MATLAB基础(哈工大讲义).ppt

Matlab及其应用,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baowen,哈尔滨工业大学研究生教学课程,Matlab及其应用,2,1课程内容简介,MATLAB基础基于matlab的数值分析绘制图形符号计算动态系统仿真：Simulink基础与其它程序交互:转换为c、编译、实时控制最优化方法,Matlab及其应用,3,2Matlab的学习方法,必须做大量的练习，熟悉其中的函数联系和自己的课题相关，深刻的体会多看帮助文件，又一本好的参考书会提问题，寻求大家的帮助记住：Matlab可以做很多事情,Matlab及其应用,4,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,Matlab及其应用,5,OK,Nowbegin,Matlab及其应用,6,MATLAB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,7,一、概述,MATLAB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,8,1.1MATLAB的出现,70年代中期，CleveMoler和他的同事开发了LINPACK和EISPACK的Fortran子程序库70年代末期，CleveMoler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MATrixLABoratory1983年春天，工程师JohnLittle与Moler、SteveBangert一起开发了第二代专业版MATLAB1984年，MathWorks公司成立，MATLAB正是推向市场。,Matlab及其应用,9,1.2学习Matlab的基本原因,不希望学生在编程上化太多时间，课程目的不是学习编程社会化的运行带来的好处：合理利用可以节约大量的时间为什么相同的时间别人比自己做出了更多的事情：硕士论文调查结果面向对象的思想带来巨大的好处紧密结合科学的前沿FromBBS:博士论文=Matlab+word,Matlab及其应用,10,1.3Matlab的版本演化,Matlab1.0Pcmatlab-matlab386Matlab3.5+simulinkMatlab4.0：simlink内嵌Matlab5.0:全面的面向对象Matlab5.15.3Matlab6.0Matlab6.5：购并了MATRIXxMatlab7.0:2004,Matlab及其应用,11,1.4MATLAB特点,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工具箱可扩充性：MATLAB的函数大多为ASCII文件，可以直接编辑、修改基于矩阵运算的工作平台。多版本：windows/unix/dos/Macintosh极多的工具箱。,Matlab及其应用,12,1.5Matlab能做什么,基本的数据处理优化和解方程动态过程仿真：实时的和非实时的数据来源：Excel、数据库、A/D等等嵌入式的控制：Pc/104和DSP神经元网络、小波分析、GA等等虚拟现实仿真,Matlab及其应用,13,Matlab产品家族,Matlab扩展支持在matlab中队系统的实施和开发。工具箱：专用的函数库，解决特定领域的问题。Simulink非线性系统仿真Blockset是专门为simulink建立的模块。,Matlab及其应用,14,Matlab是所有系统工具的基础,Matlab及其应用,15,设计自动化工具,Matlab及其应用,16,一般用途工具,Matlab及其应用,17,信号和图像处理,Matlab及其应用,18,控制系统设计和分析,Matlab及其应用,19,1.6网络资源,USENET新闻组MATLAB的新闻组是comp.soft-sys.MATLAB。浏览器指向网络上的工具箱,Matlab及其应用,20,1.6网络资源(2),BBS哈尔滨工业大学bbs:telnet:/上海交通大学bbs:telnet:/清华大学bbsmathtoolswww服务Matlab大观园:http:/www.matlab-,Matlab及其应用,21,1.7与MATLAB相似的软件,Mathmatica数学计算功能。复杂符号计算，主要在理论界Mathcad数学文字软件。直接写出报告Maple符号计算功能强大SciLab免费的matlab科隆体仿真软件：MATRIXx、VisSim等等,Matlab及其应用,22,二、MATLAB基础使用,2.1MATLAB安装启动Matlab的安装定制安装关于Java的问题:XP系统必须安装虚拟机安装pdf文件Matlab启动自动批处理startup.mmatlabrc.m,Matlab及其应用,23,2.2Matlab菜单的含义,多窗口界面Matlab的设置快速启动版本控制图形粘贴设置字体的改变,Matlab及其应用,24,2.3帮助的使用,help命令：已知命令不知道用法lookfor命令：知道命令的关键词MatlabHelp:命令查找，索引，说明书Demo有效的利用帮助,Matlab及其应用,25,2.3.1怎样获得详尽的帮助信息,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。HelpDesk：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helpdesk，进入“MatlabHelpDesk”。HelpDesk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。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,26,2.4Matlab变量,基本运算变量逗号、分号的意义行内编辑、注释、运算规则变量要求变量区分字母的大小写名字不能超过19个字符，第19个字符后的字符被忽略变量必须以字母开头，之后可以是任意字母、数字或者下滑线变量中不能含有标点符号。,Matlab及其应用,27,2.4.1特殊变量,Matlab及其应用,28,2.4.2复数,不需要特殊的处理。复数可以表示为：a=10-9i复数运算不需要特殊处理，可以直接进行,Matlab及其应用,29,2.4.3显示格式,MATLAB中所有的量为双字长浮点数，显示按下面显示规则：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。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。format命令改变显示格式，常用的的格式有long(16位)bank(2个十进制位)hex(十六进制)short(缺省)shorte(5位加指数)+(符号)longe(16位加指数)rat(有理数近似),Matlab及其应用,30,2.5文件管理功能,who(whos)cd(chdir,pwd)dir(ls)typewhatwhichclc,edit!echoloadclear/packsavediary,Matlab及其应用,31,三、MATLAB的基本矩阵运算,3.1简单矩阵输入命令行简单键盘输入用于很少数据输入矩阵的方向：,;NaNInf文件形式输入可以用来读入试验数据大量的数据输入load数据文本文件：全部是数据，不含有数据mat文件：matlab自有的数据格式,Matlab及其应用,32,2语句生成矩阵,线性等间距格式矩阵，使用from:step:tolinspace命令a=linspace(1,10,5);logspace命令b=logspace(0,2,10)矩阵连接c=ab;zerosoneseyerandn,Matlab及其应用,33,3.引入特殊的文件格式,引入输入：importwizard可以引入的文件格式：文本文件:.txt.dat图片文件:.gif.bmp.jpg.avi声音：.wav.au电子表格：.csv.xls.wk1,Matlab及其应用,34,直接读入特殊格式文件：文本类型,Matlab及其应用,35,直接读入特殊格式文件：二进格式,Matlab及其应用,36,3.2矩阵运算,矩阵的转置用符号来表示和实现非共轭转置.矩阵的四则运算+-*/点乘：.*右除：./左除：.矩阵的乘方矩阵乘方.元素对元素的乘方矩阵的范数norm1-范数2-范数无穷范数条件数cond,Matlab及其应用,37,3.3矩阵的超越函数,MATLAB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。注意其中的取整,Matlab及其应用,38,3.3矩阵的超越函数,Matlab及其应用,39,3.4关系和逻辑运算,1关系操作符MATLAB常用的关系操作符有：(大于)、=(大于或等于)、=(等于)、!=(不等于)。MATLAB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。a=1:9;b=a4b=000011111c=a(a4)c=56789,Matlab及其应用,40,2逻辑操作符,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keyboardreturnpausedebug:matlabeditt