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MATLAB基础主讲：范哲意138****8095，*************.cn，逸夫楼502/4-3101.什么是MATLAB一种用于科学工程计算的高级语言名称由来：Matrix Laboratory特点：⏹高效方便的矩阵、数组运算⏹语言简单、编程效率高（演算纸的科学算法语言）⏹可视化功能强大⏹丰富的工具箱⏹扩充能力强版本：R+年份+代码2.MATLAB系统环境MATLAB桌面工作环境⏹选项卡（菜单、工具栏）⏹命令窗口（Command Window）MATLAB的主要交互窗口，输入各种命令/显示执行结果MATLAB语句以分号“;”作为语句的结束（如果没有以分号结束？） clc命令⏹工作空间（Workspace）显示MATLAB工作内存中所有变量的名称、类型、数据结构、大小等信息 管理和查看工作空间中变量的命令：clear命令、save命令、load命令、who命令、whos命令、⏹历史记录窗口（Command History）“↑”和“↓”⏹当前目录窗口（Current Directory）工作目录path命令、pathtool命令MATLAB帮助系统⏹help命令⏹帮助窗口3.MATLAB的变量与数据类型变量⏹命名规则：✓变量名区分大小写，例如A和a表示两个不同的变量。
✓变量名最多不超过63个字符（根据MATLAB版本的不同，这个数字会有所变化）。
✓变量名开头必须是英文字母，后面可以接英文字母、下划线、数字，但不能使用空格和标点符号。
✓不能使用系统函数名和系统保留字。
不需要对变量进行声明和定义变量类型赋值语句特殊变量MATLAB特殊变量表变量名 基本意义ans 默认变量名，MATLAB将没有指定输出变量的计算结果保存到ans变量中 eps 浮点数的相对误差，如果某个量的绝对值小于eps，可以认为这个量是0 Inf或inf 无穷大，负无穷可以表示为-Infi或j 虚数单位，即1pi 圆周率NaN或nan 非数值（Not a Numbeu），例如由0/0、inf/inf运算所得出的结果realmax/realm最大/最小正实数in函数输入/输出变量数目nargin/nargoutcomputer 计算机类型version MATLAB版本字符串数据类型⏹数值类型：整数型(有符号整数型和无符号整数型)浮点型(单精度浮点型和双精度浮点型)默认数据类型是双精度浮点型⏹字符类型：用来表示字符和字符串，每个字符都有对应的ASCII数值，用一个16位数据表示⏹逻辑类型：用0和1表示逻辑假和逻辑真。
MATLAB讲义第一章 MATLAB系统概述1.1 MATLAB系统概述MATLAB（MATrix LABoratory）矩阵实验室的缩写，全部用C语言编写。
特点：（1）以复数矩阵作为基本编程单元，矩阵运算如同其它高级语言中的语言变量操作一样方便，而且矩阵无需定义即可采用。
（2）语句书写简单。
（3）语句功能强大。
（4）有丰富的图形功能。
如plot,plot3语句等。
（5）提供了许多面向应用问题求解的工具箱函数。
目前，有20多个工具箱函数，如信号处理、图像处理、控制系统、系统识别、最优化、神经网络的模糊系统等。
（6）易扩充。
1.2 MATLAB系统组成（1）MATLAB语言MATLAB语言是高级的矩阵、矢量语言，具有控制流向语句、函数、数据结构、输入输出等功能。
同时MATLAB又具有面向对象编程特色。
MATLAB语言包括运算符和特殊字符、编程语言结构、字符串、文件输入/输出、时间和日期、数据类型和结构等部分。
（2）开发环境MATLAB开发环境有一系列的工具和功能体，其中大部分具有图形用户界面，包括MATLAB桌面、命令窗口、命令历史窗口、帮助游览器、工作空间、文件和搜索路径等。
（3）图形处理图形处理包括二维、三维数据可视化，图像处理、模拟、图形表示等图形命令。
还包括低级的图形命令，供用户自由制作、控制图形特性之用。
（4）数学函数库有求和、正弦、余弦等基本函数到矩阵求逆、求矩阵特征值和特征矢量等。
MATLAB数学函数库可分为基本矩阵和操作、基本数学函数、特殊化数学函数、线性矩阵函数、数学分析和付里叶变换、多项式和二重函数等。
