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簡介：第4章MATLAB計算的可視化和GUI設(shè)計,,,,,41二維曲線的繪制,42MATLAB的特殊圖形繪制,43MATLAB的三維圖形繪制,44圖形繪制工具,,45對話框,,46句柄圖形,,47用戶圖形界面設(shè)計,,48圖形文件轉(zhuǎn)儲,41二維曲線的繪制,MATLAB的二維曲線功能很強大，主要包括線型圖、柱狀圖、面積圖、方向圖、極坐標圖和散點圖，所有類型如圖41所示。,411基本繪圖命令,PLOT命令是MATLAB中最簡單而且使用最廣泛的1個繪圖命令，用來繪制二維曲線。語法PLOTX繪制以X為縱坐標的二維曲線PLOTX,Y繪制以X為橫坐標，Y為縱坐標的二維曲線1．用PLOTX繪制X向量曲線若X是長度為N的數(shù)值向量，則坐標系的縱坐標為向量X，橫坐標為MATLAB系統(tǒng)根據(jù)X向量的元素序號自動生成的從1開始的向量。PLOTX命令用于在坐標系中順序地用直線段連接各點，生成1條折線，當向量的元素充分多時，可以得到1條光滑的曲線。,,411基本繪圖命令,【例41】用PLOTX命令畫直線，如圖42所示。X1123X1123PLOTX1X2010X2010PLOTX2,,,411基本繪圖命令,2．用PLOTX,Y命令繪制向量X和Y的曲線若參數(shù)X和Y都是長度為N的向量，則X、Y的長度必須相等，用PLOTX,Y命令繪制縱坐標為向量Y、橫坐標為向量X的曲線?！纠?2】繪制正弦曲線YSINX和方波曲線，如圖43所示。X10012PIY1SINX1Y1為X1的正弦函數(shù)PLOTX1,Y1X2011223Y2110011PLOTX2,Y2AXIS0402將坐標軸范圍設(shè)定為0～4和0～2,411基本繪圖命令,,411基本繪圖命令,3．用PLOTX命令繪制矩陣X的曲線若X是1個M?N的矩陣，則PLOTX命令為矩陣的每一列畫出1條線，共N條曲線，各曲線自動地用不同顏色表示；每條線的橫坐標為向量1M，M是矩陣的行數(shù)，繪制方法與向量相同?！纠?3】矩陣圖形的繪制，如圖44所示。X1123456PLOTX1X2PEAKS產(chǎn)生1個4949的矩陣PLOTX2,411基本繪圖命令,4．用PLOTX,Y命令繪制混合式曲線當PLOTX,Y命令中的參數(shù)X和Y是向量或矩陣時，分別有以下幾種情況。（1）如果X是向量，而Y是矩陣，則X的長度與矩陣Y的行數(shù)或列數(shù)必須相等。如果X的長度與Y的行數(shù)相等，則向量X與矩陣Y的每列向量對應(yīng)畫1條曲線；如果X的長度與Y的列數(shù)相等，向量X與Y的每行向量畫1條曲線；如果Y是方陣，則X和Y的行數(shù)和列數(shù)都相等，將向量X與矩陣Y的每列向量畫1條曲線。（2）如果X是矩陣，而Y是向量，則Y的長度必須等于X的行數(shù)或列數(shù)，繪制的方法與前一種相似。（3）如果X和Y都是矩陣，則大小必須相同，將矩陣X的每列和Y的每列畫1條曲線。,411基本繪圖命令,【例44】混合式圖形的繪制，如圖45所示。,,,411基本繪圖命令,X1123Y1123456Y1123456PLOTX1,Y1X1和Y1的列數(shù)個數(shù)相同，X1為橫坐標，Y1每行為縱坐標Y2Y1Y2123456PLOT（X1,Y2）X1和Y2的行數(shù)個數(shù)相同，X1為橫坐標，Y1每列為縱坐標PLOTY1,X1Y1是矩陣，X1是向量，Y1每行為橫坐標，X1為縱坐標PLOTY2,X1Y1是矩陣，X1是向量，Y2每列為橫坐標，X1為縱坐標X2111222X2111222PLOTX2,Y1X1和Y1都是矩陣，X2每列為橫坐標，Y1每列為縱坐標,,411基本繪圖命令,5．用PLOTZ命令繪制復(fù)向量曲線PLOTZ中的參數(shù)Z為復(fù)向量時，PLOTZ和PLOTREALZ、IMAGZ是等效的，以實部作為橫坐標，以虛部作為縱坐標?！纠?4續(xù)】以下程序畫出如圖45（E）所示的曲線。Z1X2IY1Z11000010000I1000020000I1000030000I2000040000I2000050000I2000060000IPLOTZ1以實部作為橫坐標，以虛部作為縱坐標,,411基本繪圖命令,6．用PLOTX1,Y1,X2,Y2,命令繪制多條曲線PLOT命令還可以同時繪制多條曲線，用多個矩陣對為參數(shù)，MATLAB自動以不同的顏色繪制不同曲線。每一對矩陣（XI,YI）均按照前面的方式解釋，不同的矩陣對之間，其維數(shù)可以不同?！纠?5】繪制3條曲線，如圖46所示。X0PI/1002PIY1SINXY2SINX5Y3SINX1PLOTX,Y1,X,Y2,X,Y3畫3條曲線,411基本繪圖命令,412繪制曲線的一般步驟,在MATLAB中，無論是繪制二維還是三維圖形，如果要畫出相當滿意的彩色圖形，就要對圖形進行各種修飾，如表41所示為繪制二維、三維圖形一般步驟的歸納。,413多個圖形繪制的方法,1．指定圖形窗口如果需要多個圖形窗口同時打開時，可以使用FIGURE語句。語法FIGUREN產(chǎn)生新圖形窗口2．同一窗口多個子圖如果需要在同一圖形窗口中布置幾幅獨立的子圖，則可以在PLOT命令前加上SUBPLOT命令以便將1個圖形窗口劃分為多個區(qū)域，每個區(qū)域1幅子圖。語法SUBPLOTM,N,K使M?N幅子圖中的第K幅成為當前圖,,413多個圖形繪制的方法,【例46】用SUBPLOT命令畫4個子圖，如圖47所示。X0012PISUBPLOT2,2,1分割為22個子圖，左上方為當前圖PLOTX,SINXSUBPLOT2,2,2右上方為當前圖PLOTX,COSXSUBPLOT2,2,3左下方為當前圖PLOTX,SIN3XSUBPLOT224右下方為當前圖，省略逗號PLOTX,COS3X,413多個圖形繪制的方法,,413多個圖形繪制的方法,3．同一窗口多次疊繪在當前坐標系中繪圖時，每調(diào)用1次PLOT函數(shù)，會擦掉圖形窗口中已有的圖形。為了在1個坐標系中增加新的圖形對象，可以用“HOLD”命令保留原圖形對象。語法HOLDON使當前坐標系和圖形保留HOLDOFF使當前坐標系和圖形不保留HOLD在以上2個命令中切換,,【例47】在同一窗口畫出函數(shù)SINX在區(qū)間0，2?的曲線和COSX在區(qū)間??，?的曲線，如圖48（A）所示。X10012PIPLOTX1,SINX1HOLDONX2?PI1PIPLOTX2,COSX2,413多個圖形繪制的方法,4．雙縱坐標圖語法PLOTYYX1,Y1,X2,Y2以左、右不同縱軸繪制2條曲線【例47續(xù)】用PLOTYY函數(shù)實現(xiàn)在同一圖形窗口繪制2條曲線，如圖48（B）所示。PLOTYYX1,SINX1,X2,COSX2程序分析PLOTYY函數(shù)用不同顏色繪制2條曲線，縱坐標軸在左右兩邊，橫坐標為??～2?。,414曲線的線形、顏色和數(shù)據(jù)點形,使用PLOT命令運行多種調(diào)用方式時，MATLAB自動以默認方式設(shè)置各曲線的線形、線段的顏色和數(shù)據(jù)點形等。實際上，PLOT命令還可以設(shè)置曲線的線段類型、顏色和數(shù)據(jù)點形等，如表42所示。,,414曲線的線形、顏色和數(shù)據(jù)點形,在PLOT命令中可以通過使用表42中由符號組成的字符串，控制所畫線的線段類型、顏色和數(shù)據(jù)點形。語法PLOTX,Y,S【例48】用不同的線段類型、顏色和數(shù)據(jù)點形在同一窗口中畫出SINX和COSX曲線，如圖49所示。X0012PIPLOTX,SINX,R?用紅色點畫線畫出曲線HOLDONPLOTX,COSX,BO用藍色圓圈畫出曲線，用點線連接,415設(shè)置坐標軸和文字標注,1．坐標軸的控制PLOT命令根據(jù)所給的坐標點自動確定坐標軸的范圍，用坐標控制命令A(yù)XIS控制坐標軸的特性，表43列出了其常用的坐標控制命令。,,415設(shè)置坐標軸和文字標注,2．分格線使用GRID命令顯示分格線。語法GRIDON顯示分格線GRIDOFF不顯示分格線GRID在以上2個命令間切換【例49】在2個子圖中使用坐標軸、分格線和坐標框控制，如圖410所示。X0012PISUBPLOT2,1,1PLOTSINX,COSXAXISEQUAL縱、橫軸采用等長刻度GRIDON加分格線SUBPLOT2,1,2PLOTX,EXP?XAXIS0,3,0,2改變坐標軸范圍,415設(shè)置坐標軸和文字標注,415設(shè)置坐標軸和文字標注,3．文字標注圖形的文字標注是指在圖形中添加標志性的注釋，文字標注包括圖名（TITLE）、坐標軸名（LABEL）、文字注釋（TEXT）和圖例（LEGEND）。（1）添加圖名。語法TITLES書寫圖名（2）添加坐標軸名。語法XLABELS橫坐標軸名YLABELS縱坐標軸名（3）添加圖例。語法LEGENDS,POS在指定位置建立圖例LEGENDOFF擦除當前圖中的圖例,415設(shè)置坐標軸和文字標注,（4）添加文字注釋。語法TEXTXT,YT,S在圖形的XT,YT坐標處書寫文字注釋【例410】在圖形窗口中添加文字注釋，如圖411所示。,415設(shè)置坐標軸和文字標注,X0012PIPLOTX,SINXHOLDONPLOTX,COSX,ROTITLEY1SINX,Y2COSX添加標題XLABELX添加橫坐標名LEGENDSINX,COSX,4在右下角添加圖例TEXTPI,SINPI,X\PI在PI,SINPI處添加文字注釋,,415設(shè)置坐標軸和文字標注,4．坐標刻度在坐標軸上默認的刻度是自動等距離分隔的，但有些刻度需要特別標注出來，因此需要使用坐標刻度專門標注。通過設(shè)置XTICK和YTICK屬性可以劃分坐標刻度。通過設(shè)置XTICKLABEL和YTICKLABEL屬性可以標注將坐標刻度的標志?！纠?10續(xù)】在圖411中將橫坐標按照每隔?/2進行標識，則圖形顯示如圖412所示。