Matlab工程讲义应用基础22224

c
其中 , m 2 km 上述方程的解为： x ( t ) Ae t sin( d ) 其中 x ( v x ) ( x ) tg
k
n

n
2
2
A0ຫໍສະໝຸດ n00d
1

2 d
v x n 0 0
第5章 综合实例
如果改变初始条件令x0＝0，v0＝1，其运动曲线实际上就是 系统的脉冲过渡函数。
第5章 综合实例
二、气体分子运动的麦克斯韦分布曲线 通过本例说明如何用复杂的数学公式绘制曲线。 利用气体分子运动的麦克斯韦速度分布律，求氯分子运动 的速度分布曲线，并讨论温度T及分子量mu对速度分布曲 线的影响。 1. 建立计算模型 麦克斯韦速度分布律为:
function f=mxw(T,mu,v) % The subfunction mxw.m of ex2 利用麦克斯韦速度分布律求分子的速度分布曲线的 子程序 %mu、v、T分别是分子量、分子速度和气体的绝对温度 k=1.381*10^(-23); %波尔茨曼常数 NA=6.022*10^23; %阿伏加德罗数 m=mu/NA %分子质量 f=4*pi*((m/2*pi*k*T)).^(3/2) .*v.*v.*exp(-m*v.^2./(2*k*T));
m f 4 2 kT
3 2
其中，m---分子质量, m=mu/NA, mu---分子量, NA---阿伏加德罗数 k---波尔茨曼常数 T----气体的绝对温度 v----分子速度
mv 2 v exp 2 kT
2

第5章 综合实例
第5章 综合实例
%求相位角 phi=atan2(wd(j)*x0,v0+eta(j)*wn*x0); %设定自变量数组 t t=0:tf/1000:tf; %求过渡过程 x(j,:)=a*exp(-eta(j)*wn*t).*sin(wd(j)*t+phi); end %在同一个图形窗口中绘制不同的ξ 值所对应的振型 plot(t,x(1,:),t,x(2,:),t,x(3,:),t,x(4,:),... t,x(5,:),t,x(6,:),t,x(7,:),t,x(8,:),... t,x(9,:),t,x(10,:)) grid on %新建一个图形窗口，绘制三维网格图 figure mesh(x)

2.0000
1.6667 2.0000
2.0000
3.0000
2.0000 3.0000
第3章 矩阵、数组和符号运算
b.利用内部函数产生矩阵
%compan生成x向量旳伴随矩阵
>> x=[2,4,6,8,10] x=
2 4 6 8 10 >> compan(x) ans =
-2 -3 -4 -5 -6 10000 01000 00100 00010
% eye 生成单位阵
>> S=eye(6) S=
100000 010000 001000 000100 000010 000001
% ones 生成全部元素为 1 旳矩阵
>> ones(3,4) ans = 1111 1111 1111
>> F=5*ones(3) F=
555 555 555
% zeros 生成全部元素为0旳矩阵
b. 矩阵乘法
>> C=A*B C=
30 70 110 150 70 174 278 382 110 278 446 614 150 382 614 846 >> D=A*3 D= 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48
c. 矩阵除法
左除 A\B=inv(A)*B
向量旳构造措施： 直接输入向量 利用冒号生成向量 利用 linspace/logspace 生成向量
>> a=[1,2,3,4]; >> x=0:0.5:2;
% x=logspace(a,b,n) 生成有 n 个元素旳行向量 x，其元素起点 x(1)=10a， 终点 x(n)=10b。

5
上机安排
从9月21日（也就是下个星期四）起，每个星 期四安排为上机时间。
上机地点：主楼东312（物电机房） 上机时间：18：00～20：00
20：00～22：00
2021/3/26
Matlab基础及其应用 ppt课件b 概述与入门； 2. 数据类型和运算； 3. 数值计算； 4. 符号运算； 5. 数据和函数的可视化； 6. Matlab编程；
指令输入提示符 >> (12+2*(7-4))/3^2
ans =
2 >>
8. 源程序的开放性。
2021/3/26
Matlab基础及其应用 ppt课件
13
线性方程组求解
a11x1 a12x2 a1nxn b1 a21x1 a22x2 a2nxn b2 an1x1 an2x2 annxn bn
当D＝|A|≠0， 方程组有解，可 用Cramer法则 求解。
50
20 12 45
A=[4 2 3;1 3 2;1 3 3;3 2 2]; B=[35 20 60 45;10 15 50 40; …20 12 45 20]; C=A*B
C=
45
40
220 146 475 320 105 89 300 205
20
125 101 345 225 165 114 370 255
-2
0
-4 -5
1
0 .5
0
-0 .5
-1 4
2
5
0 -2
0
-4 -5
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
-4
-2
0

