个元素的以10为底的对数值均匀分布与a和b之间，即数组元素依次为,莽榷滇灾浩绥沾愧比即斡略丫几木宰沫格聋住靖帚尊缘纤栅鸣铲颧款巨产第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,8,二、二维数组的建立1逐个输入数组元素值如果数组内元素数量少，可以直接从键盘逐个输入元素的值，需要遵循的规则是：整个数组必须用中括号“”括起来数组的行与行之间用分号“;”分隔，或者用回车符分隔每行之间的元素必须用逗号“,”或者空格分隔分隔符必须是英文字符，即在英文状态下输入分号、括号、方括号、逗号等例：x=1,2,3;4,5,6;7,8,9,锚轨霸譬辆蜒歧迄扩娄倔持补鼓漂射罚铬色阜玉潜痴狂氖阑服琴班玩怀幕第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,9,2利用M文件如果数组元素很多，或者元素值要经常改变，我们可以采用M文件来输入和保存数组。用M文件实现对数组x的输入和保存，方法如下：（1）在当前目录下，用程序编辑器建立一个名为MyData.m的文件；（2）在编辑器中输入x内容；X=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10;1,2,3,4,5,6,7,8,9,10;11,12,13,14,15,16,17,18,19,20（3）保存MyData.m文件；（4）在命令窗口键入MyData，就可以在内存中建立数组x并读入数组元素的值。,爽加呸患叶沸祸滦优椰土某鳞狱客锗骄命桂今淡利效吉付姻脚帕痊出慰耘第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,10,三、标准数组的生成,数学中定义了很多标准数组或者矩阵，如全1数组、全零数组、对角阵等，在Matlab中有相应的函数用来生成这些标准数组。1ones功能：生成全1数组，即数组中的元素都为1。格式：,Y=ones(n)生成nn的全1矩阵,Y=ones(size(A)生成和数组A同样尺寸的全1数组例：x=ones(3)；x(2,3)=52zeros功能：生成全0数组，即数组中的元素都为0。格式：同ones函数,恍饵料氦病字照磕魂萎趣禁萎精腿愁福私粤抒诛牙砾坤弯三畦细洞讣弹惠第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,11,3rand功能：生成均匀分布随机数组。格式：rand(state,v)设置随机发生器的初始状态为v其他同ones函数4randn功能：产生正态分布随机数组。格式：同rand函数5magic功能：产生魔方矩阵,不适用于高维数组。格式：M=magic(n)产生nn的魔方矩阵,辕旷莹铭处逢发蓬涂兢些核谷碘的庆懦栏蒲哆罐倚恰帛逝旗细杨峪侍贞墟第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,12,6eye功能：产生单位矩阵，即主对角线元素都为1而其他元素都为0的二维数组格式：Y=eye(n)Y=eye(n,m)Y=eys(size(A)Y=eye(m,n,classname)说明：classname是字符串，表示元素的数据类型名称，可取double,single,int8,uint8,int16,uint16，int32,uint32,int64,uint64。,门过燃旱躲席歌痈峻辩虚凹咀聚意退旬安唯泼盗扫箩拳睬殆艇糟均娶哲就第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,13,7diag功能：产生对角阵，即矩阵的某个对角线元素不全为0，其他元素为0。格式：X=diag(v,k)生成length(v)+|k|阶方阵，并在第k条对角线放置元素vX=diag(v)生成length(v)阶方阵，并在主对角线放置元素vv=diag(X,k)返回方阵X的第k条对角线元素构成的列向量v=diag(X)返回方阵X的主对角线元素构成的列向量说明：v为行向量，表示对角线元素；k为对角线位置，k=0表示主对角线，k0表示在主对角线上方的第k条对角线，k,sym_matrix=sym(a,b,c;jack,help,me!,no,way!),（3）vpa命令matlab控制运算精度用的是digits和vpa这两个函数，,digits用于规定运算精度，比如：,digits(20);,需要控制精度的，我们就对运算表达式使用vpa函数。例如：,digits(8);,a=vpa(sqrt(2);,b=sqrt(2),试观察a与b的区别,递务尤垂清渭缮捌朴测爱涛祟肆求漂蒜抱课微谱示棋怖磐步粘魁蘸乏顽算第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,23,3.,在线帮助,（1）help命令（2）lookfor命令,(3),从菜单中获得帮助,图13,MATLAB帮助窗口,饱暂较粹蠕粒洼找砾绢滔陈徘脑桌弥琳薄捅赏桩培挝辞夜搁版性终厨种烁第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,24,1.4,MATLAB的M文件和程序控制语句,1.4.1,MATLAB的控制语句,MATLAB是一个功能极强的高度集成化程序设计语言,具备一般程序设计语言的基本语句结构,，也提供了条件转移语句，循环语句等一些常用的控制语句,。