Matlab基础准备及入门

MATLAB基础与编程入门教学设计一、教学目标1.了解MATLAB的基本特点、功能和应用范围；2.掌握MATLAB的基本语法、变量操作、顺序结构及条件判断、循环结构、向量与矩阵、绘图等基本操作；3.能够独立完成MATLAB程序设计，包括数据分析、仿真、图形处理等方面的编程；4.培养学生良好的MATLAB编程思维，提高其创新能力和解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 前导知识1.计算机基础知识2.数学基础知识2. MATLAB基础1.MATLAB环境介绍2.MATLAB语言基础3.MATLAB编辑器和命令行窗口4.MATLAB的变量和运算5.MATLAB的数据类型和数据结构6.MATLAB的向量和矩阵7.MATLAB的文件操作8.MATLAB的函数3. MATLAB编程1.顺序结构和条件判断2.循环结构3.函数的应用和定义4.文件输入输出5.绘图4. 应用案例1.数据处理2.信号处理3.图像处理4.控制系统仿真三、教学方法1.讲授与实践相结合的教学方法；2.辅以案例实践和编程作业，确保学生能够掌握实际应用能力；3.采用小组合作学习模式，培养学生合作精神，提高学生的创新能力和实际问题解决能力。

四、教学评估1.考勤和上机测试；2.课堂发言及课后回答问题；3.课程作业及项目实践成果；4.学期末考核。

五、教学资源1. 教材1.《MATLAB程序设计》2.《MATLAB高级程序设计》3.《MATLAB图形处理与应用》2. 网络资源1.MATLAB官方网站2.MATLAB中文社区3.MATLAB编程网4.MATLAB中文网六、总结MATLAB是一款强大的数学软件，具有广泛的应用。

本教学设计旨在培养学生掌握MATLAB的基本语法和编程思想，提高学生的实际应用能力。

通过实践和案例掌握数据处理、信号处理、图像处理和控制系统仿真等方面的应用，同时培养学生的合作精神和创新能力。

MATLAB的基本使用教程MATLAB是一种强大的数学计算软件，广泛应用于科学、工程和技术领域。

它提供了丰富的功能和工具，能够快速、有效地处理和分析各种数学问题。

本文将介绍MATLAB的基本使用方法，帮助初学者快速入门。

一、MATLAB的安装与启动1、下载和安装MATLAB软件：在MathWorks官方网站上下载适合自己操作系统的MATLAB软件，并根据安装提示进行安装。

安装完成后，会生成一个MATLAB的启动图标。

2、启动MATLAB：双击MATLAB的启动图标，或者在命令行中输入"matlab"命令，即可启动MATLAB。

二、MATLAB的基本操作1、工作环境：MATLAB提供了一个强大的集成开发环境（IDE），可以在其中编写和运行代码。

在MATLAB的界面中，包括主窗口、命令窗口、变量窗口、编辑器等。

2、命令窗口：在命令窗口中可以输入和执行MATLAB命令。

可以直接在命令窗口中输入简单的计算，例如输入"2+3"并按下回车键，即可输出计算结果。

3、脚本文件：MATLAB可以编写和运行脚本文件，将一系列命令组织起来，并按顺序执行。

在编辑器中编写MATLAB代码，并将文件保存为.m扩展名的脚本文件。

然后在命令窗口中输入脚本文件的文件名（不带扩展名），按下回车键即可执行脚本文件中的代码。

4、变量和赋值：在MATLAB中，可以创建和操作各种类型的变量。

例如，可以使用"="符号将一个值赋给一个变量，例如"A=5"。

在后续的计算和分析中，可以使用这个变量，例如输入"B=A+3"，结果B 将被赋值为8。

5、矩阵和向量：MATLAB中的基本数据结构是矩阵和向量。

可以使用方括号[]来创建矩阵和向量，并使用逗号或空格来分隔不同的元素。

例如，"[1,2,3]"表示一个包含3个元素的行向量。

6、矩阵运算：MATLAB提供了丰富的矩阵运算符和函数，可以对矩阵进行各种运算。

MATLAB基础知识及常用功能介绍第一章：MATLAB简介及安装MATLAB是一种强大且广泛应用的数值计算软件，它提供了许多用于科学计算和工程设计的功能。

MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的缩写，其主要特点是在操作矩阵和各种数学函数上非常高效。