第2章 Matlab语言程序设计
用fwrite写二进制文件： COUNT=fwrite(Fid, A, precision) 例： Fid=fopen(‗test.dat‘, ‗w‘); cnt=fwrite(Fid, A, ‗float‘) fclose(Fid); 用fscanf读取ASCII数据文件： [A, COUNT]=fscanf(Fid, format, size) format用以控制读取的数据格式，由％加上格式符组成， 常见的格式符有：d, i, o,u, x, e, f, s, c。 例：fscanf(Fid, ‗%s‘); fscant(Fid, ‗%6.2f‘); fscanf(Fid, ―%5d‘);
第2章 Matlab语言程序设计
d) 其它与流程控制有关的语句
if
if
break语句循环结构
continue 语句循环结构
第2章 Matlab语言程序设计
pause 指令使程序运行停止，等待用户按任意键继续； input 指令提示用户从键盘输入数值、字符串或表达 式，并接受输入； disp指令在屏幕上显示字符串; echo on指令显示其后所有执行文件的指令；
第2章 Matlab语言程序设计
c) 循环结构 while 语句:
for语句:
for 变量=初值：增量：结束值 程序模块； end
第2章 Matlab语言程序设计
举例：
>> sum=0; >> i=0; >> while(i<=100) sum=sum+1; i=i+1; end >> sum sum = 14196774 >> for I=1:10 A(I)=1/(I+1) ; end >> A A= Columns 1 through 7 0.5000 0.3333 0.2500 0.2000 0.1667 0.1429 0.1250 Columns 8 through 10 0.1111 0.1000 0.0909

它由美国MathWorks公司开发，广泛 应用于工程、科学、金融等领域。
Matlab的用途
算法开发
Matlab提供了丰富的数学函数库，方便 用户进行算法开发。
数据可视化
Matlab具有强大的绘图和可视化功能， 可以方便地绘制各种图表。
数据分析
Matlab提供了统计分析工具箱，可以进 行数据分析和处理。
微分方程求解
使用Matlab的符号计算功能和数 值求解方法，如`dsolve`和 `ode45`等，可以求解常微分方程 和偏微分方程。
数据分析
数据导入与预处理
使用Matlab的数据导入工具箱，如`readtable`、`readmatrix`等 ，可以方便地导入各种数据格式，并进行数据清洗和预处理。
并进行预测。
聚类算法
Matlab提供了K均值聚类 、层次聚类等聚类算法， 可用于数据聚类和分组。
特征选择与降维
使用Matlab的特征选择和 降维函数，如`fitcdiscr`、 `pca`等，可以提取关键特
征和降低数据维度。
谢谢您的聆听
THANKS
的计算顺序。
流程控制
总结词
掌握Matlab中的流程控制语句及其用法 。
VS
详细描述
Matlab提供了多种流程控制语句，如ifelse语句、switch-case语句和循环语句 （for和while）。这些语句用于控制程序 的执行流程，实现条件判断和重复执行等 功能。
03
Matlab矩阵运算
矩阵的创建
总结词
介绍矩阵的特征值和特征向量运算
详细描述
在Matlab中，可以使用eig函数来计算矩阵的特征值和特 征向量。例如，计算一个3x3的矩阵的特征值和特征向量 可以使用[V,D] = eig(A)的形式，其中V是特征向量矩阵， D是对角线元素为特征值的矩阵。