AXIS0,2PI,2,2SETGCA,XTICK,0PI/22PI橫坐標刻度SETGCA,XTICKLABEL,{0,PI/2,PI,PI3/2,2PI}橫坐標標識,415設(shè)置坐標軸和文字標注,415設(shè)置坐標軸和文字標注,5．特殊符號如果需要對圖形中的文字標志使用特殊字符，如希臘字母、數(shù)學(xué)符等，則可以使用如表45所示的對應(yīng)字符，如例410中的“TEXTPI,SINPI,X\PI”顯示了希臘字符“?”。,415設(shè)置坐標軸和文字標注,如果需要對文字進行上、下標設(shè)置，或設(shè)置字體大小，則必須在文字標志前先使用如表46所示的文字設(shè)置值。,415設(shè)置坐標軸和文字標注,【例411】在MATLAB的圖形窗口中寫出標題為表達式，字體大小為16號，其特殊字符顯示如圖413所示。FIGURE（1）TITLE\FONTSIZE{16}Y\OMEGA\INT{\INFTY}_{0}YTE{?J\OMEGAT}DT,,416交互式圖形命令,1．GINPUT命令GINPUT命令與其他圖形命令的原理不同，不是把數(shù)據(jù)表現(xiàn)在圖上，而是從圖上獲取數(shù)據(jù)。GINPUT命令在數(shù)值優(yōu)化和工程設(shè)計中都十分有用，僅適用于二維圖形。語法X,YGINPUTN用鼠標從圖形上獲取N個點的坐標（X,Y）2．GTEXT命令GTEXT命令是把字符串放置到圖形中鼠標所指定的位置上，該命令對二維、三維圖形都適用。語法GTEXTS用鼠標把字符串放置到圖形上,,416交互式圖形命令,【例412】在YSINX的圖形中將?，0和2?，0點的坐標取出，并在2?，0點寫“2?”字符串。X0012PIPLOTX,SINXM,NGINPUT2取2點坐標M3153262984N?00029?00088GTEXT2\PI寫2?程序分析由于鼠標所取點的位置有些偏差，因此GINPUT命令獲取的坐標并不是精確在（?，0）和（2?，0）點上；GTEXT命令在圖中鼠標單擊處寫了“2?”字符串。,42MATLAB的特殊圖形繪制,421條形圖條形圖常用于對統(tǒng)計的數(shù)據(jù)進行作圖，特別適用于少量且離散的數(shù)據(jù)。繪制條形圖的函數(shù)如表47所示。,語法BARX,Y,WIDTH,參數(shù)）畫條形圖BAR3Y,Z,WIDTH,參數(shù)）畫三維條形圖,,421條形圖,【例413】用條形圖表示某年1月份中3日至6日連續(xù)4天的溫度數(shù)據(jù)，Y矩陣的各列分別表示平均溫度、最高溫度和最低溫度，如圖415所示，用條形圖和三維條形圖分別表示。X36Y530001300000400051000118000?170003700081000060001500077000?45000BARX,Y畫條形圖BAR3X,Y畫三維條形圖,422面積圖和實心圖,1．面積圖面積圖在曲線與橫軸之間填充顏色，用于繪制面積圖的命令為“AREA”，只能用于二維繪圖。語法AREAY畫面積圖AREAX,Y2．實心圖實心圖是將數(shù)據(jù)的起點和終點連成多邊形，并填充顏色，繪制實心圖的命令為“FILL”。語法FILLX,Y,C畫實心圖,422面積圖和實心圖,【例413續(xù)】繪制面積圖和實心圖，并比較其區(qū)別，如圖416所示。AREAX,Y面積圖FILLX,Y,R紅色的實心圖,423直方圖,語法HISTY,M統(tǒng)計每段的元素個數(shù)并畫出直方圖HISTY,X【例414】用直方圖表示正態(tài)分布的隨機數(shù)分布，如圖417所示。,423直方圖,YRANDN10,2產(chǎn)生102的正態(tài)分布的隨機數(shù)矩陣Y?11878?11859?22023?105590986314725?051860055703274?1217302341?0041200215?11283?10039?13493?09471?02611?0374409535X?2052HISTY,X,,424餅形圖,餅形圖用于顯示向量中的每個元素占向量元素總和的百分比，可以用PIE和PIE3命令分別繪制二維和三維餅形圖。語法PIEX,EXPLODE,LABEL畫二維餅形圖PIE3X,EXPLODE,LABEL畫三維餅形圖【例415】繪制4個季度支出額的餅形圖，如圖418所示。Y2001002504004個季度支出額EXPLODE0010PIEY,EXPLODE,{第1季度,第2季度,第3季度,第4季度},,425離散數(shù)據(jù)圖,【例416】使用幾種繪制離散數(shù)據(jù)的命令顯示的離散數(shù)據(jù)，如圖419所示。X0012PIYSINXEXP?2XSUBPLOT3,1,1STEMX,Y,FILLED畫火柴桿圖SUBPLOT3,1,2STAIRSX,Y畫階梯圖SUBPLOT3,1,3SCATTERX,Y畫點圖,426對數(shù)坐標和極坐標圖,1．對數(shù)坐標圖形對數(shù)坐標圖形由SEMILOGX、SEMILOGY和LOGLOG命令實現(xiàn)。語法SEMILOGXX,Y,參數(shù)）繪制X為對數(shù)坐標的曲線SEMILOGYX,Y,參數(shù)）繪制Y為對數(shù)坐標的曲線LOGLOGX,Y,參數(shù)）繪制X、Y都為對數(shù)坐標的曲線,,426對數(shù)坐標和極坐標圖,【例417】求傳遞函數(shù)為的對數(shù)幅頻特性曲線，如圖420所示，橫坐標為W，是對數(shù)坐標。,,426對數(shù)坐標和極坐標圖,WLOGSPACE?2,3,20頻率W為001～1000AW1/WSQRT05W21計算幅頻LW20LOG10AW計算對數(shù)幅頻SEMILOGXW,LWTITLE（對數(shù)幅頻特性曲線）,,426對數(shù)坐標和極坐標圖,2．極坐標圖極坐標圖由POLAR命令實現(xiàn)。語法POLARTHETA,RADIUS,參數(shù)）繪制極坐標圖【例417續(xù)】用極坐標圖表示R2SINΘ，Θ在?～?之間，如圖421所示。THETAPI001PIR2SIN5THETA2POLARTHETA,R,,427等高線圖,使用MESHC和SURFC命令可以繪制帶有等高線的三維網(wǎng)線和曲面圖，另外還可以使用CONTOUR和CONTOUR3命令直接繪制等高線。語法CONTOURZ,N繪制Z矩陣的等高線CONTOURX,Y,Z,N繪制以X和Y指定X、Y坐標的等高線【例418】繪制PEAKS函數(shù)的等高線，如圖422所示。X,Y,ZPEAKSCONTOURX,Y,Z畫二維等高線CONTOUR3Z,30畫30條三維等高線,428復(fù)向量圖,1．COMPASS命令COMPASS命令繪制的是以原點為起點的1組復(fù)向量，又稱為羅盤圖。語法COMPASSU,V畫羅盤圖COMPASSZ2．FEATHER命令FEATHER命令繪制的是起點為K,0的復(fù)向量圖，又稱為羽毛圖。語法FEATHERU,V畫羽毛圖FEATHERZ,,428復(fù)向量圖,【例419】用羅盤圖和羽毛圖繪制復(fù)向量，如圖423所示。THETA0022PIZSINTHETAEXPJTHETACOMPASSZFEATHERZ,,43MATLAB的三維圖形繪制,431繪制三維線圖命令語法PLOT3X,Y,Z,S繪制三維曲線PLOT3X1,Y1,Z1,S1,X2,Y2,Z2,S2,繪制多條三維曲線【例420】三維曲線繪圖，如圖424所示。X00120PIPLOT3X,SINX,COSX按系統(tǒng)默認設(shè)置繪圖,,432繪制三維網(wǎng)線圖和曲面圖,1．MESHGRID命令MESHGRID命令以X、Y向量為基準，產(chǎn)生在X?Y平面的各柵格點坐標值的矩陣。語法X,Y＝MESHGRIDX,Y例如，將X1?M向量和Y1?N向量轉(zhuǎn)換為N?M的矩陣X1234Y567XX,YYMESHGRIDX,YXX123412341234YY555566667777,,432繪制三維網(wǎng)線圖和曲面圖,2．三維網(wǎng)線圖語法MESHZ畫三維網(wǎng)線圖MESHX,Y,Z,C【例420續(xù)】用MESH查看PEAKS函數(shù)的三維網(wǎng)線圖，如圖425所示。MESHXX,YY,ZZ,,432繪制三維網(wǎng)線圖和曲面圖,3．三維曲面圖語法SURFZ畫三維曲面圖SURFX,Y,Z,C【例420續(xù)】用SURF查看PEAKS函數(shù)的三維曲面圖，如圖426所示。SURFXX,YY,ZZ,,432繪制三維網(wǎng)線圖和曲面圖,4．其他立體網(wǎng)線圖和曲面圖立體網(wǎng)線圖MESH命令還有幾種格式，如MESHC命令為立體網(wǎng)狀圖加等高線；MESHZ為立體網(wǎng)狀圖加“圍裙”?！纠?20續(xù)】用MESHZ和MESHC觀察PEAKS函數(shù)的三維曲面圖，如圖427所示。MESHZXX,YY,ZZMESHCXX,YY,ZZ,433立體圖形與圖軸的控制,1．網(wǎng)格的隱藏默認方式下，MATLAB在繪制圖形時前面的圖形會遮蓋后面的圖形，即后面的網(wǎng)格會隱藏。如果要使被遮蓋的網(wǎng)格也能呈現(xiàn)出來，可用“HIDDENOFF”命令，隱藏則使用“HIDDENON”命令。2．改變視角立體圖形的觀測角度是由方位角和俯仰角決定的，與X平面所成的夾角稱為方位角（AZIMUTH），與Z平面所成的夾角稱為俯仰角（ELEVATION）。二維圖形時，系統(tǒng)默認方位角?0°，俯仰角?90°；三維圖形時，系統(tǒng)默認方位角??375°，俯仰角30°。若對三維圖形的觀測角度不同，則顯示也不同，如果要改變觀測角度，可用“VIEW”命令。語法VIEWAZ,EL通過方位角和俯仰角改變視角VIEWVX,VY,VZ通過直角坐標改變視角,,433立體圖形與圖軸的控制,【例421】顯示PEAKS函數(shù)的網(wǎng)線，并改變該函數(shù)的視角，如圖428所示。X,Y,ZPEAKSPEAKS函數(shù)MESHX,Y,Z繪制曲面圖HIDDENOFF顯示網(wǎng)格VIEW0,0VIEW0,90VIEW?375,30恢復(fù)原視角,,433立體圖形與圖軸的控制,3．