实验一 MATLAB软件简介

第一章MATLAB及其操作简述§1.1 MATLAB简介MATLAB是由美国Math Works公司推出的软件产品。

MATLAB是“Matric Laboratory”的缩写，意及“矩阵实验室”。

MATLAB是一完整的并可扩展的计算机环境，是一种进行科学和工程计算的交互式程序语言。

它的基本数据单元是不需要指定维数的矩阵，它可直接用于表达数学的算式和技术概念，而普通的高级语言只能对一个个具体的数据单元进行操作。

因此，解决同样的数值计算问题，使用MATLAB要比使用Basic、Fortran和C语言等提高效率许多倍。

许多人赞誉它为万能的数学“演算纸”。

MATLAB采用开放式的环境，你可以读到它的算法，并能改变当前的函数或增添你自己编写的函数。

在欧美的大学和研究机构中，MATLAB是一种非常流行的计算机语言，许多重要的学术刊物上发表的论文均是用MATLAB来分析计算以及绘制出各种图形。

它还是一种有利的教学工具，它在大学的线性代数课程以及其它领域的高一级课程的教学中，已成为标准的教学工具。

最初的MATLAB是用FORTRAN编写的，在DOS环境下运行。

新版的MATLAB 是C语言编写的高度集成系统。

它在几乎所有流行的计算机机种，诸如PC、MACINTOSH、SUN、VAX上都有相应的MATLAB版本。

新版的MATLAB增强了图形处理功能，并在WINDOWS环境下运行。

现今，MATLAB的发展已大大超出了“矩阵实验室”的范围，在许多国际一流专家学者的支持下，Maths Works公司还为MATLAB配备了涉及到自动控制、信息处理、计算机仿真等种类繁多的工具箱（Tool Box），这些工具箱有数理统计、信号处理、系统辨识、最优化、稳健等等。

近年来一些新兴的学科方向，Maths Works公司也很快地开发了相应的工具箱，例如：神经网络、模糊逻辑等。

§1.2 MATLAB操作说明一．启动MATLAB启动MATLAB有两种方法：1．在WINDOWS下，点D:\matlab\bin\matlab.exe进入MATLAB环境2．在DOS下，键入matlab，这一命令会自动执行WINDOWS，并启动MATLAB 以上两种操作的结果都会出现一个MATLAB的命令窗口。

MatLab 软件简介(Version 6.5)A.1 概述MatLab （Matrix Laboratory ）是矩阵实验室的意思，既是一种语言，又是一个编程环境。

MatLab 是数学计算的强有力工具，是一种用于工程计算的高性能语言，它以矩阵作为数据操作的基本单位，在数理统计、自动控制、数字信号处理、动态系统仿真方面有着重要的应用。

A.1.1 MatLab 的特点其特点体现在以下几个方面： ◆ 编程效率高 ◆ 用户使用方便 ◆ 扩充能力强 ◆ 语句简单◆ 高效方便的矩阵和数组运算 ◆ 方便的绘图功能 ◆ 开放的源程序A.1.2 MatLab 的构成MatLab 主要由5部分组成： ◆ MatLab 工作环境 ➢ 桌面 ➢ 命令窗口➢ 命令历史工作期 ➢ 帮助浏览器 ➢ 工作空间➢ M 文件和搜索路径窗口 ◆ MatLab 数学函数库➢ 基本函数：如，sum,sin ，cos 等➢ 复杂函数：如，求矩阵特征值、特征向量、求逆、bessel 函数，fourier 变换 ◆ MatLab 语言➢ 以矩阵和向量为基本数据单位➢ 有控制流程语句、函数、数据结构、输入/输出语句等 ➢ 面向对象 ◆ 句柄图形句柄图形是MatLab 的图形系统，包括：➢ 高层次绘图命令➢低层次绘图命令A.1.3 MatLab 的运行方式（1） 命令行运行方式，格式：变量=表达式 或 表达式 例如在命令窗口输入：a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9] 结果为： 二维和三维数据的可视化命令 图像处理命令 动画制作修改图形局部的命令 编制完整图形界面的命令1 2 34 5 67 8 9（2）M文件运行方式，如M文件名为abcd.m 则在命令窗口输入abcd回车即得运行结果。