要安装MATLAB，只需下载安装程序然后按照提示进行安装即可。

第二章：MATLAB基本操作在MATLAB中，可以使用各种命令来进行基本的数学运算，例如加减乘除、幂运算等。

此外，还可以定义变量、矩阵和向量，并进行复杂的数学运算。

提示：使用分号可以取消输出结果。

第三章：MATLAB脚本和函数脚本是一系列MATLAB命令的集合，可以保存并重复执行。

函数是一段具有输入和输出的可执行代码块，可以通过函数名和输入参数来调用。

编写脚本和函数有助于提高代码的可读性和可重复性。

第四章：MATLAB图形化界面MATLAB提供了图形化界面（GUI）工具箱，用于创建交互式应用程序和图形用户界面。

利用GUI工具箱，可以通过拖拽和放置的方式创建界面，并通过设置属性和回调函数实现交互功能。

第五章：MATLAB数据可视化MATLAB拥有丰富的数据可视化功能，可以将数据以各种图表形式呈现出来，如散点图、柱状图、曲线图等。

此外，还可以对图表进行自定义设置，如添加图例、调整轴范围、添加标题等。

第六章：MATLAB图像处理MATLAB提供了强大的图像处理工具箱，可以用于图像的滤波、锐化、模糊、边缘检测等操作。

此外，还可以进行图像的变换和特征提取，用于图像识别和分析。

第七章：MATLAB信号处理MATLAB信号处理工具箱提供了一系列用于处理、分析和合成信号的函数和工具。

可以进行信号滤波、频谱分析、时域分析等操作。

此外，还可以进行数字滤波器设计和滤波器实现。

第八章：MATLAB数学建模MATLAB是数学建模的重要工具，可以用于建立各种数学模型并进行仿真和优化。

可以利用MATLAB解方程、求解微分方程、进行符号计算等，用于解决各种实际问题。

⼀、MATLAB之基础⼊门代码序⾔本篇旨在列出matlab⼊门及在科研中必须掌握的⼀些基础代码，主要内容包括：matkab矩阵运算、绘图、函数流程控制、⽂件、图像、函数等基本操作，以便于随查随⽤，⾄于常⽤的算法本篇鲜有涉及。