（5）MATLAB应用程序接口（API）MATLAB程序可以和C/C++语言及FORTRAN程序结合起来，可将以前编写的C/C++、FORTRAN语言程序移植到MATLAB中。
1.3 MATLAB的应用范围包括：MATLAB的典型应用包括：●数学计算●算法开发●建模、仿真和演算●数据分析和可视化●科学与工程绘图●应用开发（包括建立图形用户界面）以矩阵为基本对象第二章 Matlab基础2.1 MATLAB快速入门（1）搜索路径搜索路径也被看作是MATLAB的路径，其包含的文件被认为在路径上。
matlab可控标准型Matlab可控标准型（Controllable Canonical Form）是一种经典的状态空间描述形式，广泛应用于控制系统的分析与设计中。
在Matlab中，可控标准型可以通过多种方法实现，例如使用控制工具箱函数或手动计算转移矩阵等。
本文将介绍Matlab中可控标准型的概念、特点、转换方法以及其在控制系统中的应用。
一、可控标准型的概念和特点可控标准型是指一个线性时不变系统的状态空间方程可以表示为以下形式：x' = Ax + Buy = Cx + Du其中，x为系统的状态向量，u为输入向量，y为输出向量，A、B、C、D为系统的系数矩阵。
可控标准型的特点是：1. 系统的状态向量x仅通过输入u对系统输出y产生影响，不受初始状态x(0)的影响。
2. 系统的状态变量个数与输入变量个数相等，即状态空间维度等于输入维度。
3. 系统的输入变量u可以完全控制系统的状态，即系统是可控的。
二、可控标准型的转换方法在Matlab中，可以使用控制工具箱函数`ctrb`将系统转换为可控标准型。
具体步骤如下：1. 定义系统的状态空间表达式，包括A、B、C、D矩阵。
2. 使用`ctrb`函数计算系统的可控矩阵，判断系统是否可控。
3. 如果系统可控，则使用`canon`函数将系统转换为可控标准型。
下面通过一个简单的例子来说明可控标准型的转换过程。
假设有一个控制系统的状态空间表达式如下：A = [1 2; 3 4]B = [1; 1]C = [1 0]D = 0使用`ctrb`函数计算系统的可控矩阵：```Co = ctrb(A, B);rank_Co = rank(Co);```检查可控矩阵的秩，如果秩等于系统的状态空间维度，则系统是可控的。
接下来，使用`canon`函数将系统转换为可控标准型：```sys = canon(ss(A, B, C, D), 'companion');A_c = sys.A;B_c = sys.B;C_c = sys.C;D_c = sys.D;```得到的A_c、B_c、C_c、D_c即为可控标准型的系数矩阵。
BIFORMER是一种基于MATLAB的程序，用于处理生物医学图像数据。
它通过对图像进行形态学分析和特征提取，可以帮助医生快速准确地诊断疾病，提高临床工作效率。
本文将从以下几个方面详细介绍BIFORMER和其MATLAB程序的特点和用途。
一、BIFORMER的特点1. 自动分割图像：BIFORMER可以自动将医学图像分割成不同的区域，比如肿瘤、血管和组织等，为医生提供更多的信息。
2. 三维重建：BIFORMER可以对医学图像进行三维重建，使医生能够更全面地了解患者的病情。
3. 特征提取：BIFORMER能够从医学图像中提取各种特征，比如纹理、形状和密度等，帮助医生更准确地判断疾病的性质。
4. 多模态支持：BIFORMER支持多种医学成像模态，如CT、MRI和PET等，可以处理不同类型的医学图像数据。
二、MATLAB程序的应用1. 医学影像分析：MATLAB程序通过BIFORMER可以对医学影像进行分析，包括图像处理、特征提取和统计分析等，为医生提供更多的辅助信息。
2. 疾病诊断：MATLAB程序可以通过BIFORMER对医学图像中的异常区域进行定量分析，并根据提取的特征进行自动诊断，减轻医生的工作负担。
3. 医学研究：MATLAB程序可以通过BIFORMER对医学图像数据进行全面的分析和比对，帮助医学研究人员发现新的规律和机制。