帮助系统如何进入帮助系统方法一：利用任一窗口“Help”菜单。

方法二：利用发射台窗口。

帮助命令：help 函数名help sqrtA.2 数值运算A.2.1 变量◆规则：✧变量和常量的标识符最长允许31个字符✧函数与文件名通常不超过8个字符（受文件管理器的限制）✧字符可以是英文字母、阿拉伯数字和下划线，标识符中第一个必须是英文字母✧变量区分大小写：Cost与cost变量是不同的◆特殊变量名ans pi eps（系统浮点精确度）inf NaN i或j realmax realminnargin (函数的输入参数个数),nargout(函数的输出参数个数)A.2.2 矩阵与数组的创建与运算1.数组是程序设计语言中用到的一种数据结构，不是数学概念。

实验⼀_MATLAB_软件环境及基本操作实验⼀ MATLAB 软件环境及基本操作⼀、实验⽬的熟悉 MATLAB 软件的⼯作环境，练习 MATLAB 命令窗⼝的基本操作。

⼆、实验内容1、命令窗⼝（Command Window ）运⾏⼊门（1）最简单的计算器使⽤法【例 1】求[12 + 2×(7- 4)]÷32的算术运算结果。

1）⽤键盘在 MATLAB 命令窗⼝中命令提⽰符>>后输⼊以下内容：(12+2*(7-4))/3^22）在上述表达式输⼊完成后，按【Enter 】键，执⾏命令。

3）MA TLAB 命令窗⼝中将显⽰以下结果：ans =【例 2】简单矩阵的输⼊步骤。

123A=4567891）在键盘上输⼊下列内容A = [1,2,3; 4,5,6; 7,8,9]2）按【Enter 】键执⾏命令。

3）在命令执⾏后，MATLAB 命令窗⼝中将显⽰以下结果：A =1 2 34 5 67 8 9【例 3】矩阵的分⾏输⼊A=[1 2 34 5 67 8 9]（显⽰结果同例2）【例 4】命令的续⾏输⼊。

…是续⾏符号，表明下⼀⾏是本⾏的接续。

S = 1 – 1/2 + 1/3 –1/4 + 1/5 – 1/6 ... + 1/7 – 1/8S =0.6345 （2）复数和复数矩阵【例1】复数z1 = 3+ 4i，z2 =1+ 2i，z3 = 2eπi/6表达，及计算123z z zz（1）直⾓坐标表⽰法z1= 3 + 4iz1 =3.0000 +4.0000i（2）采⽤运算符构成的直⾓坐标表⽰法和极坐标表⽰法>> z2 = 1 + 2 * i %运算符构成的直⾓坐标表⽰法。

z2 =1.0000 +2.0000i>> z3=2*exp(i*pi/6) %运算符构成的极坐标表⽰法z3 =1.7321 + 1.0000i>> z=z1*z2/z3z =0.3349 + 5.5801i【例-2】复数矩阵的⽣成及运算>> A=[1,3;2,4]-[5,8;6,9]*iB=[1+5i,2+6i;3+8*i,4+9*i]C=A*BA =1.0000 - 5.0000i 3.0000 - 8.0000i2.0000 - 6.0000i 4.0000 - 9.0000iB =1.0000 + 5.0000i2.0000 + 6.0000i3.0000 + 8.0000i4.0000 + 9.0000iC =1.0e+002 * 0.9900 1.1600 - 0.0900i1.1600 + 0.0900i 1.3700【例3】求上例复数矩阵C 的实部、虚部、模和相⾓。

实验结果及分析实验1：程序如下x=1:10y=2*x;plot(x,y)仿真结果：实验结果分析：仿真结果是条很规则的直线，X轴和Y轴一一对应，清楚明了，而序又特别简单。

所以用Maltab 软件很方便地画出规则的直线，方便研究。

实验结果及分析1、A=2、A=1A=实验结果及分析实验三 Matlab在信号与系统中的应用实验名称实验1、掌握信号与系统课程中基本知识的Matlab编程、仿真方法目的实验原理实验1程序：b=[1];a=[1 1];p=;t=0:p:5;x=exp(-3*t);subplot(1,2,1);impulse(b,a,0:p:5);title('冲激响应');subplot(1,2,2);step(b,a,0:p:5);title('阶跃响应');实验内容<设计性实验>1、用MATLAB在时域中编程求解y′(t)+y(t)=f(t), f(t)= exp(-3t)ε(t)的冲激响应、阶跃响应。