%% matlab总述% matlab中基本数据结构是矩阵，即使单独⼀个数也视为⼀个1*1的矩阵%%%% 矩阵创建&赋值操作a=5;b=[1 2 3];c=[1;2;3];d=[1 2 3;4 5 6;7 8 9];x=[0:0.5:2]; % 0.5是步长x=zeros(4); % 4*4零矩阵x=zeros(2,3);% 2*3零矩阵x=ones(5,5); % 1矩阵x=eye(5); % 5阶单位阵，与Octave语法完全⼀致[r,c]=size(x); % 返回x矩阵的⼤⼩x=linspace(0,3,5); % 0到3间均匀⽣成5个点,⽣成函数的采样点[x,y,z]=meshgrid([],[],[]); % ⽤以⽣成函数的采样点%%%% matlab中的保留字piInf % ⽆穷⼤NaN % 未定式，0/0%%%% 数组计算a=a+b;a=a-b;% 数组加减a=b*c;a=b*inv(x)% 数组乘除 inversea=b.*c; % 对应位操作./ .* .^a=a';a=a(:);% 数组拉直%%%% 数组索引与操作% 括号是索引符号，如([],[])x=a(2,2);x=a(5);x=a(1:2,3:4); %([],[])x(x>72)=x(x>72)-72 % 数组的逻辑索引，x>72⾃⾝就是⼀个0/1⼆维数组，x(x>72)就是访问对应为1位置处的值% 数组赋值/改值a(2,2)=0a(5)=9a(1:2,3:4)=ones(2,2)a(1:2,[3,4,7,11])=ones(2,2) % matlab中[1:9],1:9是基本数据类型%%%% 数组的⽐较和逻辑运算,符合条件的同⼀位置为1，不符合则为0x=[1 2 3 4 5 6 7];y=[1 2 4 5 5 6 8];eq=(x==y); %上⾯说过了，x==y⾃⾝也是⼀个0/1⼆维数组eq=(x>2)&(y<5); % 与 &两边既可以是标量也可以是向量 VS. &&两边只能是标量eq=(x>2)|(y<5); % 或eq=xor(x>4,y<5); % 异或x(x<3)=-1; % (x<3)是⼀个0/1数组，x(x<3)就是把(x<3)数组中1对应位置的位置访问，再将访问到的位置赋值1，⽐较和逻辑运算与数组索引结合xy=[x,y]; xy=[x;y]; % ⽤已有数组构建新数组，数组融合img=cat(3,R,G,B); % ⾼级数组融合xy(:,xy(1,:)<4)=0 %逻辑运算结果矩阵也可以⽤来数组索引%%%% 数组操作函数x=[1 2 3;4 5 6;7 8 9];x=flipud(x);%上下转x=fliplr(x);%左右转x=rot90(x);%逆时针旋转90度x=pinv(x);%数组求（伪）逆sum(x,1); % x每列求和sum(x,2); % x每⾏求和sum(x(:)); % 求全和，：表⽰将数组拉直maxn=max(x);% 返回每列最⼤值maxn=max(x);% 返回每列最⼤值maxn=max(x(:)); % 返回全局最⼤值min(); % ⽤法同max()%%%% 常⽤数学函数% 注意matlab中矩阵是基本数据结构，因此所有函数都是对矩阵中每个x_i操作y=sin(x);y=abs(x);%绝对值y=sqrt(x);%开⽅y=ceil(x);%向上取整y=floor(x);%向上取整y=round(x);%四舍五⼊取整y=rand(r,c);%⽣成随机矩阵b=sum(a,idm);%求和函数，dim=1 表⽰对每⼀列求和，dim=2 表⽰对每⼀⾏求和tabulate(detect_result)% detect_result是⼀个列向量，该函数⽤以频数、频率统计%%%% MATLAB函数基本语句for i=1:2:100 %endwhile 1if a<1breakendendfunction [output1,]=functionname(input1,) % 函数定义command1command2output1=%%%% 基本绘图%plotx=0:0.001*pi:2*pi;y=sin(x);z=cos(x);plot(x,y,'-ob','LineWidth',1.5) % 标出数据点的折线图hold onplot(x,z,'rs') % 散点图drawnow % 动画图xlabel('x')ylabel('y')title('图')axis equal % 两轴单位长度相等axis([-2,2,-2,2]) % 控制坐标轴范围set(gca,'XTick',0:pi/2:4*pi); % 设置坐标轴刻度间距，⼀般与下⼀⾏命令搭配set(gca,'XTickLabel',{'0','0.5*pi','pi','1.5*pi','2*pi','2.5*pi','3*pi','3.5*pi','4*pi'})% 设置坐标轴刻度标号xlim([-2,2]) % 控制坐标轴范围text(0,0,'(0,0)') % 在数据曲线上点(x,y)处，标出'(3,5)'legend('cos(x)','sin(x)','sin(x)-cos(x)') % 依照绘图的顺序依次标注图例saveas(gcf,strcat('ch',num2str(i),'.emf')) % 