三、BIFORMER和MATLAB程序的优势1. 自动化：BIFORMER和MATLAB程序的运行全过程都是自动化的，能够大大减轻医生和研究人员的工作负担。
2. 高效性：BIFORMER和MATLAB程序能够对大量的医学图像数据进行快速准确的处理和分析，大大提高了工作效率。
3. 可定制化：BIFORMER和MATLAB程序可以根据具体需求进行定制化开发，满足不同医学研究和临床诊断的需求。
四、BIFORMER和MATLAB程序的应用领域1. 临床医学：BIFORMER和MATLAB程序可以应用于临床医学，帮助医生对疾病进行早期诊断和治疗规划。
MATLAB讲义第一章 MATLAB系统概述1.1 MATLAB系统概述MATLAB（MATrix LABoratory）矩阵实验室的缩写，全部用C语言编写。
特点：（1）以复数矩阵作为基本编程单元，矩阵运算如同其它高级语言中的语言变量操作一样方便，而且矩阵无需定义即可采用。
（2）语句书写简单。
（3）语句功能强大。
（4）有丰富的图形功能。
如plot,plot3语句等。
（5）提供了许多面向应用问题求解的工具箱函数。
目前，有20多个工具箱函数，如信号处理、图像处理、控制系统、系统识别、最优化、神经网络的模糊系统等。
（6）易扩充。
1.2 MATLAB系统组成（1）MATLAB语言MATLAB语言是高级的矩阵、矢量语言，具有控制流向语句、函数、数据结构、输入输出等功能。
同时MATLAB又具有面向对象编程特色。
MATLAB语言包括运算符和特殊字符、编程语言结构、字符串、文件输入/输出、时间和日期、数据类型和结构等部分。
（2）开发环境MATLAB开发环境有一系列的工具和功能体，其中大部分具有图形用户界面，包括MATLAB桌面、命令窗口、命令历史窗口、帮助游览器、工作空间、文件和搜索路径等。
（3）图形处理图形处理包括二维、三维数据可视化，图像处理、模拟、图形表示等图形命令。
还包括低级的图形命令，供用户自由制作、控制图形特性之用。
（4）数学函数库有求和、正弦、余弦等基本函数到矩阵求逆、求矩阵特征值和特征矢量等。
MATLAB数学函数库可分为基本矩阵和操作、基本数学函数、特殊化数学函数、线性矩阵函数、数学分析和付里叶变换、多项式和二重函数等。
（5）MATLAB应用程序接口（API）MATLAB程序可以和C/C++语言及FORTRAN程序结合起来，可将以前编写的C/C++、FORTRAN语言程序移植到MATLAB中。
1.3 MATLAB的应用范围包括：MATLAB的典型应用包括：●数学计算●算法开发●建模、仿真和演算●数据分析和可视化●科学与工程绘图●应用开发（包括建立图形用户界面）以矩阵为基本对象第二章 Matlab基础2.1 MATLAB快速入门（1）搜索路径搜索路径也被看作是MATLAB的路径，其包含的文件被认为在路径上。
matlab仿真心得体会【篇一：matlab心得体会】matlab心得体会班级：电气08-3班姓名：张强学号：24matlab一个高级的距阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。
用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序(m文件)后再一起运行。
新版本的matlab语言是基于最为流行的c＋＋语言基础上的，因此语法特征与c＋＋语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格式。
使之更利于非计算机专业的科技人员使用。
而且这种语言可移植性好、可拓展性极强，这也是matlab能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因。
在对升压-降压（boost-buck）式变换器电路理论分析的基础上，建立基于simulink的升压－降压式变换器的仿真模型直流斩波就是将直流电压变换成固定的或可调的直流电压，也称dc/dc变换。
使用直流斩波技术，不仅可以实现调压的功能，而且还可以达到改善网侧谐波和提高功率因数的目的。
升压-降压式变换电路即升降压斩波电路，主要应用于已具有直流电源需要调节直流电压的场合。