在simulink仿真环境下，设计系统框图，分析系统的冲激响应、阶跃响应。

<设计性实验>（选做）2、用MATLAB在时域中编程求解y′(t)+y(t)=f(t), f(t)=(1+exp(-3t))ε(t)的冲激响应、阶跃响应，要求用conv编程实现系统响应。

在simulink仿真环境下，设计系统框图，分析系统的冲激响应、阶跃响应。

实验结果及分析实验1仿真结果：simulink仿真环境下冲激响应阶跃响应实验名称实验四 Matlab在数字信号处理中的应用实验结果及分析实验1仿真结果:6khz12kHZ。

实验一熟悉MATLAB环境认识MATLAB 一、实验目的熟悉matlab的安装与启动；熟悉matlab用户界面；熟悉matlab功能、建模元素；熟悉matlab优化建模过程。

二、实验设备与仪器1.微机2.matlab仿真软件三、实验步骤1. 了解matlab的硬件和软件必备环境；2. 启动matlab；3. 熟悉标题栏，菜单栏，工具栏，元素选择窗口，状态栏，控制栏以及系统布局区；4. 学习优化建模过程。

四、实验报告要求1. 写出matlab系统界面的各个构成；以及系统布局区的组成；以及每一部分的功能；2. 优化建模过程应用举例五、实验内容（一）、Matlab操作界面1.命令窗口（command window）2.命令历史窗口（command history）3.工作空间管理窗口（workspace）4. 当前路径窗口（current directory ）（二）、实现下列优化建模过程1、简单矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=987654321A 的输入步骤。

A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]2、矩阵的分行输入。

A=[1,2,34,5,67,8,9]A =1 2 34 5 67 8 93、指令的续行输入S=1-1/2+1/3-1/4+ ...1/5-1/6+1/7-1/8S=1-1/2+1/3-1/4+...1/5-1/6+1/7-1/8S =0.63454、画出衰减振荡曲线t ey t 3sin 3-=及其它的包络线30t e y -=。

t 的取值范围是 t=0:pi/50:4*pi;y=exp(-t/3).*sin(3*t);plot(t,y)axis([0,4*pi,-1,1])xlabel('t'),ylabel('y')t=0:pi/50:4*pi;y=exp(-t/3).*sin(3*t);plot(t,y)hold onplot(t,exp(-t/3),'r:',t,-exp(-t/3),'r:') axis([0,4*pi,-1,1])xlabel('t'),ylabel('y')5、画出2222)sin(y x y x z ++=所表示的三维曲面。

MATLAB软件概述
MATLAB（Matrix Laboratory）是由MathWorks公司出品的商业数学软件，是一种高级的编程语言，用于科学计算，数据分析和数据可视化。

具有强大的数学和引用工具，它可以计算表达式和处理数据，拓展应用，制作可交互的用户界面，支持脚本和函数，可以传输到大型系统，还有用于开发和部署应用程序的工具。

MATLAB是一种十分强大的软件，具有完善的语法和语义，自带的数学和科学函数，支持快速开发，使用简单，符合MATLAB的数据类型和结构，具有良好的结构化逻辑，跨平台性，支持多种技术，和MATLAB的向量/矩阵语法。

MATLAB可以用来处理复杂的数学问题，如图像处理，信号处理，信号分析，模式识别，数据可视化，机器学习等。

MATLAB也可以被用来实现技术，如数字图像处理，机器视觉，控制系统设计，机器人技术，量子技术，机器人学习，计算机辅助设计（CAD）等。

matlab实验一实验报告实验一：Matlab实验报告引言：Matlab是一种强大的数学软件工具，广泛应用于科学计算、数据分析和工程设计等领域。

本实验旨在通过使用Matlab解决实际问题，探索其功能和应用。

一、实验目的本次实验的主要目的是熟悉Matlab的基本操作和常用函数，了解其在科学计算中的应用。

二、实验内容1. 数值计算在Matlab中，我们可以进行各种数值计算，包括基本的加减乘除运算，以及更复杂的矩阵运算和方程求解。

通过编写相应的代码，我们可以实现这些功能。

例如，我们可以使用Matlab计算两个矩阵的乘积，并输出结果。

代码如下：```matlabA = [1 2; 3 4];B = [5 6; 7 8];C = A * B;disp(C);```2. 数据可视化Matlab还提供了强大的数据可视化功能，可以将数据以图表的形式展示出来，更直观地观察数据的规律和趋势。