曲面的鏤空【例421續(xù)】對PEAKS函數(shù)曲面實現(xiàn)鏤空效果，如圖429所示。Z1020,1020NAN將一部分數(shù)值用NAN替換SURFX,Y,Z畫曲面圖,434色彩的控制,1．色圖（COLORMAP）（1）RGB三元組。RGB三元行數(shù)組表示1種色彩，數(shù)組元素R、G、B的值在0～1之間，分別表示紅、綠、藍基色的相對亮度。通過三色的設(shè)置可以調(diào)制出不同顏色，如表48所示。,434色彩的控制,（2）預(yù)定義色圖函數(shù)。MATLAB系統(tǒng)提供了現(xiàn)成的可以預(yù)定義色圖的函數(shù)，如表49所示為預(yù)定義色圖的函數(shù)表。,,434色彩的控制,【例421續(xù)】查看暖色色圖。COLORMAPHOT（8）產(chǎn)生暖色PEAKS函數(shù)曲面COLORMAPANS033330006667001000000100000333301000006667010000100000100001000005000100001000010000,,434色彩的控制,2．色圖的顯示和處理可以利用COLORBAR命令顯示色圖。COLORBAR命令以不同顏色代表曲面的高度，并顯示1個水平或垂直的顏色標尺?！纠?22】用COLORBAR命令顯示色圖，如圖430所示。PEAKSCOLORMAPCOOL產(chǎn)生冷色PEAKS函數(shù)曲面COLORBAR顯示顏色標尺,434色彩的控制,（2）濃淡處理SHADING。在前面的例子中，每一個曲面都可以視做由一塊塊的四方小片拼成，而且每一小片表面的顏色是均勻一致的，其顏色值由小片所在的曲面高度決定。如果要使小片表面的顏色產(chǎn)生連續(xù)性的變化，則可使用SHADING命令。SHADING命令的用法如表410所示。,,434色彩的控制,【例423】使用SHADING命令的INTERP和FACETED方式進行濃淡處理的PEAKS函數(shù)曲面圖，如圖431所示。SUBPLOT1,2,1PEAKSSHADINGINTERPSUBPLOT1,2,2PEAKSSHADINGFACETED,434色彩的控制,（3）亮度處理BRIGHTEN?？梢杂肂RIGHTEN命令使色圖變亮或變暗。語法BRIGHTENA,44圖形繪制工具,在MATLAB的命令窗口中輸入“PLOTTOOLS”，就可以打開圖形窗口，如圖432所示。,44圖形繪制工具,當選擇圖形中的坐標軸時，就會出現(xiàn)如圖433所示的坐標軸屬性面板，可用于設(shè)置標題、坐標刻度和坐標軸標簽等。,44圖形繪制工具,當選擇圖形中的曲線時，就出現(xiàn)如圖434所示的線型屬性面板，可用于設(shè)置線型、曲線類型和曲線點等。,,45對話框,1“輸入?yún)?shù)”對話框使用INPUTDLG命令創(chuàng)建“輸入?yún)?shù)”對話框，該對話框為用戶提供了輸入信息的界面?！拜斎?yún)?shù)”對話框中有2個按鈕，分別為“OK”和“CANCEL”。語法ANSWERINPUTDLG（PROMPT,TITLE,LINENO,DEFANS,ADDOPTS）創(chuàng)建“輸入?yún)?shù)”對話框【例424】利用“輸入?yún)?shù)”對話框輸入二階系統(tǒng)的系數(shù)，如圖435所示。PROMPT{請輸入阻尼系數(shù),請輸入無阻尼振蕩頻率}DEFANS{0707,1}PINPUTDLGPROMPT,輸入?yún)?shù),1,DEFANS,,45對話框,2．輸出信息對話框MATLAB提供了幾種專用的對話框，用于顯示不同的輸出信息。（1）消息框MSGBOX。消息框是用來顯示輸出信息的，有1個“OK”按鈕。語法MSGBOX（MESSAGE,TITLE,ICON,ICONDATA,ICONCMAP,CREATEMODE）創(chuàng)建消息框【例424續(xù)】使用消息框顯示當阻尼系數(shù)大于1時的警告信息，如圖436所示。MSGBOX（阻尼系數(shù)輸入范圍出錯,警告,WARN）,45對話框,（2）其他輸出對話框。MATLAB還提供了專門的對話框，包括警告對話框，錯誤提示對話框，幫助對話框和提問對話框，如表411所示提供了對話框語法、例句和圖形窗口。,,45對話框,3．文件管理對話框（1）打開文件對話框UIGETFILE命令。UIGETFILE命令用于提供“打開文件”對話框，可以選擇文件類型和路徑。語法FILENAME,PATHNAMEUIGETFILEFILTRESPEC,TITLE,X,Y【例425】利用“打開文件”對話框選擇MATLAB目錄下的文件LICENSETXT，如圖437所示。FNAME,PNAMEUIGETFILE,打開文件,100,100FNAMELICENSETXTPNAMED\MATLAB6P1\,,45對話框,（2）“保存文件”對話框UIPUTFILE命令。UIPUTFILE命令用于提供“保存文件”對話框，可以選擇文件類型和路徑。語法FILENAME,PATHNAMEUIPUTFILEFILTRESPEC,TITLE,X,Y【例425續(xù)】利用“保存文件”對話框選擇文件。FNAME1,PNAME1UIPUTFILEEX0431MAT,保存文件,46句柄圖形,461句柄圖形體系句柄圖形體系由若干個圖形對象組成，如圖438所示。,462圖形對象的操作,1．圖形對象的創(chuàng)建每次創(chuàng)建1個對象時，MATLAB為該對象建立1個唯一的句柄。除了根屏幕外，所有的圖形對象都由與之同名的命令創(chuàng)建，每個命令的格式及功能如

簡介：MATLAB編程基礎(chǔ)與工程應(yīng)用,機械工業(yè)出版社王敏杰朱連軒潘金鳳,,,第三章MATLAB數(shù)組及矩陣運算,大家都知道，MATLAB專門以矩陣作為基本的運算單位，從計算機編程角度而言，為了能夠與C語言等高級語言保持一定的相似性，MATLAB的矩陣在M語言中使用數(shù)組的形式來表示。一般而言，數(shù)組是有序數(shù)據(jù)的集合，在大多數(shù)編程語言中，數(shù)組的每一個成員（元素）都屬于同種數(shù)據(jù)類型，它們使用同一數(shù)組名稱和不同的下標來唯一確定數(shù)組中的成員（元素），其中下標是指元素在數(shù)組中的序號。和一般編程語言類似，M語言的數(shù)組有一維、二維和多維數(shù)組的區(qū)別，其中一維數(shù)組也稱為向量。需要特別說明的是對于MATLAB，大多數(shù)數(shù)據(jù)類型的數(shù)組中，每一個元素都是統(tǒng)一數(shù)據(jù)類型的元素。但是MATALB也有一種特殊的元胞數(shù)組，它的每一個元素數(shù)據(jù)類型卻不相同。,MTALTB,第三章MATLAB數(shù)組及矩陣運算,31MATLAB向量生成32MATLAB矩陣生成33MATLAB矩陣元素的訪問34矩陣和數(shù)組元素的運算35多維數(shù)組36稀疏矩陣37應(yīng)用實例噪聲信號和門限判決,31MATLAB向量生成,MATLAB中，一維數(shù)組也稱為向量。向量的創(chuàng)建共有三種方法（1）冒號生成法。（參看第233MATLAB指令行中標點符號內(nèi)容）A115缺省步長為1A20PI/3PI非整數(shù)步長A310250負實數(shù)步長A112345A20104722094431416A3100000750005000025000（2）逐個元素輸入法。這是最常用的構(gòu)造方法。如A40,PI/6,PI/3,2PI/3,PIA4005236104722094431416,（3）MATLAB函數(shù)生成法。MATLAB有很多用來生成特殊形式數(shù)組的函數(shù)，下面列舉4個常用的生成向量的函數(shù)。,創(chuàng)建對數(shù)間隔向量的LOGSPACE函數(shù)。該函數(shù)基本語法為XLOGSPACEA,B,N，其中該函數(shù)創(chuàng)建的向量以10A、10B為左右端點，N為產(chǎn)生的向量元素的個數(shù)，元素彼此之間的間隔按照對數(shù)空間的間隔設(shè)置。所以，LOGSPACE產(chǎn)生對數(shù)等間隔（1?N）行向量。YLOGSPACE1,3,6Y10E003001000025100631015850398110000,創(chuàng)建線性間隔向量的LINSPACE函數(shù)。該函數(shù)基本語法為XLINSPACEA,B,N，其中A、B為左右端點，N為產(chǎn)生的向量元素的個數(shù)，函數(shù)將根據(jù)N的數(shù)值平均計算元素之間的間隔，間隔的計算公式為??1。所以，LINSPACE產(chǎn)生線性等間隔（1?N）行向量。YLINSPACE1,3,6Y100001400018000220002600030000,創(chuàng)建均勻分布隨機數(shù)RAND1,N由于RANDM,N可以產(chǎn)生均勻分布的隨機（M?N）的矩陣，所以當M1時，即RAND1,N產(chǎn)生均勻分布的隨機向量，數(shù)值范圍（0,1）。YRAND1,5Y0814709058012700913406324,全1數(shù)組ONES1,N由于ONESM,N可以產(chǎn)生元素全為1的（M?N）的矩陣，所以當M1時，ONES1,N產(chǎn)生元素全為1的行向量。YONES1,7Y1111111,32MATLAB矩陣生成,矩陣一般具有M行N列，在編程語言中，矩陣和二維數(shù)組一般指的是同一個概念。在M語言中，向量可以看做矩陣（或二維數(shù)組）的特例。,321直接輸入法,對于較小的矩陣，可以從鍵盤上直接輸入。具體參看第21矩陣和數(shù)組。共有三個要素需要記住整個輸入矩陣首尾必須加方括號“”。矩陣的行與行之間必須加分號“”或按回車鍵。矩陣元素之間可以使用逗號“,”，或者空格間隔。例211使用的是同行輸入法，還可以使用異行輸入法。Y1,2,34,5,67,8,9Y123456789需要說明的是，在第一行“1,2,3”輸入，并按鍵后，光標下移一行。