升压-降压式变换器电路图如右图1-1所示。
设电路中电感l值很大，电容c值也很大，使电感电流il和电容电压u0基本为恒值。
设计原理是：当可控开关v出于通态时，电源经v向电感l供电使其贮存能量，此时电流为i1，方向如图1-1中所示。
同时，电容c维持输出电压基本恒定并向负载r供电。
此后，使v关断，电感l中贮存的能量向负载释放，电流为i2，方向如图1-1中所示。
可见，负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，因此该电路也称作反极性斩波电路。
稳定时，一个周期t内电感l两端电压ul对时间的积分为零，当v 处于通态期间时，ul=e；而当v处于端态期间时，ul=-出电压为 u0。
于是，etonu0toff=，所以输图1-2中给出了电源电流i1和负载电流i2的波形，设两者的平均值分别为i1和i2，当电流脉动足够小时，有 i1tont i2=off可得如下如果v、vd为没有损耗的理想开关时，则ei1=u0i2，其输出功率和输入功率相等，可将其看作直流变压器。
（Ⅰ）基础篇第一章 Matlab语言概述§1.语言特点MATLAB是Mathworks公司于20世纪80年代推出的数值计算软件。
得到了广泛的应用。
MATLAB的全称是Mateix Laboratory，意思是矩阵实验室。
它是以矩阵运算为基础的新一代程序语言。
MATLAB是集数学运算、图形处理、程序设计和系统建模为一体的著名编程语言软件，它具有功能强大、使用简单等优点，是进行科学研究和工程实践的有力工具。
与Fortran和C相比，MATLAB语句更简洁、明了，更加符合人们的思维习惯。
并且还具有良好的数据可视化功能。
MATLAB包括两部分：基本部分-主要指数据计算和可视化功能。
扩展部分-主要指工具箱。
§2 基本操作和简单语句输入1. 简单语句输入（简单计算器用法）例1：计算a⨯y÷⨯=（a = 2，b =3，c = 5 ）+acbb[程序] 在命令窗口输入>> a=2;b=3;c=5;>> y=a*b+c*b/a 回车[输出] y =13.5000例2：计算64(tan3⨯+45)/2760cos[程序] >> (tan(pi/4)+cos(pi/3))*27^(1/3)/sqrt(64)ans =0.56252. 变量表达式数值（1）变量* matlab语句一般形式为：变量=表达式（或数），若变量和“=”省略，输出时自动建立“ans”默认变量。
* 对大小写敏感，如sqrt（平方根）对，而SQRT，Sqrt全错。
* 变量名第一个字符必须是英文字母，最多可包含31个字符，（含英文、数字、下连符）。
不得包含空格和标点。
* 系统遇到一个新变量名时，它会自动生成变量，若该变量早已存在，系统会自动更新内容。
表1-1 默认预定义变量（永久变量）例3：无穷大的使用>> x =1/0Warning: Divide by zero.x =Inf* 在MATLAB中这样的操作不会引起程序执行中断，只是在给出警告信息的同时，用一个特殊的符号Inf来表示。
第23期总第177期内蒙古科技与经济
N o.23,the 177th issue
2008年12月
Inner M o ngo lia Science T echnolo gy &Economy Dec .2008
M AT LA B 的特点及其应用
郑桂莲
(包钢教育培训中心,内蒙古包头 014010)
摘 要:介绍了MAT LAB 的语言特点和应用,进一步说明了M at lab 在许多学科领域中成为计算机辅助设计与分析、算法研究和应用开发的基本工具和首选平台。
关键词:M ATLAB;编程;图像处理
中图分类号:T P31 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2008)23—0076—011 MAT LAB 概况
M ATLAB 为准确、可靠的科学计算标准软件。
M ATLAB 是矩阵实验室(M atr ix Laboratory )之意,M AT LAB 名字由Matrix 和Laboratory 两词的前三个字母组合而成。