矩阵乘法：两个矩阵相乘 需要满足特定的条件，例 如E=A*B。
矩阵减法：两个相同大小 的矩阵可以进行减法运算 ，例如D=A-B。
矩阵的分解与特征值
详细描述
矩阵分解：将一个复杂的矩阵分 解为几个简单的、易于处理的矩 阵，例如LU分解、QR分解等。
特征值：矩阵的特征值是该矩阵 的一个重要的数值属性，可以用 于分析矩阵的性质和特征。
矩阵运算
介绍矩阵的创建、索引、算术 运算和逻辑运算等操作。
控制流
介绍if语句、for循环和while 循环等控制流结构的使用方法 。
02
MATLAB编程
变量与数据类型
01
02
03
变量命名规则
MATLAB中的变量名以字 母开头，可以包含字母、 数字和下划线，但不能包 含空格。
数据类型
MATLAB支持多种数据类 型，如数值型、字符型、 逻辑型和单元数组等。
matlab教程PPT(完整版)
汇报人：可编辑 2023-12-26
目 录
• MATLAB基础 • MATLAB编程 • MATLAB矩阵运算 • MATLAB图像处理 • MATLAB数值分析 • MATLAB应用实例
01
MATLAB基础
MATLAB简介
MATLAB定义
MATLAB应用领域
MATLAB是一种用于算法开发、数据 可视化、数据分析和数值计算的编程 语言和环境。
函数编写
01
02
03
04
函数定义
使用`function`关键字定义函 数，指定输入输出参数。
函数体
在函数定义中编写实现特定功 能的代码。
函数调用
通过函数名和输入参数调用自 定义函数。

h
2
MATLAB语言的主要特点
MATLAB基础
（1）具有丰富的数学功能
包括矩阵各种运算。如：正交变换、三角分解、特征值、常见的特殊矩 阵等。
包括各种特殊函数。如：贝塞尔函数、勒让德函数、伽码函数、贝塔函 数、椭圆函数等。
包括各种数学运算功能. 如: 数值微分, 数值积分, 插值, 求极值,方程求根, 常微分方程的数值解, 符号运算, 极限问题、积分问题等。
h
5
MATLAB基础
h
6
MATLAB基础
一、变量、数值与函数
1、变量
MATLAB中变量的命名规则 (1) 变量名必须是不含空格的单个词； (2) 变量名区分大小写； (3) 变量名最多不超过63个字符； (4) 变量名必须以字母打头，之后可以是任意字母、数字 或下划线，变量名中不允许使用标点符号。
h
7
特殊变量表
MATLAB基础
特殊变量 取 值
ans
用于结果的缺省变量名
pi eps flops
圆周率 计算机的最小数，当和 1 相加就产生一个比 1 大的数 浮点运算数
inf NaN i，j
无穷大，如 1/0 不定量，如 0/0 i=j= 1
nargin
所用函数的输入变量数目
nargout 所用函数的输出变量数目
cumsum
求元素累积和
length size
MATLAB基础
MATLAB基础
h
1
MATLAB基础
MATLAB的发展史
MATLAB名字由MATrix和 LABoratory 两词的前三个字母组合而成。 那是20世纪七十年代，时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任的Cleve Moler出于减轻学生编程负担的动机，为学生设计了一组调用LINPACK 和 EISPACK 矩 阵 软 件 工 具 包 库 程 序 的 的 “ 通 俗 易 用 ” 的 接 口 ， 此 即 用 FORTRAN编写的萌芽状态的MATLAB。