保存plot图⽚，gcf是plot的句柄plot(X)%绘制⼆维矩阵，以⾏号为横坐标，各列为纵坐标plot(X);% plot制作动图for k=1:10plot (fft(eye(k+10))) % eye()单位阵，fft()傅⾥叶变换，plot()绘制矩阵axis equalM(k)=getframe; % 截取当前窗⼝作为影⽚帧endmovie(M,50) %播放多帧图⽚，M 50次%极坐标plar(theta,r,LineSpec)t=0:0.1:3*pi;polar(t,abs(cos(5*t)));% 快速⽅程绘图fplot('x-cos(x^2)',[-4,4]);% 绘制y=x-cos(x^2)ezplot('y-f(x),[-6 6 -8 8]');% ezplot('⽅程式'，[xmin xmax ymin ymax])ezplot('cos(3*t)','sin(3*t)',[0:2*pi]);% ezplot('x参数式'，'y参数式'，[tmin,tmax])%%%% 参数⽅程作图（可以画出很有趣的⾮函数图像）t=0:pi/50:2*pi;x=sin(t);y=cos(t);plot(x,y)axis([-1.1,1.1,-1.1,1.1])axis equal%%%%x=sin(t)y=cos(t)z=tplot3(x,y,z) % 三维曲线参数⽅程作图grid on % 开⽹格%%%%三维曲⾯[x,y]=meshgrid(-pi:0.1:pi); % 画函数采样点z=sin(x).*cos(y);mesh(x,y,z) % 画三维曲⾯figure() % 开新画板surf(x,y,z) % 画中间插值的三维曲⾯(有渲染效果)%%%% ⽂件数据读取% .txt纯数据⽂件⽂件data=load('c:\desktop\score.txt')% .txt⽂本⽂件fid=fopen('score.txt','r')line1=fgetl(fid)%数据按分割%数据类型转换line2=fgetl(fid)fclose(fid);fid=fopen('score.txt','w')fprintf(fid,'会当凌绝顶’)fprintf(fid,'%d⽉⼯资 %6.1f\n',[1,2,3,4;20000,19999,20010,25000,23000])fclose(fid);% excel⽂件data=xlsread('filename.xls','Sheet1','A3:C6');data(isnan(data))=0;%空位补零xlswrite('filename.xls',{'t','w'},'Sheet1','B1:C1')%图⽚⽂件img=imread('leave.jpg')% 图⽚读取image(img) % 图⽚显⽰lip(234:435,112:300,:)%图⽚切⽚imshow(lip) % 图⽚显⽰imwrite(img,'c:\\desktop\\figure.emf')% UI交互式导⼊图⽚[FileName PathName FilterIndex]=uigetfile({'*.jpg','*.bmf'},'请导⼊图⽚','*.jpg','MultiSelect','on') if ~ FilterIndexreturnend%视频⽂件data=VideoReader('sport.avi')% data是⼀结构体frame=read(data,25)% 读取视屏中的某⼀帧，即图⽚imshow(frame)% 对视频处理就是循环处理每⼀帧%%%% 线性⽅程求解、拟合、回归x=A\B%⼀元线性拟合x=[2.410 2.468 2.529 2.571 2.618 2.662 2.715 2.747 2.907 2.959 2.997];y=[0 0.800 1.695 2.290 2.965 3.595 4.365 4.810 7.125 7.890 8.425];a=polyfit(x,y,1)%⼀阶拟合 y=a1 x+ a2y=polyval(a,x) % 获得拟合表达式%⾃定义拟合p=fittype('a*x+b*sin(x)+c');% 指定拟合模型f=fit(x,y,p)% 获得拟合函数,x和y必须为列向量plot(f,x,y)% 画出拟合图%差值 x=[1:10] y=[1:10],线性回归求xi对应的yiyi=interp1(x,y,xi,'linear');%线性回归 y=f(x1,x2,x3)%%%%微分⽅程求解%解析解syms y(x);ode=diff(y,x)-y==0;init=y(0)==1;dsolve(ode,init)%dsolve('D2y+4*Dy+24*y=0','y(0)=0,Dy(0)=15','x')%尤克—库塔数值解%%% 符号对象的创建，matlab中之前都是数值计算，这⾥是符号运算a=sym([1/2 sqrt(5)]);y=sym('2*sin(x)*cos(x)');y=simple(y);syms x y;z=cos(x)*sin(y);% 符号表达式及函数的创建, matlab默认是数值运算，符号运算需要提前声明。