在輸入4之前需要按一個空格鍵，然后再輸入“4,5,6”。按鍵后，光標下移一行，先按一個空格鍵，然后再輸入“7,8,9”。,322數(shù)組編輯器創(chuàng)建法,當矩陣（數(shù)組）元素比較多，矩陣較大時，使用直接輸入法就很不方便了。此時可以借助數(shù)組編輯器來完成矩陣的輸入。下面舉例說明具體的創(chuàng)建方法和創(chuàng)建步驟。,【例321】試用數(shù)組編輯器，把如下（3?5）數(shù)組輸入MATLAB內(nèi)存，并命名為變量RAD。014190792200357067870392204218095950849107577065550915706557093400743101712（1）點擊工作空間瀏覽器（WORKSPACE）中的（NEWVARIABLE）圖標，便在工作空間中引出了一個名為UNNAMED的變量，如圖41、42所示。,圖31NEWVARIABLE圖標,圖32WORKSPACE中新產(chǎn)生的UNNAMED變量,（2）將光標閃動的“UNNAMED”修改為RAD。（3）雙擊變量“RAD”，彈出圖33所示的變量編輯器空白界面。數(shù)組中，除第一元素為0外，其余均為空白。雙擊空白的單元格，可以按照行和列輸入數(shù)據(jù)。,圖33變量編輯器空白界面,圖34變量編輯器輸入數(shù)據(jù)后的界面,變量輸入并保存后，可以用WHOS命令查詢。WHOSNAMESIZEBYTESCLASSATTRIBUTESRAD3X5120DOUBLE,假如該變量供以后調(diào)試用，可以選擇MATALB的菜單項“FILE”→“SAVEWORKSPACEAS”，保存為擴展名為MAT的文件，例如上述數(shù)據(jù)保存為EXAMPLE32_1MAT文件。生成的EXAMPLE32_1MAT文件，可以通過“LOAD”命令加載外部數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建矩陣。在命令行窗口中輸入LOADEXAMPLE32_1則MATLAB會自動創(chuàng)建變量名為RAD的矩陣。,323M文件創(chuàng)建法,對于經(jīng)常調(diào)用的矩陣，當數(shù)據(jù)規(guī)模較大時，可以為它專門建立一個M文件。,【例322】用M文件創(chuàng)建法，創(chuàng)建例321數(shù)據(jù)的矩陣。打開M文件編輯器（EDITOR/DEBUGGER），并在空白處輸入所需要的數(shù)組。,圖45M文件編輯器中創(chuàng)建矩陣界面,將上述文件保存為EXAMPLE32_2M。在需要RAD矩陣時可以直接用運行鍵運行該文件，或在命令行窗口運行該文件，就會自動生成名為RAD的矩陣，并存儲在MATLAB內(nèi)存當中。運行后在WORKSPACE可以看到RAD矩陣。EXAMPLE32_2RAD014190792200357067870392204218095950849107577065550915706557093400743101712,324MATLAB函數(shù)生成法,MATLAB提供若干個生成特殊矩陣（或數(shù)組）的函數(shù)，表31所示。,表31經(jīng)典矩陣（或數(shù)組）生成函數(shù),【例323】用MATLAB的指令產(chǎn)生矩陣示例。在EDITOR窗口中編輯如下指令，并保存為EXAMPLE32_3M文件,A1ZEROS3,4A2ONES3,4A3EYE3A4RAND3,4A5RANDN3,4A6RANDI10,2,5A7RANDPERM8A9MAGIC3A10DIAGA9A11TRILA9A12TRIUA9EXAMPLE32_3A1000000000000A2111111111111,A3100010001A4019200093808611067140138905254048490741306963053030393505201A5060861342904189030011222610322014031029403165133120899803451A67543981525A787246351A9816357492,A10852A11800350492A12816057002,33MATLAB矩陣元素的訪問,前面兩小節(jié)講述了MATLAB向量和矩陣的生成，生成后的矩陣元素是按列存儲在MATLAB存儲空間的。運行第323中的EXAMPLE32_2M文件，產(chǎn)生例321中的RAD矩陣。,EXAMPLE32_2RAD014190792200357067870392204218095950849107577065550915706557093400743101712對于RAD矩陣，MATLAB的存儲順序是01419，04218，09157，07922，09595，06777,00357，MATLAB可以用索引，也可以用下標來引用數(shù)組元素。對于索引和下標的區(qū)別，可以參考表32。,表32矩陣的索引和下標,從上面的例子中已經(jīng)很清晰的說明了下標和索引的區(qū)別了，也就是說MATLAB為每個元素分配了一個唯一識別的ID即索引。表32的第二列是索引，第三列是下標。因此矩陣中的元素可以通過它的行，列下標來引用，即全下標的方式來引用；也可以使用單下標的方式來引用，即索引的方式來引用。需要大家注意的是MATLAB的下標是可以多行、多列同時引用的，這和C語言每次只能引用一個是不同的。表33羅列了使用單下標或全下標訪問矩陣的常用格式。,表33訪問矩陣的常用格式,對于3?5的矩陣RAD，可以采用單下標引用它的元素，RADK是按列存儲的第K個元素。RAD5ANS09595訪問由向量L為1105213指定的矩陣RAD的元素。RAD1105213ANS014190678709595042180141909157如果試圖引用的下標超出矩陣的下標范圍，系統(tǒng)則會給出出錯信息。RAD20INDEXEXCEEDSMATRIXDIMENSIONS,對矩陣RADI,J，如果將一個值賦給矩陣外的元素，MATLAB會自動增加矩陣的大小，以容納這個新元素，而相應(yīng)增加其他元素，且都被賦值為0。RAD1,620RAD01419079220035706787039222000000421809595084910757706555009157065570934007431017120RAD23,311表示引用數(shù)組中的23行，31列對應(yīng)的元素。RAD23,311ANS084910959504218093400655709157RAD,END表示引用最后一列元素，“”表示所有列或行，“END”表示最后一列或列，“ENDN”表示倒數(shù)第N行或列。RAD,ENDANS039220655501712,RAD1,END1表示引用第1行倒數(shù)第2個元素。RAD1,END1ANS06787RAD2133,11221表示生成了一個按兩個向量引用指定的元素（可以重復(fù)訪問向量中的元素），即RAD中的第2,1,3,3行以及第1,1,2,2,4,5列的元素。RAD2133,112245ANS042180421809595095950757706555014190141907922079220678703922091570915706557065570743101712091570915706557065570743101712,34矩陣和數(shù)組元素的運算,341基本數(shù)學(xué)運算函數(shù),MATLAB基本數(shù)學(xué)運算函數(shù)有三角函數(shù)、指數(shù)運算函數(shù)、復(fù)數(shù)運算函數(shù)、圓整和求余函數(shù)，分別如表34、表35、表36、表37所示。需要說明的是，這些函數(shù)的參數(shù)可以是矩陣，也可以是向量或者多維數(shù)組，函數(shù)在處理參數(shù)時，都是按照數(shù)組運算規(guī)則來進行的。在MATLAB中還存在一類函數(shù)，用來獲取矩陣或數(shù)組的信息，以及對矩陣（數(shù)組）進行操作。表38中列出了較常用的操作函數(shù)。在MATLAB中，獲取基本運算函數(shù)，請使用MATLAB的在線幫助；在命令行窗口中輸入,HELPELFUNELEMENTARYMATHFUNCTIONSTRIGONOMETRICSINSINESINDSINEOFARGUMENTINDEGREES有關(guān)每個函數(shù)的具體使用語法，請參閱MATLAB的在線幫助文檔。,表34三角函數(shù),在命令行窗口直接輸入N36COSPI/NSECPI/NANS25000212132045120207TAN3N180/PIANS04718049474666512137TAN3PI/5,表35指數(shù)運算函數(shù),說明以REAL開頭的函數(shù)僅能處理實數(shù)。REALPOW函數(shù)的語法為ZREALPOWX,Y，是將實數(shù)矩陣X中的每個元素提高Y矩陣對應(yīng)元素的冪，其中X、Y矩陣同尺寸。Z矩陣為REALPOW的輸出實數(shù)矩陣。,M428LOGMANS138631791820794REALLOG5ANS16094,REALLOG2IREALLOG處理復(fù)數(shù)，會報錯ERRORUSINGREALLOGREALLOGPRODUCEDCOMPLEXRESULTLOG2IANS0804704636IK1,23,4LOG10KANS0030100477106021LOG25ANS23219POW2KANS24816,【例341】實數(shù)冪運算函數(shù)REALPOW函數(shù)示例。,X2ONES3,3X222222222YPASCAL3Y111123136REALPOWX,YANS2222482864,例341顯示X矩陣的2行2列元素提高到Y(jié)矩陣2行2列元素的冪，同理類推新生成的矩陣ANS的2行3列，3行2列，3行3列元素為23、23、26。,NEXTPOW2函數(shù)時用來計算僅僅比輸入?yún)?shù)大的2的冪。例如輸入?yún)?shù)為M，函數(shù)計算結(jié)果整數(shù)N需要滿足的條件2≥≥2?1。