1984年美国的M ath w orks 公司推出M at lab,迄今为止,它已发展成为国际上最优秀的科技应用软件之一。
M AT LAB 是高层次的矩阵/数组语言.具有条件控制、函数调用、数据结构、输入输出、面向对象等程序语言特性。
利用它既可以进行小规模端程,完成算法设计和算法实验的基本任务,也可以进行大规模编程,开发复杂的应用程序,从而使得M at lab 在许多学科领域中成为计算机辅助设计与分析、算法研究和应用开发的基本工具和首选平台。
M ATLAB 的基本数据单位是矩阵。
开放性使M ATLAB 广受用户欢迎,除内部函数外,所有M ATLAB 主工具包文件和各种工具包都是可读可修改的文件,用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包。
M ATLAB 大家庭有许多成员,包括应用程序开发工具、工具箱、数据存取工具、学生产品、状态流成图、模块集、代码生成工具等。
2 MAT LAB 的特点[1]2.1 编程效率高
用M at lab 编写程序犹如在演算纸上排列出公式与求解问题,M at lab 语言也可通俗地称为演算纸式科学算法语言。
由于它编写简单,所以编程效率高,易学易懂。
2.2 用户使用方便
M at lab 语言把编辑、编译、连接和执行融为一体,其调试程序手段丰富,调试速度快,需要学习时间少。
它能在同一画面上进行灵活操作快速排除输入程序中的书写错误、语法错误以至语意错误,从而加快了用户编写、修改和调试程序的速度,可以说在编程和调试过程中它是一种比VB 还要简单的语言。
2.3 扩充能力强
高版本的M at lab 语言有丰富的库函数,在进行复杂的数学运算时可以直接调用,而且M at lab
的库函数同用户文件在形成上一样,所以用户文件也可作为M at lab 的库函数来调用。
因而,用户可以根据自己的需要方便地建立和扩充新的库函数,以便提高M at lab 使用效率和扩充它的功能。
2.4 语句简单,内涵丰富
M at1ab 语言中最基本最重要的成分是函数,其一般形式为(a,6,c …)=fun (d,e,f,…),即一个函数由函数名,输入变量d,e,f,…和输出变量a,b,c ….组成,同一函数名F,不同数目的输入变量(包括无输入变量)及不同数目的输出变量,代表着不同的含义(有点像面向对象中的多态性。
这不仅使Mat lab 的库函数功能更丰富,而大大减少了需要的磁盘空间,使得M at lab 编写的M 文件简单、短小而高效。
2.5 高效方便的矩阵和数组运算
M at lab 语言像Basic 、Fortran 和C 语言一样规定了矩阵的一系列运算符,它不需定义数组的维数,并给出矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数,使之在求解诸如信号处理、建模、系统识别、控制、优化等领域的问题时,显得大为简捷、高效、方便,这是其它高级语言所不能比拟的。
2.6 方便的绘图功能
M at lab 的绘图是十分方便的,它有一系列绘图函数(命令),使用时只需调用不同的绘图函数(命令),在图上标出图题、XY 轴标注,格(栅)绘制也只需调用相应的命令,简单易行。
另外,在调用绘图函数时调整自变量可绘出不变颜色的点、线、复线或多重线。
3 M ATLAB 的应用
经过M ath Works 公司的不断完善,M AT LAB 已经发展成为适合多学科,多种工作平台的功能强大的大型软件。
在欧美等高校,MA TLAB 已经成为线性代数、自动控制理论、数理统计、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真等高级课程的基本教学工具;成为攻读学位的大学生、硕士生、博士生必须掌握的基本技能。
在国内,M AT LAB 正逐渐受到工程技术人员的欢迎。
在不远的将来,无论从事工程方面的哪个学科,都能在M ATLAB 里找到合适的功能。
(下转第78页)
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收稿日期:2008-07-25