matlab菜鸟教程Matlab是一种强大的数值计算和科学数据可视化软件。

它被广泛应用于工程、科学和金融等领域。

本教程将介绍Matlab的基本语法、常用函数和数据处理技巧，帮助初学者快速上手使用Matlab进行编程和数据分析。

1. Matlab环境搭建安装Matlab：在MathWorks官网下载并安装Matlab软件，按照向导进行安装。

打开Matlab：双击桌面上的Matlab图标或在开始菜单中找到Matlab并点击打开。

2. Matlab基本语法变量和常量：使用等号（=）将数值或表达式赋给变量。

例如：x = 5, y = sin(x)。

数据类型：Matlab支持多种数据类型，包括数值型、字符型和逻辑型等。

常用的数值类型有整数型、浮点型和复数型。

矩阵和数组：Matlab中的基本数据结构是矩阵和数组。

可以使用方括号（[]）定义矩阵和数组，并进行矩阵运算。

函数调用：Matlab提供了丰富的内置函数，可以直接调用进行数值计算、数据处理和图形绘制等操作。

条件语句：使用if语句进行条件判断，根据不同的条件执行不同的操作。

循环语句：使用for循环和while循环重复执行一段代码，根据循环条件来控制循环的执行次数。

3. Matlab常用函数数值计算：Matlab提供了多种数值计算函数，如sin、cos、exp、log等，用于计算三角函数、指数函数和对数函数等。

数据处理：Matlab提供了丰富的数据处理函数，如mean、sum、max、min等，用于计算数组的均值、总和、最大值和最小值等。

图形绘制：Matlab可以绘制各种类型的图形，如线图、散点图、柱状图和饼图等。

可以使用plot、scatter、bar、pie等函数进行图形绘制。

数据导入和导出：Matlab可以方便地导入和导出各种数据格式，如文本文件、Excel文件和图像文件等。

可以使用readtable、writetable、imread、imwrite等函数进行数据的读写操作。

第一章 基础准备及入门本章有两个目的：一是讲述MATLAB正常运行所必须具备的基础条件；二是简明系统地介绍高度集成的Desktop操作桌面的功能和使用方法。

本章的前两节分别讲述：MATLAB的正确安装方法和MATLAB 环境的启动。

因为指令窗是MATLAB最重要的操作界面，所以本章用第 1.3、1.4 两节以最简单通俗的叙述、算例讲述指令窗的基本操作方法和规则。

这部分内容几乎对MATLAB各种版本都适用。

不同于其前版本的最突出之处是：向用户提供前所未有的、成系列的交互 MATLAB6.x式工作界面。

了解、熟悉和掌握这些交互界面的基本功能和操作方法，将使新老用户能事半功倍地利用MATLAB去完成各种学习和研究。

为此，本章特设几节用于专门介绍最常用的交互界面：历史指令窗、当前目录浏览器、工作空间浏览器、内存数组编辑器、交互界面分类目录窗、M文件编辑/调试器、及帮助导航/浏览器。

本章是根据MATLAB6.5版编写的，但大部分内容也适用于其他6.x版。

1.1M ATLAB的安装和内容选择图 1.1-11.2D esktop操作桌面的启动1.2.1MATLAB的启动1.2.2Desktop操作桌面简介一 操作桌面的缺省外貌图1.2-1二 通用操作界面1.3 C ommand Window 运行入门1.3.1Command Window 指令窗简介图 1.3-11.3.2 最简单的计算器使用法【例1.3.2-1】求23)]47(212[÷−×+的算术运算结果。

（1）用键盘在MATLAB 指令窗中输入以下内容 >> (12+2*(7-4))/3^2（2）在上述表达式输入完成后，按【Enter 】键，该就指令被执行。

（3）在指令执行后，MATLAB 指令窗中将显示以下结果。

ans = 2【例1.3.2-2】简单矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=987654321A 的输入步骤。

（1）在键盘上输入下列内容A = [1,2,3; 4,5,6; 7,8,9]（2）按【Enter 】键，指令被执行。

MATLAB基础使用教程一、什么是MATLAB？MATLAB是一款强大的数学计算软件，广泛应用于科学研究、工程设计和数据分析等领域。

它以其简单易用的编程语言和丰富的功能，成为了许多科研工作者和工程师的首选工具。

在本篇文章中，将介绍MATLAB的基础使用方法，帮助初学者快速入门。

二、MATLAB的安装与入门1. 下载和安装MATLAB软件在MathWorks官方网站上下载适用于您的操作系统版本的MATLAB，然后按照安装向导的提示进行安装。