MATLAB课件MATLAB（矩阵实验室）是一种广泛应用于工程、科学和数学领域的编程语言和软件环境。

本课件旨在向读者介绍MATLAB的基本概念、功能和应用，帮助读者快速掌握MATLAB的使用方法，并能够利用MATLAB解决实际问题。

一、MATLAB概述MATLAB是MathWorks公司开发的一种高性能的数值计算和可视化软件。

它提供了一个交互式环境，用户可以通过编写程序或使用其丰富的工具箱进行数据分析、数值计算、算法开发、建模仿真等任务。

MATLAB支持多种编程范式，包括过程化编程、面向对象编程和函数式编程。

二、MATLAB基本操作1.MATLAB界面启动MATLAB后，用户将看到一个包含多个组件的界面，如命令窗口、工作空间、历史记录、当前文件夹等。

命令窗口是MATLAB的主要交互界面，用户可以在这里输入命令并执行。

工作空间显示了当前MATLAB会话中定义的所有变量。

历史记录记录了用户在命令窗口中输入的所有命令。

当前文件夹显示了当前MATLAB会话的工作目录。

2.MATLAB基本命令help：显示函数的帮助信息。

clc：清除命令窗口。

clear：清除工作空间中的所有变量。

disp：显示文本或变量的值。

who：列出工作空间中的所有变量。

whos：列出工作空间中所有变量的详细信息。

3.MATLAB数据类型MATLAB支持多种数据类型，包括数值类型、字符类型、结构体、元胞数组等。

数值类型包括整数、浮点数、复数等。

字符类型用于表示文本数据。

结构体是一种包含多个字段的数据类型，每个字段都可以存储不同类型的数据。

元胞数组是一种可以存储不同类型和大小的数据的数组。

三、MATLAB编程基础1.变量和赋值a=5;2.数组和矩阵操作MATLAB中的数组可以是数值数组、字符数组或逻辑数组。

数组可以通过方括号（）创建，例如：a=[123;456;789];矩阵是特殊的数值数组，具有两个维度。

MATLAB提供了丰富的矩阵操作函数，如矩阵乘法（）、矩阵转置（'）、矩阵求逆（inv）等。

导出数据 将数据导出到文件时，可以使用`writetable`、 `writematrix`、`writecell`等函数将数据写入到`.csv`、 `.txt`、`.xlsx`等格式的文件中。
自定义导入导出 对于特殊格式的数据，可以通过编写自定义函数来实现数 据的导入和导出。
25
文件格式转换
2024/1/29
4
MATLAB应用领域
数学建模与仿真
信号处理与通信
MATLAB提供了丰富的数学函数库和工具箱， 可用于解决各种数学问题和进行建模与仿真。
MATLAB支持各种信号处理算法和通信技术， 可用于音频、图像、视频等信号处理以及无 线通信系统的设计与分析。
控制系统设计与分析
数据分析与可视化
MATLAB提供了控制系统工具箱，可用于控 制系统的建模、分析和设计。
matlab入门教学 matlab基础知识介绍
2024/1/29
1
contents
目录
2024/1/29
• MATLAB概述与安装 • MATLAB基础语法 • 数组、矩阵与向量操作 • 函数与脚本编写 • 数据可视化与图形处理 • 文件操作与数据导入导出 • MATLAB编程进阶
2
01
MATLAB概述与安装
用于连接多个条件，进行逻辑 运算，如与、或、非等。
表达式书写规则
遵循标准的数学运算优先级和 结合性规则。
9
控制流语句
条件语句
if、else和elseif语句用于根据条 件执行不同的代码块。
循环语句
for和while循环用于重复执行一 段代码，直到满足退出条件。 2024/1/29
开关语句
switch语句用于根据表达式的值 选择执行不同的代码块。

01 MATLABChapterMATLAB概述与特点发展历程及应用领域发展历程应用领域安装与界面介绍安装用户可以从MathWorks官网下载MATLAB安装程序，根据提示完成安装过程。

安装过程中需要选择安装路径、添加环境变量等步骤。

界面介绍MATLAB界面包括命令窗口、工作空间、当前目录窗口、命令历史窗口等部分。

用户可以在命令窗口中输入命令并执行，工作空间展示当前变量和函数，当前目录窗口显示当前工作路径下的文件和文件夹，命令历史窗口记录用户输入的命令历史。

01020304变量与数据类型条件语句与循环语句数组与矩阵操作函数编写与调用基本操作入门02数据类型与运算规则Chapter整数类型包括有符号和无符号整数，如int8、uint8、int16、uint16等。

浮点数类型包括单精度和双精度浮点数，如single、double。

特殊数值如Inf表示无穷大，-Inf表示负无穷大，NaN表示非数字。

字符数组01字符串操作02字符编码03逻辑型数据逻辑函数逻辑运算逻辑值（~）等逻辑运算符。

逻辑真（true）和逻辑假（false）。

数组与矩阵运算规则数组创建数组索引矩阵运算特殊矩阵03程序设计基础ChapterMATLAB 中变量名区分大小写，以字母开头，可包含字母、数字和下划线，不能是MATLAB保留字。

变量命名规则变量作用域特殊变量局部变量只在其所在的函数或脚本中有效，全局变量在整个MATLAB 工作环境中都有效。

MATLAB 提供了一些特殊变量，如ans 、pi 、i 或j （虚数单位）等，可以直接使用。

变量命名规则及作用域条件语句if-else语句用于根据条件执行不同的代码块，switch-case语句用于多分支选择。

循环语句for循环用于指定次数的重复执行，while循环用于满足条件时的重复执行。

流程控制语句break语句用于提前退出循环，continue语句用于跳过本次循环的剩余部分。

条件语句和循环语句应用函数定义MATLAB 中可以使用function 关键字定义函数，包括输入参数、输出参数和函数体。