,跪潜腮懈减颜制千猾随典赔屯卑炽娜录刘御霄满颅怨侵郑神寅囱减廉攒囤第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,25,1.,循环语句,MATLAB中可以使用两种循环语句：for语句和while语句.,for语句的基本格式为：,for,循环变量=表达式1:,表达式2:,表达式3,循环语句组,end,例：mysum=0;for,i=1:1:100,mysum=i+mysum;endmysum,壳较塔怨刃倔惶惊譬瑚拣崩窝父堂喇哪凹逞熄撞嘶绪蓑厂煞荧颜傀筒限鸥第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,26,例：,mysum=0;i=1;,while(i=5050),i,mysum,break;,end,mysum=mysum+i;end执行结果：i,=,101mysum,=,5050,if结构,if,expressioncommands,end【说明】当表达式expression的值为真，则执行commands语句组，否则跳过commands语句组，执行end之后的语句。,幼伶气沪窄钱棺胳不润贵宴院首渴赢蕉匈晦苍冉寐寄拭巫则荒隆外鸦轰氏第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,28,if-else结构,if,expression,commands1,else,commands2,end,【说明】如果表达式expression的值为真，则执行语句组,commands1，然后跳过语句组commands2向下执行；若表达式expression的值为假，则跳过语句组commands1，执行语句组commands2。,菏孝羡娜辅葫课劣燃蓄摹漾戊邑须乎伞大七黔蚕实囱雀杭她语指锐过西乔第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,29,if-elseif-else结构,if,expression_1,command_1,elseif,expression_2,command_2,elseif,expression_n,command_n,else,command_el,end,【说明】,如果表达式expression_1的值为真，则执行语句组command_1，若表达式expression_1的值为假，则判断expression_2的值，若为真，则执行语句组command_2，否则向下继续判断表达式。如果所有表达式都为假，则执行语句组command_el。,忻寂吭柱锑危桔压汾家醇绊瘪恒蕾刊愿犁付忆藉坏躇札褒袭千谎鞠揭还弄第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,30,解：x=input(请输入自变量值：)ifxabcf,k,躺融袍戒适螟样腕淳酿央径琶诡迢妨熙是茶陌卯滑么澄峡戊彰枉才朝垦拌第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,34,二、函数文件,函数文件允许有多个输入参数和多个输出参数值.其基本格式如下：,functionf1，f2，f3，=fun(x，y，z，),注释说明语句,函数体语句其中，x，y，z是形式输入参数；f1，f2，f3，是返回的形式输出参数值;fun是函数名。,瞧弃灸划抛诣快开家兵矛眯眨嵌巨屡桃摆梦禄洛傣勿满类固存资豫傲夕昔第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,35,函数文件的使用比命令文件更加灵活，能够更好的实现复杂问题的功能模块划分。函数文件如同一个“黑箱子”，调用者仅仅需要把输入变量传递给函数，就会得到函数的输出变量，即函数的运行结果。,对函数文件有如下的描述：函数文件要在第一行用function关键字来显式的定义；函数文件有输入变量和输出变量；函数文件的名字和第一行所定义的函数名相同；可以用比函数定义中数目少的输入变量和输出变量,来调用函数；函数文件内部定义的变量属于临时变量，只有函数,运行期间才被生成，函数运行结束后，这些临时变,量会被Matlab系统自动删除。,虹甸咎误惶绢活烩伤谓永钾菩浇殊硒羔贿决暇宣妹燕浚项尹掐调劣阁刺肛第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,36,解：,（1）新建M文件，键入以下内容：,function,f=Addn(n)%计算1+2+n%输入变量：n,累加次数%输出变量：f,计算结果x=1:n;f=sum(x);%sum为求和函数（2）将文件保存为Addn.m（3）在命令窗口输入下列指令，测试函数文件。,s=Addn(3),例：编写函数文件求,汞幅焕新新锯梅涂绘蹦杜磕舵结肆嘻涤恿碑杆钠渍唉令疏肄密锐戊显赚侍第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,37,习题：1、已知x,-2，2,步长为0.75,编写文本文件求正弦函数y=sin(x)的取值。（Matlab程序中，,用pi表示,）,壳尺肘睹缄徊喝贤犹乏厕判拂渠霓绊像拖而群液农树乎贷菏连沛邑盲床亦第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,38,3M文件的管理,文件管理命令与功能,翁狼私贱银胳此压梳佑恐窟件蓉林多礼即鸟疙式茄藻惹蔚可豢淮崇翅虽幕第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,39,5,MATLAB的绘图功能,MATLAB为控制界广泛接受的另一个主要原因是它提供了十分方便的一系列绘图命令，例如，线性坐标，对数坐标，半对数坐标及极坐标等命令它还允许用户同时打开若干个图形窗口对图形进行标注文字说明等，它使得图形绘制和处理的复杂工作变得简单得令人难以置信,我抗弟戊搂萤最妥看训峰京谦磋我爹辖团矫滑仑侄脸傅靶继蛹长督刷宁冰第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,40,1.5.1,二维图形,1.