2. MATLAB的界面介绍在打开MATLAB后，您将看到一个包含命令窗口、编辑器和变量编辑器等组件的界面。

命令窗口是最常用的组件，您可以在其中输入MATLAB的命令并执行。

3. 基本操作在命令窗口中，可以输入简单的算术运算，如加减乘除，以及一些内置函数。

例如，输入"2+3"并按下Enter，MATLAB将返回结果5。

三、MATLAB的变量与数据类型1. 变量的定义与赋值在MATLAB中，可以使用一个变量来存储一个数值或一个数据矩阵。

要定义一个变量并赋值，只需输入变量名和等号，然后再输入数值或矩阵。

例如，输入"A=5"，即可定义一个名为A的变量，并将其赋值为5。

2. 数据类型MATLAB支持多种数据类型，包括整数、浮点数、字符串和逻辑类型。

您可以使用"whos"命令查看当前可用的变量及其数据类型。

3. 矩阵与数组操作在MATLAB中，矩阵和数组是最常用的数据结构之一。

您可以使用方括号来创建矩阵或数组，并使用索引来访问其中的元素。

例如，输入"A=[1 2 3; 4 5 6]"，即可创建一个2行3列的矩阵。

四、MATLAB的数学运算与函数1. 基本数学运算MATLAB支持各种基本的数学运算，包括加、减、乘、除、幂运算等。

您可以直接在命令窗口中输入相应的表达式，并按下Enter键进行计算。

（完整版）Matlab⼊门教程第1章MATLAB操作基础1.1 MATLAB概述1.1.2 MATLAB的主要功能1．数值计算MATLAB以矩阵作为数据操作的基本单位，还提供了⼗分丰富的数值计算函数。

2．绘图功能可以绘制⼆维、三维图形，还可以绘制特殊图形（与统计有关的图，例如：区域图、直⽅图、饼图、柱状图等）。

3．编程语⾔MATLAB具有程序结构控制、函数调⽤、数据结构、输⼊输出、⾯向对象等程序语⾔特征，⽽且简单易学、编程效率⾼。

4．MATLAB⼯具箱MATLAB包含两部分内容：基本部分和各种可选的⼯具箱。

MATLAB⼯具箱分为两⼤类：功能性⼯具箱和学科性⼯具箱。

1.1.3MATLAB语⾔的特点语⾔简洁紧凑，使⽤⽅便灵活，易学易⽤。

例如：A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]⼀条语句实现了对3x3矩阵的输⼊。

语句功能强⼤，⼀条语句相当于其它语⾔的⼀个⼦程序，例如fft。

语句简单，内涵丰富。

同⼀个函数有不同的输⼊变量和输出变量，分别代表不同的含义。

Matlab既具有结构化的控制语句（if、for、while）⼜⽀持⾯向对象的程序设计。

⽅便的绘图功能。

包含功能强劲的⼯具箱。

易于扩展。

1.1.4 初识MATLAB例1-1 绘制正弦曲线和余弦曲线。

x=[0:0.5:360]*pi/180;plot(x,sin(x),x,cos(x));例1-2 求⽅程3x4+7x3+9x2-23=0的全部根。

p=[3,7,9,0,-23]; %建⽴多项式系数向量x=roots(p) %求根例1-3 求积分quad('x.*log(1+x)',0,1)例1-4 求解线性⽅程组。

a=[2,-3,1;8,3,2;45,1,-9];b=[4;2;17];x=inv(a)*b1.2 MATLAB的运⾏环境与安装1.2.1 MATLAB的运⾏环境硬件环境：(1) CPU(2) 内存(3) 硬盘(4) CD-ROM驱动器和⿏标软件环境：(1) Windows 98/NT/2000 或Windows XP(2) 其他软件根据需要选⽤1.2.2 MATLAB的安装运⾏系统的安装程序setup.exe，可以按照安装提⽰依次操作。