例如，我们可以使用Matlab绘制一个简单的折线图，来展示某个物体在不同时间下的位置变化。

代码如下：```matlabt = 0:0.1:10;x = sin(t);plot(t, x);xlabel('Time');ylabel('Position');title('Position vs. Time');```3. 图像处理Matlab还可以进行图像处理，包括图像的读取、处理和保存等操作。

我们可以通过Matlab对图像进行增强、滤波、分割等处理，以及进行图像的压缩和重建。

例如，我们可以使用Matlab读取一张图片，并对其进行灰度化处理。

代码如下：```matlabimg = imread('image.jpg');gray_img = rgb2gray(img);imshow(gray_img);```三、实验结果与分析在本次实验中，我们成功完成了数值计算、数据可视化和图像处理等任务。

Matlab软件介绍1 Matlab背景介绍MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。

20世纪70年代，美国新墨西哥大学计算机科学系主任Cleve Moler为了减轻学生编程的负担，用FORTRAN编写了最早的MATLAB。

1984年由Little、Moler、Steve Bangert合作成立了的MathWorks公司正式把MATLAB 推向市场。

到20世纪90年代，MATLAB已成为国际控制界的标准计算软件。

时至今日，经过Math Works公司的不断完善，MATLAB已经发展成为适合多学科、多种工作平台的功能强劲的大型软件。

在国外，MATLAB已经经受了多年考验。

在欧美等高校，MATLAB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。

在设计研究单位和工业部门，MATLAB被广泛用于科学研究和解决各种具体问题[14]。

2 Matlab语言介绍2.1 Matlab语言的特点一种语言之所以能如此迅速地普及，显示出如此旺盛的生命力，是由于它有着不同于其他语言的特点。

正如同FORTRAN和C等高级语言使人们摆脱了需要直接对计算机硬件资源进行操作一样，被称作为第四代计算机语言的MATLAB，利用其丰富的函数资源，使编程人员从繁琐的程序代码中解放出来。

MATLAB的最突出的特点就是简洁。

MATLAB用更直观的、符合人们思维习惯的代码，代替了C和FORTRAN语言的冗长代码。

MATLAB给用户带来的是最直观、最简洁的程序开发环境。

以下简单介绍一下MATLAB的主要特点。

(1) 语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极其丰富。

1 MATLAB软件简介1.1 概述MATLAB是美国Math Works 公司开发的大型数学计算软件，它具有强大的矩阵处理功能和绘图功能，已经广泛地应用于科学研究和工程技术的各个领域在科学研究和工程应用中，往往要进行大量的数学计算，其中包括矩阵运算。

这些运算一般来说难以用手工精确和快捷地进行，而要借助计算机编制相应的程序做近似计算。

MATLAB的主要功能具体包括：一般数值分析、矩阵运算、数字信号处理、建模和系统控制和优化等应用程序，并集应用程序和图形于一便于使用的集成环境中。

在此环境下所解问题的Matlab语言表述形式和其数学表达形式相同，不需要按传统的方法编程。

MATLAB语言的这一特点大大降低了对使用者的数学基础和计算机语言知识的要求，而且使编程效率和计算效率极高，还可在计算机上直接输出结果和精美的图形拷贝。

综上所述，Matlab语言有如下特点：1．编程语言接近人的思维方式，编程效率高，易学易懂它是一种面向科学与工程计算的高级语言，允许用数学形式的语言编写程序，且比其他计算机语言更加接近我们书写计算公式的思维方式，用Matlab编写程序犹如在演算纸上排列出公式与求解问题。

因此，Matlab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．程序调试方便灵活，Matlab语言是一种解释执行的语言，它灵活、方便，其调试程序手段丰富，调试速度快，需要学习时间少。

Matlab语言与其它语言相比，省去了编辑、编译、连接以及执行和调试四个步骤。

它把编辑、编译、连接和执行融为一体。

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。

Mat1ab语言不仅是一种语言，广义上讲是一种该语言开发系统，即语言调试系统。

3.源程序开放，库函数丰富，扩展能力强高版本的Matlab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Matlab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Matlab的库函数来调用。