NEXTPOW218ANS5,【例342】計算比僅僅18大的2的冪。,表36指數(shù)運算函數(shù),說明COMPLEX函數(shù)語法為ZCOMPLEXX,Y，函數(shù)創(chuàng)建復(fù)數(shù)Z，輸入的X，Y必須同為變量或維數(shù)相同、相同數(shù)據(jù)類型的向量、矩陣或者多維數(shù)組。輸出的結(jié)果跟輸入的維數(shù)相同，返回值為XYI；YCOMPLEXX返回結(jié)果為實部為X，所有虛部為0的復(fù)數(shù)，等價于YCOMPLEXX,0。,XCOMPLEX22,54X220000540000IXCOMPLEX36,25X3000020000I4000030000I5000040000I6000050000IABSXANS583095ANGLEX單位為弧度ANS11839ANGLEX180/PI計算為度的單位ANS678337CONJXANS220000540000I,【例343】創(chuàng)建復(fù)數(shù)示例。,表37圓整和求余函數(shù),說明REM/MODX,Y，當X與Y具有相同符號時，兩者相等；但是當兩者符號不同，兩者不同。RREMX,Y，如果Y?0，返回XNY，其中NFIXX/Y。MMODX,Y，如果Y?0，返回XNY，其中NFLOORX/Y。REM11,3ANS2MOD11,3ANS1,M02875099851002FLOORMANS001CEILMANS112FIXMANS001ROUNDMANS011X02310052SIGNXANS101,表38矩陣（數(shù)組）常用操作函數(shù),仍然運行EXAMPLE32_2M文件，產(chǎn)生RAD矩陣。SIZERADANS35LENGTHRADANS5NDIMSRADANS2NUMELRAD,ANS15DISPRAD014190792200357067870392204218095950849107577065550915706557093400743101712,342矩陣和數(shù)組的基本運算,MATLAB對數(shù)組和矩陣提供了分別提供了運算方法“矩陣算法”和“數(shù)組算法”。“矩陣算法”算法是把矩陣看做一個整體，各種運算完全按照線性代數(shù)中的矩陣運算法則進行，運算的書寫形式和運算符號都與矩陣理論完全一致。“數(shù)組算法”就是把矩陣看做由其元素構(gòu)成的一組“數(shù)組”，運算時對應(yīng)元素之間數(shù)與數(shù)的運算。這種算法適用于大批數(shù)據(jù)的處理和一次求出多個函數(shù)值。在MATLAB中獲取矩陣（線性代數(shù)）的運算函數(shù)，請在MATLAB命令行窗口輸入HELPMATFUNMATRIXFUNCTIONSNUMERICALLINEARALGEBRAMATRIXANALYSISNORMMATRIXORVECTORNORMNORMESTESTIMATETHEMATRIX2NORM,（1）矩陣的基本運算表39列出了矩陣基本運算及對應(yīng)的含義說明，其中假設(shè)A、B為矩陣，A為標量,【例344】求解方程組?223??6?344在數(shù)學(xué)上該方程可以寫為A?1123?1?1?134，B264?1123?1?1?134264?1123?1?1?134?1264,在EDITOR窗口編輯如下代碼行A112311134B264X1INVABX2A\B運行EXAMPLE34_1M,X1100001000020000X2100001000020000,X1與X2相同，A\B相當于矩陣方程AXB的解，即INVAB。而A/B相當于矩陣方程XBA的解，即AINVB。,【解】程序EXAMPLE34_5MCLEARA2I,3I,426I,3,42I5,6,94IBA求轉(zhuǎn)置矩陣CCONJADA2E3AFDETA求矩陣的行列式。行列式不為0，可以求出逆矩陣GINVA求逆矩陣HEIGA求矩陣A的全部特征值構(gòu)成矩陣HV123XDIAGV,3創(chuàng)建對角矩陣，對角元素為V向量，返回33階方陣XYDIAGV向量V為主對角線元素,運行后結(jié)果為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（2）矩陣的分解,矩陣分解是將一個矩陣分解為幾個“較簡單”矩陣的連乘積的形式。表310提供4種矩陣分解的函數(shù)。,①對稱正定矩陣的CHOLESKY分解RCHOLA；對稱正定矩陣的CHOLESKY分解，其中X為對稱正定矩陣。CHOLESKY分解是把一個對稱正定矩陣X分解為一個上三角矩陣R與其轉(zhuǎn)置的乘積，即XR’R。一個對稱矩陣能夠進行CHOLESKY分解的條件是矩陣是正定的，即矩陣所有對角元素都是正數(shù)，同時矩陣非對角元素不會太大。例如XPASCAL4，對其進行CHOLESKY分解為XPASCAL4X1111123413610141020RCHOLXR1111012300130001,②LU分解L,ULUA；A為一個方陣，L為“心里”下三角矩陣，U為上三角矩陣。LU分解是將任意一個方陣分解為一個“心里”下三角矩陣L與一個上三角矩陣U的乘積，即ALU?！靶睦铩毕氯蔷仃囀窍氯蔷仃嚺c置換矩陣的乘積。L,U,PLUA；A為一個方陣，L為下三角矩陣，U為上三角矩陣，P為置換矩陣；滿足PALU的關(guān)系。在命令行窗口輸入A，并進行LU分解A123252315A123252315L,ULUAL存儲的心里下三角矩陣，U存儲上三角矩陣L033330384610000066671000001000000U300001000050000043333133330018462,L,U,PLUAL為下三角矩陣，U為上三角矩陣，P為置換矩陣。L100000006667100000033330384610000U300001000050000043333133330018462P001010100,③矩陣奇異值分解U,S,VSUDA；對于M?N的矩陣A，如果存在M?M的酉矩陣U和N?N的酉矩陣V（酉矩陣即為滿足XHXXXHE,XH為X的共軛轉(zhuǎn)置矩陣），使得AUSV，其中S為一個M?N的矩陣的非負對角矩陣，且對角元素值降序排列，則AUSV為A的奇異值分解。U、S、V稱為矩陣A的奇異值分解的三對組。在命令行窗口輸入A，并進行奇異值分解A123252315A123252315U,S,VSVDAU044370047608949061390743602648065290666903592S826670003607400008048V043910155508849055760819401327070440551704466,④正交三角分解Q,RQRA其中矩陣R為與矩陣A具有相同大小的上三角矩陣，Q為正交矩陣。矩陣的正交分解是把一個M?N的矩陣A分解為一個正交矩陣Q和一個上三角矩陣R的乘積，即AQR。因此矩陣的正交分解也稱為QR分解。在命令行窗口輸入A，并進行正交分解Q,RQRAQ026730248809309053450765603581080180593300716R374174008958797037321068900017187,（3）非線性矩陣運算函數(shù),說明注意EXPM、LOGM、SQRTM和EXP、LOG、SQRT的區(qū)別，前三個是針對矩陣，按矩陣運算規(guī)則進行運算，而后三個是按數(shù)組規(guī)則進行運算的。,①矩陣指數(shù)運算如果矩陣X的特征向量為V，相應(yīng)的特征值為D，即V,DEIGX，那么EXPMXVDIAGEXPDIAGD/V計算矩陣A的指數(shù)A110002001A110002001V,DEIGAV100000707104082007071081650004082D100000001,DIAGDANS101EXPMAANS271831718310862010000126420003679EXPAANS271832718310000100001000073891100001000003679,②矩陣對數(shù)運算矩陣對數(shù)運算是矩陣指數(shù)運算的逆運，LOGMEXPMAAEXPMLOGMA。例如再對EXPMA矩陣進行對數(shù)運算。A110002001BEXPMAB271831718310862010000126420003679CLOGMBC10000100000000000200000010000,

簡介：MATLAB及其應(yīng)用,1,MATLAB實用教程,MATLAB及其應(yīng)用,2,教學(xué)計劃,教材MATLAB實用教程（第3版）鄭阿奇主編電子工業(yè)出版社學(xué)時18354上機4624課程性質(zhì)專業(yè)選修課,MATLAB及其應(yīng)用,3,教學(xué)計劃,考試成績評定平時（包括作業(yè)）成績20；期末成績80，其中，實驗成績40，課程考試成績60。,MATLAB及其應(yīng)用,4,引言,科學(xué)計算工具的發(fā)展算盤是最早的計算工具1630年發(fā)明了計算尺，它以后成為大學(xué)理工科學(xué)生的必備工具1970年發(fā)明了計算器，在中國則從1980年起，計算尺迅速被計算器所取代計算機取代計算器的過程是從1990年開始，以科學(xué)計算語言出現(xiàn)為標志。在發(fā)達國家大學(xué)中已經(jīng)完成，中國尚需努力。計算機工具的改進可以全面促進各門課程的教學(xué)和科研。