作者简介:郑桂莲(1964-),女,山西应县人,现在包钢教育培训中心从事教学培训工作,职称:自动控制高级工程师。
总第177期内蒙古科技与经济
信息采集系统的数据库共5张表,管理员表存储管理员信息、班级表存储班级信息、学生信息表存储采集到的学生的信息、信息采集表存储不同的信息采集项、
系统状态表存储系统状态信息。
图2 活动图描述系统动作与动作的关系
3 信息采集系统的设计
系统可以划分为用户登录模块、信息录入模块、信息查询模块和信息管理模块。
用户的登陆模块实现管理员登陆系统,信息录入模块实现学生进行信息录入,信息查询模块实现学生录入信息和考试结果的查询,信息管理模块实现学生信息管理、信息分类、班级管理、系统信息管理和报表生成等。
3.1 视图设计
管理员登陆页面实现管理员登陆信息管理系统管理模块;信息录入页面实现学生录入和提交信息;信息查询页面实现用户查询学生录入的信息;信息管理管理页面实现信息管理的所有功能(如图3所示)。
3.2 模型设计
模型设计也就是程序的业务逻辑设计,JAVA 程序员通常使用Java Bean 实现模型。
根据系统的各个功能设计不同的Java Bean 实现不同的功能。
在这个系统中包含操纵数据库功能、管理员信息功能、学生信息管理功能、班级管理功能、信息采集项管理和报表生成功能几个Java Bean 。
3.3 控制器设计
控制器通过继承Action 、Action Form 实现有机的协调模型和视图的运行。
针对不同的视图设计
不同的Actio n Fo rm 的子类。
Action 对象中调用业务操作,处理完毕后,由Struts 的Actio n Servlet 转向到JSP 页面,将处理结果返回给客户端。
Struts 框架通过两个配置文件web .x ml 和struts -config .x ml ,配置Struts 系统中的各个模块之间的交互,把Struts 框架中M VC 的各个部分联系起来,实现MVC
系统。
图3
4 结束语
M VC 是一种概念,Struts 是实现这种概念的一种程序设计框架,在项目开发的过程中按照这种框架的需求将项目划分,并且套用这个框架,从而达到使用M VC 模式的目的。
虽然M VC 对程序有了自己较为明确的划分,但具体项目开发的过程中,需要设计者丰富的经验,从而达到事半功倍的效果。
[参考文献]
[1] 张桂元,贾燕枫.Str uts 开发入门与项目实现
[M ].北京:人民邮电出版社,2005.
[2] 孙卫琴.精通Struts 设计与开发[M ].北京:电
子工业出版社,2005.
[3] 张海藩.软件工程[M ].北京:人民邮电出版
社,2002.(上接第76页)
M ATLAB 的特点使它获得了对应用学科(特别是边缘学科)的极强适应力,并很快成为应用学科计算机辅助分析、设计、教学,乃至科技文字处理不可缺少的基础软件,尤其在图像处理中。
图像处理工具包是由一系列支持图像处理操作的函数组成的,所支持的图像处理操作有:几何操作、区域操作和块操作;线性滤波和滤波器设计;变换(DCT 变换);图像分析和增强;二值图像操作等。
在图像处理中,经常要对噪声污染的图像进行去噪声操作。
由于MAT LAB 强大的数学功能,无论使用连续或是离散方法,都是可能的。
例如,如果图像质量降低是由于附加了背景噪声图案而引起,那么只要知道了背景图案,两幅图相差就可以较好的恢复原图像,这在MAT LAB 中用两个矩阵相减就可实现。
目前,M ATLAB 已经推出了6.5的版本,并得到广泛的应用。
在许多国际一流学术刊物上,都可以看到M ATLAB 更加广泛的应用。
4 结束语
目前,MAT LAB 已经成为国际上最流行的科学与工程计算的软件工具,它已经成为了一种具有广泛应用前景的全新的计算机高级编程语言,有人称它为“第四代”计算机语言,其语言的功能也越来越强大。
可以预见,在科学运算、自动控制与科学绘图领域M ATLAB 语言将长期保持其独一无二的地位。
[参考文献]
[1] 飞思科技研发中心编著.M AT LAB 6.5辅助
优化计算与设计[M ].北京:电子工业出版社,2003.
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