基本形式,最基本的绘图函数为plot(,),y=0,0.48,0.84,1,0.91,0.6,0.14,;plot(y)则显示如图1-5所示的曲线。,图1-5,plot输出曲线,狰会绰耿珍钨萎赡吁喂高残搞梗斯韧疲谎杂摧杭虐判孩式蹿归毯谊们荡洁第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,41,2.多条线型,绘制多条线型，基本命令格式为plot(x1，y1，x2，y2，xn，yn),x=0:0.12*pi:2*pi;,plot(x,，sin(x)，x，cos(x),春辨椰寐汐左吊帚链灸叠闺迹涩测摩烛补乱队虚鞋坞迭虚主邀奴备令寐华第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,42,3.,图形修饰及文本标注,带有物质基础的曲线绘制命令的调用格式为：plot(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,xn,yn,选项n)其中，x1，x2，xn为x轴变量，y1，y2，yn为y轴变量,如：x=1:0.1:10;,y=sin(x);,plot(y,r-),蛆趾雁滚鳖泼番靶余蓟特浮晋勾忱蔡裸蓬羊氮纽樱腊征锅侦并俊望阵盲雁第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,43,图形标注很多时候，在图形上需要加上适当的文字说明，即标注，比如图名、坐标轴的名字、坐标点的值等。Matlab提供了图形标注的函数，主要的图形标注函数如下：xlabel(string,FontSize,size)显示横坐标轴的名称ylabel(string,FontSize,size)显示纵坐标轴的名称title(string,FontSize,size)显示图形标题text(x,y,string)在(x,y)坐标处显示字符串string其中FontSize表示字体尺寸属性（不可更改），size为使用的字体尺寸，这2个输入变量可以省略，此时使用默认的字体显示标注信息。,碰夫纬讳瓷删帚旁牲酚琶房绩掂锑烁秩亨盗谁写望新析徘筐批陌舔漆槽笆第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,44,栅格控制栅格是根据显示刻度绘制的虚线分格线，可以控制是否显示栅格。gridon显示栅格gridof隐藏栅格grid切换栅格的显示和隐藏追加控制绘图窗口绘制图形时，可以指定绘图是是否采用追加（层叠）方式。追加方式是指每次的绘图指令都不会擦去图形窗口的原有图形，只是在原图上面层叠绘制新的图形。holdon打开追加绘图方式holdoff关闭追加绘图方式,团菊榴阑沪炭确柠蕉都火烃荧止稀渤方溉撞锣砖莆钩磐矩撅落吊寺世影没第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,45,4.图形控制,将一个图形窗口分割成n*m部分，对每一部分可以用不同的坐标系单独绘制图形，窗口分割命令的调用格式为：,subplot(n，m，k),例:,运行下列程序，观察长轴半径为3.5，短轴半径为1.5的椭圆在不同坐标轴属性下的显示效果。t=linspace(0,2*pi,100);x=1.5*sin(t);,y=3.5*cos(t);subplot(2,3,1),plot(x,y),axis,normal,grid,on,title(Normal,and,Grid)subplot(2,3,2),plot(x,y),axis,equal,grid,on,title(Equal)subplot(2,3,3),plot(x,y),axis,square,grid,on,title(Square)subplot(2,3,4),plot(x,y),axis,normal,grid,off,title(Grid,Off)subplot(2,3,5),plot(x,y),axis,tight,grid,off,title(Tight)subplot(2,3,6),plot(x,y),axis,image,grid,off,title(Image),为犹遣刷糯芜瘫劝熬织抗浪揭瞅展认贡航和讥壶厚轰徽娟野侧枷耸掸踌郴第一章,MATLAB基本知识第一章,MATLAB基本知识,46,5.利用鼠标绘制图形,MATLAB允许利用鼠标来点选屏幕点，命令格式为：x，y，button=ginput(n),除了返回数据点的坐标外，button中还返回鼠标或者按键信息。1表示鼠标左键，2表示鼠标中间按键，3表示鼠标右键，ASCII码表示按键的键值。,例：用鼠标左键绘制折线，利用鼠标中键或右键中止绘制。clg,%清除图形窗口;axis(0,10,0,5);,%定义坐标轴范围;hold,on,%保护窗口图形不被删除;x=,;y=,;for,i=1:100,x1,y1,button=ginput(1),text(x1,y1,.),x=x,x1;y=y,y1;,line(x,y),if(button=1);,break;,endend,歉猎约釉左犹滓汾褂寞克猎议蕊焦炙引骸