,MATLAB及其應(yīng)用,5,WHY,SINXCOSXTANXASINXACOSXATANXEXPXLOGXPOWXSQRTXFLOORXABSX,CLANGUAGE,MATLABLANGUAGE,SINXCOSXTANXSECXASINXACOSXACOTXEXPXLOGXPOW2XSQRTXABSXRANDX,REALXIMAGXCONJXRANKATRILADETARANKAINVAEIGASVDACONVY1,Y2POLYDERYPLOYFITX,Y,N,MEANXSTDXVARXCOVXCORRCOEFAGRADIANTADIFFALIMITFTAYLORF,X,NFOURIERF,T,WPLOTX,YPLOT3X,Y,ZFIGURE,1MATHFUNCTION,MATLAB及其應(yīng)用,6,WHY,2EXAMPLEOFMATRIXANDARRAY,數(shù)組乘AB,MATLABLANGUAGE,CAB,CLANGUAGE,FORI0I”操作鍵編輯命令表14標點符號，；‘’,MATLAB及其應(yīng)用,31,表14命令窗口中行編輯的常用操作鍵,MATLAB及其應(yīng)用,32,表15MATLAB常用標點符號的功能,MATLAB及其應(yīng)用,33,數(shù)值計算結(jié)果的顯示格式使用菜單“FILE”“PREFERENCES”，在界面中設(shè)置。輸入“FORMAT”命令。命令窗口的常用控制命令CLC清空命令窗口MORE，MOREN控制其后每頁的顯示內(nèi)容行數(shù),MATLAB及其應(yīng)用,34,FORMAT格式描述,MATLAB及其應(yīng)用,35,2歷史命令窗口COMMANDHISTORY,用來記錄并顯示已經(jīng)運行過的命令、函數(shù)和表達式。歷史命令窗口的功能復(fù)制命令運行命令寫成M文件,MATLAB及其應(yīng)用,36,3當前目錄瀏覽器窗口CURRENTDIRECTORYBROWSER,用來設(shè)置當前目錄，可以隨時顯示當前目錄下的M、MDL等文件的信息。MATLAB總默認地將文件存放在當前目錄。,當前目錄設(shè)置區(qū),文件詳細列表,M或MAT文件描述區(qū),MATLAB及其應(yīng)用,37,,文件詳細列表區(qū)的主要應(yīng)用功能運行M文件打開M文件把MAT文件全部數(shù)據(jù)輸入內(nèi)存把MAT文件部分數(shù)據(jù)輸入內(nèi)存,MATLAB及其應(yīng)用,38,4工作空間瀏覽器窗口WORKSPACEBROWSER,用于顯示所有MATLAB工作空間中的變量名、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、類型、大小和字節(jié)數(shù)。還可以對變量進行觀察、編輯、提取和保存。,MATLAB及其應(yīng)用,39,SAVEFILENAME變量1變量2參數(shù)LOADFILENAME變量1變量2WHO變量1變量2WHOS變量1變量2CLEAR變量1變量2IEXIST‘X’省略變量表示所有變量,通過命令管理變量,MATLAB及其應(yīng)用,40,SAVEFILENAME1把全部內(nèi)存變量保存為FILENAME1MAT文件SAVEFILENAME2AB把變量A，B保存為FILENAME2MAT文件SAVEFILENAME3AB–APPEND把變量A，B添加到FILENAME3MAT文件中,LOADFILENAME1把FILENAME1MAT文件中的全部變量裝入內(nèi)存LOADFILENAME2AB把FILENAME2MAT文件中的A，B變量裝入內(nèi)存,WHOYOURVARIABLESAREABC,MATLAB及其應(yīng)用,41,,,WHOSNAMESIZEBYTESCLASSA1X18DOUBLEARRAYB1X510CHARARRAYC3X248DOUBLEARRAYGRANDTOTALIS12ELEMENTSUSING66BYTES,CLEARAWHOYOURVARIABLESAREBC,MATLAB及其應(yīng)用,42,5數(shù)組編輯器窗口ARRAYEDITOR,可以直接在數(shù)組編輯器窗口中修改打開的數(shù)組，甚至可以更改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和顯示方式。,MATLAB及其應(yīng)用,43,6M文件編輯／調(diào)試器窗口EDITOR／DEBUGGER,M文件編輯／調(diào)試器不僅可以編輯M文件，而且可以對M文件進行交互式調(diào)試；不僅可處理帶M擴展名的文件，而且可以閱讀和編輯其他ASCII碼文件。,MATLAB及其應(yīng)用,44,7幫助導(dǎo)航／瀏覽器窗口,,MATLAB及其應(yīng)用,45,8程序性能剖析窗口PROFILER,程序性能剖析窗口中可以查看命令的運行時間，以便提高運行速度。,MATLAB及其應(yīng)用,46,123MATLAB73幫助,1幫助導(dǎo)航／瀏覽器窗口,MATLAB及其應(yīng)用,47,2通過命令實現(xiàn)幫助,HELPTOPIC給出指定主題的幫助，主題可以是函數(shù)、目錄或局部路徑。LOOKFORTOPIC把在搜索中與關(guān)鍵字相匹配的所有M文件的H1行第一行注釋都顯示出來。HELPWINTOPIC打開幫助導(dǎo)航／瀏覽器窗口顯示指定的主題信息。,MATLAB及其應(yīng)用,48,電子使用手冊前面兩種方法所得到的幫助信息常常是不夠細致的，需要用第三種途徑來補充，這就是電子版的使用手冊。MATLAB里包含了大量關(guān)于MATLAB安裝、使用、編程以及各種工具箱等的電子版手冊，全部為PDF格式,具有搜索功能，因此也可以在指定的手冊中搜索關(guān)鍵字，使用非常方便。,3PDF幫助,MATLAB及其應(yīng)用,49,4其它幫助,（1）DEMO為用戶提供圖文并茂的演示實例。（2）通過WEB查找?guī)椭畔ⅰ?MATLAB及其應(yīng)用,50,怎樣獲得詳盡的幫助信息,HELP命令最常用、最快，往往也是最有效的。給出關(guān)鍵字就能找到相應(yīng)的說明。HELP命令簡單易用，但是它要求準確給出關(guān)鍵字，如果記憶不準，就很難找到。HELPDESK這是MATLAB的HTML格式的幫助文檔，有著很好的組織。可以在命令行鍵入HELPDESK，進入“MATLABHELPDESK”。HELPDESK的搜索可以使用不完全關(guān)鍵字，這樣即使遇到記憶模糊的情況也可以很快查到。,MATLAB及其應(yīng)用,51,124MATLAB其他管理,1程序文件M包括主程序和函數(shù)文件。2數(shù)據(jù)文件MAT用來保存工作空間的數(shù)據(jù)變量。3可執(zhí)行文件MEX編輯器對M文件編輯后產(chǎn)生，運行速度快。4圖形文件FIG由繪圖命令和圖形界面窗口產(chǎn)生。5模型文件MDL由SIMULINK工具箱建模生成，另外還S文件仿真文件。,1、MATLAB用戶文件格式,MATLAB及其應(yīng)用,52,2、設(shè)置搜索路徑,1MATLAB的基本搜索過程輸入“X”時，則MATLAB按照以下步驟,在MATLAB內(nèi)存中進行檢查，檢查X是否為工作空間的變量；檢查X是否為MATLAB的內(nèi)部函數(shù)在當前目錄上，檢查是否有名為“XM”或“XMEX”的文件存在；在MATLAB搜索路徑的所有其他目錄中，檢查是否有名為“XM”或“XMEX”的文件存在；如果都不是，則MATLAB發(fā)出錯誤信息。,MATLAB及其應(yīng)用,53,2MATLAB搜索路徑的擴展和修改,1利用設(shè)置路徑對話框修改搜索路徑通過打開路徑對話框修改搜索路徑有兩種方法在MATLAB界面選擇菜單“FILE”?“SETPATH”命令。在命令窗口運行“PATHTOOL”命令。2利用PATH命令設(shè)置搜索路徑例如PATHPATH,C\MYDIR,MATLAB及其應(yīng)用,54,3、文件管理命令,WHAT列出當前目錄下的M、MAT、MEX文件清單DIR目錄名列出指定目錄下的文件和子目錄清單TYPE文件名顯示指定M文件的內(nèi)容WHICH文件名指出文件所在的目錄MATLABROOT返回安裝MATLAB的根目錄DIARY把當前命令窗口中的所有內(nèi)容保存到日志文件中,MATLAB及其應(yīng)用,55,,,WHATMFILESINTHECURRENTDIRECTORYD\MATLAB6P1\TOOLBOX\MATLAB\ELFUNCONTENTSASECHCOSHISREALSECABSASINCOTLOGSECHACOSASINHCOTHLOG10SIGNACOSHATANCPLXPAIRLOG2SINACOTATAN2CSCMODSINHACOTHATANHCSCHNEXTPOW2SQRTACSCCEILEXPPOW2TANACSCHCOMPLEXFIXREALTANHANGLECONJFLOORREMUNWRAPASECCOSIMAGROUNDMEXFILESINTHECURRENTDIRECTORYD\MATLAB6P1\TOOLBOX\MATLAB\ELFUNCOMPLEX,MATLAB及其應(yīng)用,56,,,DIRASINHMCPLXPAIRMPOW2MATANMCSCMREALMCONTENTSMATAN2MCSCHMREMMABSMATANHMEXPMROUNDMACOSMCEILMFIXMSECMACOSHMCOMPLEXCFLOORMSECHMACOTMCOMPLEXCSFIMAGMSIGNMACOTHMCOMPLEXDLLISREALMSINMACSCMCOMPLEXMJASINHMACSCHMCONJMLOGMSQRTMANGLEMCOSMLOG10MTANMASECMCOSHMLOG2MTANHMASECHMCOTMMODMUNWRAPMASINMCOTHMNEXTPOW2M,MATLAB及其應(yīng)用,57,,,TYPEABSM?SABSOLUTEVALUEABSXISTHEABSOLUTEVALUEOFTHEELEMENTSOFXWHENXISCOMPLEX,ABSXISTHECOMPLEXMODULUSMAGNITUDEOFTHEELEMENTSOFXSEEALSOSIGN,ANGLE,UNWRAPCOPYRIGHT19842001THEMATHWORKS,INCREVISION58DATE2001/04/15120251BUILTINFUNCTION,WHICHABSMD\MATLAB6P1\TOOLBOX\MATLAB\ELFUN\ABSM,MATLABROOTANSD\MATLAB6P1,MATLAB及其應(yīng)用,58,4退出MATLAB,要想退出MATLAB環(huán)境在MATLAB的命令窗口輸入“EXIT”命令。在MATLAB的命令窗口輸入“QUIT”命令。直接單擊MATLAB的命令窗口的按鈕。,MATLAB及其應(yīng)用,59,14一個實例,【例13】在MATLAB的通用操作界面綜合地作一個練習(xí)。A123456789B111222333C計算DABI,MATLAB及其應(yīng)用,60,1、打開工作空間瀏覽器窗口WORKSPACEBROWSER查看變量。,圖122工作空間窗口,MATLAB及其應(yīng)用,61,雙擊其中的變量“D”，出現(xiàn)數(shù)組編輯器窗口ARRAYEDITOR，圖123顯示了該變量的詳細信息。,圖123數(shù)組編輯器窗口,MATLAB及其應(yīng)用,62,打開歷史命令窗口COMMANDHISTORY，如圖124所示，選擇上面的四行命令，單擊鼠標右鍵在快捷菜單中選擇“CREATEMFILE”命令生成M文件。,圖124歷史命令窗口,MATLAB及其應(yīng)用,63,出現(xiàn)M文件編輯／調(diào)試器窗口EDITOR／DEBUGGER，如圖125所示。選擇工具欄的“SAVE”按鈕，將該文件保存為“C\MYDIR\EX0103M”。,圖125M文件編輯／調(diào)試器窗口,MATLAB及其應(yīng)用,64,打開當前目錄瀏覽器窗口CURRENTDIRECTORYBROWSER，將當前目錄設(shè)置為“C\MYDIR”，可以看到剛保存的“EX0103M”文件，在命令窗口輸入“EX0103”運行該文件。在命令窗口輸入“SAVEEX0103”命令，在當前目錄瀏覽器窗口可以看到在當前目錄下生成了一個“EX0103MAT”數(shù)據(jù)文件，如圖126所示。,圖126當前目錄瀏覽器窗口,MATLAB及其應(yīng)用,65,在命令窗口輸入“EXIT”命令退出MATLAB。重新啟動MATLAB后，在命令窗口輸入“EX0103”則不能運行該文件，因為該文件不在MATLAB的搜索路徑中。單擊MATLAB界面的菜單“FILE”→“SETPATH”，打開設(shè)置路徑對話框，將“C\MYDIR”目錄添加到搜索路徑中，重新輸入“EX0103”則可以運行該文件。,圖127設(shè)置路徑對話框,MATLAB及其應(yīng)用,66,將“EX0103MAT”數(shù)據(jù)文件的變量導(dǎo)入，可選擇菜單“FILE”→“IMPORTDATA”命令，然后選擇“C\MYDIR\EX0103MAT”文件。輸入“EX0103”可以運行該文件。輸入“TYPEEX0103”命令可以顯示該文件內(nèi)容。,MATLAB及其應(yīng)用,67,,,總結(jié)了解MATLAB的特點和功能；熟悉MATLAB的環(huán)境設(shè)置；學(xué)會使用MATLAB的幫助和管理。,

簡介：歡迎學(xué)習(xí)MATLAB,MATLAB語言基礎(chǔ),主講教師陳梅蓮電子信息與控制工程學(xué)院,,,MATLAB課程介紹,定位公共基礎(chǔ)選修課目標了解MATLAB，能夠熟練掌握數(shù)學(xué)（矩陣）運算，簡單編程，簡單的數(shù)據(jù)處理及基本圖形繪制,教材自編教材特點完全不必具備其它語言的基礎(chǔ)，各年級各專業(yè)的同學(xué)都可選修。,MATLAB課程安排,學(xué)時32學(xué)時（基于MATLAB42版本，介紹MATLAB6安排講課16學(xué)時，上機14學(xué)時，考試2學(xué)時考核要求不得缺勤，實驗報告必須齊備。考核方式考試,學(xué)習(xí)內(nèi)容一、MATLAB概述二、MATLAB的數(shù)值運算、符號運算三、MATLAB的二維、三維繪圖四、圖形化仿真程序設(shè)計五、MATLAB工具箱與跨平臺接口六、MATLAB6簡介七、MATLAB程序設(shè)計,第一節(jié)MATLAB語言概述,一、MATLAB語言的發(fā)展MATLAB語言是由美國的CLEVERMOLER博士于1980年開發(fā)的設(shè)計者的初衷是為解決“線性代數(shù)”課程的矩陣運算問題取名MATLAB即MATRIXLABORATORY矩陣實驗室的意思,它將一個優(yōu)秀軟件的易用性與可靠性、通用性與專業(yè)性、一般目的的應(yīng)用與高深的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用有機的相結(jié)合MATLAB是一種直譯式的高級語言，比其它程序設(shè)計語言容易,MATLAB語言與其它語言的關(guān)系仿佛和C語言與匯編語言的關(guān)系一樣,,計算機語言的發(fā)展,標志著計算機語言向“智能化”方向發(fā)展，被稱為第四代編程語言。,MATLAB已經(jīng)不僅僅是一個“矩陣實驗室”了，它集科學(xué)計算、圖象處理；聲音處理于一身，并提供了豐富的WINDOWS圖形界面設(shè)計方法MATLAB語言是功能強大的計算機高級語言,它以超群的風(fēng)格與性能風(fēng)靡全世界,成功地應(yīng)用于各工程學(xué)科的研究領(lǐng)域,MATLAB在美國已經(jīng)作為大學(xué)工科學(xué)生必修的計算機語言之一C,FORTRAN,ASSEMBLER,MATLAB近年來，MATLAB語言已在我國推廣使用，現(xiàn)在已應(yīng)用于各學(xué)科研究部門和許多高等院校MATLAB語言不受計算機硬件的影響，286以上的計算機都可以使用,二、MATLAB能在各領(lǐng)域做什麼工業(yè)研究與開發(fā)數(shù)學(xué)教學(xué)，特別是線性代數(shù)數(shù)值分析和科學(xué)計算方面的教學(xué)與研究電子學(xué)、控制理論和物理學(xué)等工程和科學(xué)學(xué)科方面的教學(xué)與研究經(jīng)濟學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)等計算問題的所有其他領(lǐng)域中的教學(xué)與研究,例、用一個簡單命令求解線性系統(tǒng)3X1X2X336X12X24X321X14X25X314A311124145B362114XA\BX148180460603848,,對于線性系統(tǒng)有AXB,例、用簡短命令計算并繪制在0?X?6范圍內(nèi)的SIN2X、SINX2、SIN2X。XLINSPACE0,6Y1SIN2X,Y2SINX2,Y3SINX2PLOTX,Y1,X,Y2,X,Y3,階梯圖,用四種方法描述COSXSINY圖形,,,二、MATLAB語言的特點語言簡潔緊湊，語法限制不嚴，程序設(shè)計自由度大，可移植性好運算符、庫函數(shù)豐富圖形功能強大界面友好、編程效率高擴展性強,三、MATLAB語言的功能強大的數(shù)值（矩陣）運算功能廣泛的符號運算功能高級與低級兼?zhèn)涞膱D形功能（計算結(jié)果的可視化功能）可靠的容錯功能應(yīng)用靈活的兼容與接口功能信息量豐富的聯(lián)機檢索功能,1矩陣運算功能,MATLAB提供了豐富的矩陣運算處理功能，是基于矩陣運算的處理工具。變量??矩陣，運算??矩陣的運算例如CAB，A,B,C都是矩陣,是矩陣的加運算即使一個常數(shù)，Y5，MATLAB也看做是一個1?1的矩陣,2符號運算功能符號運算即用字符串進行數(shù)學(xué)分析允許變量不賦值而參與運算用于解代數(shù)方程、微積分、復(fù)合導(dǎo)數(shù)、積分、二重積分、有理函數(shù)、微分方程、泰樂級數(shù)展開、尋優(yōu)等等，可求得解析符號解,3豐富的繪圖功能與計算結(jié)果的可視化,具有高層繪圖功能兩維、三維繪圖具有底層繪圖功能句柄繪圖使用PLOT函數(shù)可隨時將計算結(jié)果可視化,4圖形化程序編制功能,動態(tài)系統(tǒng)進行建模、仿真和分析的軟件包用結(jié)構(gòu)圖編程，而不用程序編程只需拖幾個方塊、連幾條線，即可實現(xiàn)編程功能,5豐富的MATLAB工具箱,MATLAB主工具箱符號數(shù)學(xué)工具箱SIMULINK仿真工具箱控制系統(tǒng)工具箱信號處理工具箱圖象處理工具箱通訊工具箱系統(tǒng)辨識工具箱神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)工具箱金融工具箱,許多學(xué)科，在MATLAB中都有專用工具箱，現(xiàn)已有30多個工具箱，但MATLAB語言的擴展開發(fā)還遠遠沒有結(jié)束，各學(xué)科的相互促進，將使得MATLAB更加強大,6MATLAB的兼容功能可與C語言、FORTURE語言跨平臺兼容用函數(shù)CMEX、FMEX實現(xiàn)此功能不推薦使用,7MATLAB的容錯功能非法操作時，給出提示，并不影響其操作1/0WARNINGDIVIDEBYZEROANSINF,8MATLAB的開放式可擴充結(jié)構(gòu),MATLAB所有函數(shù)都是開放的用戶可按自己意愿隨意更改正因為此功能，使得MATLAB的應(yīng)用越來越廣泛9強大的聯(lián)機檢索幫助系統(tǒng)可隨時檢索MATLAB函數(shù)可隨時查詢MATLAB函數(shù)的使用方法,三、啟動MATLAB,開機執(zhí)行程序C\MATLAB\BIN\MATLABEXE用鼠標雙擊MATLAB圖標）即可打開MATLAB命令平臺,,待機狀態(tài),工作窗出現(xiàn)以后，即可進行各種操作,四、MATLAB界面,與WINDOWS的窗口界面類似，有菜單項FILE、EDIT、OPTION、WINDOWS、HELP等項可以選擇。,菜單項FILE，其功能如下NEW建立新文件OPENMFILE打開M文件OPENSELECTED打開選定文件SAVEWORKSPACEAS將工作區(qū)存為RUNMFILE運行M文件LOOKFORSELECTED尋找選定文件PRINT打印PRINTSETUP打印設(shè)置EXITMATLAB退出MATLAB,,如果選擇OPTIONS\NUMERICFORMAT數(shù)字顯示格式）可以得出下一級子菜單，允許用戶設(shè)置MATLAB下結(jié)果數(shù)據(jù)的顯示格式?？蓮闹羞x擇SHORT（默認的簡潔格式）和LONG（高精度格式）等,由于各菜單項的選擇、執(zhí)行方法與WINDOWS風(fēng)格完全相同，就不一一說明了。,,五、MATLAB與DOS兼容命令1DIR可列出指定目錄下的文件和子目錄清單例如DIR可顯示當前目錄下的所有文件DIRC\MATLABDIRC\MATLAB\M,2CD可改變當前工作目錄CD__顯示當前子目錄CDC\MATLAB\TOOLBOXCD_退出當前子目錄到上一級目錄CD_\回到根目錄,TYPEMYFILEM與DOS下的用法完全一樣,3TYPE可顯示指定文件的全部內(nèi)容,4DELETE刪除指定文件,DELABC刪除當前目錄下的ABC文件DELC\MATLAB\AAAM注意只可刪除用戶文件，其它文件不要輕易刪除，否則系統(tǒng)會癱瘓,六、MATLAB的數(shù)據(jù)與變量,變量查詢函數(shù)WHO與WHOS作用都是列出在MATLAB工作空間中已經(jīng)駐留的變量名清單不同的是WHOS在給出駐留變量的同時，還給出他們的維數(shù)及性質(zhì),,2永久變量,在MATLAB工作內(nèi)存中,駐留了幾個由系統(tǒng)本身在啟動時定義的變量，我們稱為永久變量永久變量用WHO指令是查看不到的，只可隨時調(diào)用,,EPS容差變量，定義為10到最近浮點數(shù)的距離,在PC機上252PI圓周率?的近似值31415926INF或INF表示正無大,定義為1/0NAN非數(shù)，它產(chǎn)生于0?，0/0，?/?等運算I，J虛數(shù)單位ANS對于未賦值運算結(jié)果，自動賦給ANS,3WHAT程序查詢指令,WHAT按擴展名分類列出當前目錄上的文件WHATM列出當前目錄中所有M文件,七、文件系統(tǒng)與路徑函數(shù),WHICH列出指定文件所在的目錄WHICHTESTM顯示TESTM所在的路徑PATH路徑函數(shù)PATH顯示MATLAB啟動時設(shè)定的搜索路徑,,PATHPATH,’C\MYDIR’將根目錄下的MYDIR臨時納入搜索路徑可將你需要的目錄永久納入MATLAB搜索路徑打開C\MATLAB\MATLABRCM文件在所有搜索路徑后加上‘C\MYDIR\’,,,八、MATLAB聯(lián)機幫助命令,HELP功能提供MATLAB大部分主題的在線幫助信息HELP顯示HELP主題一覽表HELPPLOTXYZ顯示有關(guān)三維做圖指令幫助信息HELP顯示特殊字符與符號幫助信息HELPHELP顯示HELP的幫助信息,雖然HELP可以隨時提供幫助，但必須知道準確的函數(shù)名稱。當不能確定函數(shù)名稱時，HELP就無能為力了。,LOOKFOR函數(shù)它可提供通過一般的關(guān)鍵詞，搜索出一組與之相關(guān)的命令LOOKFORFOURIER尋找含有傅立葉變換的相關(guān)指令,HELP、LOOKFOR兩個指令構(gòu)成了MATLAB語言相當完善的在線幫助查詢系統(tǒng),LOOKFORFOURI尋找所有包含F(xiàn)OURI的指令和注釋如FFTDISCRETEFOURIERTRANSFORM,九、MATLAB的演示功能,INTRO入門演示DEMO在線演示,小結(jié)一、初步了解MATLAB二、熟悉MATLAB界面，進行簡單操作。,

簡介：MATLAB、CTEX簡介及其在教學(xué)中的應(yīng)用,2003年11月，教研活動材料,說明,所有實訓(xùn)例子中的程序都是可執(zhí)行的，請結(jié)合MATLAB軟件進行實操。僅適用于以前沒有接觸過MATLAB者。,一、MATLAB,1、MATRIXLABORATORY70年代研制，84年商業(yè)化（MATHWORKS公司）2、特點數(shù)值計算、圖形處理、高級而簡單的運行環(huán)境、豐富的工具箱3、類似軟件MAPLE、MATHCAD、MATHEMATIC,MATLAB產(chǎn)品,1、MATLABEXTENSIONS2、TOOLBOXES－－函數(shù)庫。統(tǒng)計，優(yōu)化，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，小波，控制，。。。。3、SIMULINK對非線性動態(tài)系統(tǒng)進行仿真的交互式系統(tǒng)，類似于VB中的控件。,MATLAB系統(tǒng)構(gòu)成,1、語言IFTHENELSE,X,Y,Z,A,B,C,2、工作環(huán)境路徑設(shè)置，內(nèi)存管理，3、圖形系統(tǒng)4、函數(shù)庫SUM,SINE,BESSEL,5、應(yīng)用編程接口（API）,最精彩的地方,1、工具箱2、SIMULINK3、圖形處理4、矩陣,實訓(xùn)1矩陣處理,已知A12345678910111213141516B215956514371115481216求CAB,DAB,C的轉(zhuǎn)置；C的逆；C的特征值；編程CABDABECFINVCGEIGC,實訓(xùn)2多項式處理,AX5X44X33X22X1BX3X21求AXBXAXBX編程A54321B301CA00BDCONVA,B,微積分運算（符號運算）,SYM函數(shù)創(chuàng)建符號變量和表達式例XSYMTEACHERASYMTODAY將使X、A分別表示符號TEACHER和TODAY,實訓(xùn)3,求多項式AX2BXC的導(dǎo)數(shù)和積分編程FSYMAX2BXCDFDIFFFNFINTF其它求極限、級數(shù)等略,解微分方程,DSOLVE函數(shù)實訓(xùn)4求方程組的解X,YDSOLVEDXYX,DY2X將解出所給的方程組。其它化簡、變量替換、求復(fù)合、反函數(shù)等略。,圖形處理,1、畫線實訓(xùn)5畫出正、余弦曲線。編程X0PI/1002PIY1SINXY2COSXPLOTX,Y1,X,Y2各種效果（顏色、線型、修飾）略,空間曲線與曲面,1、線實訓(xùn)6問題畫出下面方程的解曲線XTYSINTT02PIZCOST,編程,X0PI/102PIY1SINXY2COSXPLOT3Y1,Y2,X,MPGRIDONXLABELY1YLABELY2ZLABELXTITLESINEANDCOSINECURVE,曲面,實訓(xùn)7繪制下面方程在X位于7575,Y位于7575的圖形,編程,X750575YXX,YMESHGRIDX,YRSQRTX2Y2EPSZSINR/RSURFX,Y,Z不作解釋,其它圖形函數(shù)略,直方圖面積圖餅圖動畫子圖根據(jù)試驗數(shù)據(jù)繪圖,編程語句,IFELSEENDWHILEENDFORENDBREAK數(shù)組、參數(shù)傳遞、函數(shù)、子程序面向?qū)ο笳{(diào)試工具略M文件程序,仿真SIMULINK,它是一個用來進行動態(tài)系統(tǒng)仿真、建模和分析的集成軟件包。直觀、方便、靈活，鼠標操作。實訓(xùn)8實操,教學(xué)應(yīng)用,快速傅立葉變換、Z變換、拉氏變換的編程。各種信號的波形及運算后的波形動態(tài)仿真,學(xué)習(xí)資源,HTTP//WWWMATLABWORLDCOMHTTP//MATLABMYRICECOM/MATLAB教材下載,CTEX,類似于WORD專門用于學(xué)術(shù)論文的編輯,特別適用于科技論文的編排，在學(xué)術(shù)界很流行文本化功能強大入門有些難，還算易學(xué)，一個星期成專家。,編輯樣例與顯示效果,同志們好，同志們辛苦了，為人民服務(wù)\LIM_{X\RIGHTARROW0}X\INT_{1}{2}DX\\\LEFT\BEGIN{ARRAY}{CCCC}2344\\4321\\5678\\\END{ARRAY}\RIGHTX\LEFT\BEGIN{ARRAY}{C}1\\2\\3\\\END{ARRAY}\RIGHT,學(xué)習(xí)資源,HTTP//WWWCTEXORGHTTP//LEARNTSINGHUAEDUCN/HOMEPAGE/015450/TEX_STARTHTMLHTTP//WWWCTEXORG/DOCUMENTS/LATEX/GRAPHICS/INDEXHTML,,拋磚引玉，敬請指導(dǎo)謝謝各位，共同提高,

簡介：MATLAB程序設(shè)計語言,任課教師劉毅,YLIUXIDIANEDUCN西安電子科技大學(xué)ISN國家重點實驗室,MATLAB簡介,MATLAB名字是由MATRIX和LABORATORY兩個詞的前三個字母組合而成的，是一門計算語言。它是MATHWORKS公司于1982年推出的一套高性能的數(shù)值計算和可視化軟件，它集數(shù)值分析、矩陣運算、信號處理和圖形顯示于一體，構(gòu)成了一個方便的、界面友好的用戶環(huán)境，被譽為“巨人肩上的工具”。由于使用MATLAB編程運算與人進行科學(xué)計算的思路和表達方式完全一致，所以不象學(xué)習(xí)其它高級語言如BASIC、FORTRAN和C等那樣難于掌握，用MATLAB編寫程序猶如在演算紙上排列出公式與求解問題，所以又被稱為演算紙式科學(xué)算法語言。在這個環(huán)境下，對所要求解的問題，用戶只需簡單地列出數(shù)學(xué)表達式，其結(jié)果便以數(shù)值或圖形方式顯示出來。,MATLAB自問世以來,就是以數(shù)值計算稱雄。MATLAB進行數(shù)值計算的基本單位是復(fù)數(shù)數(shù)組（或稱陣列），這使得MATLAB高度“向量化”。經(jīng)過十幾年的完善和擴充，現(xiàn)已發(fā)展成為線性代數(shù)課程的標準工具。由于它不需定義數(shù)組的維數(shù)，并給出矩陣函數(shù)、特殊矩陣專門的庫函數(shù)，使之在求解諸如信號處理、建模、系統(tǒng)識別、控制、優(yōu)化等領(lǐng)域的問題時，顯得大為簡捷、高效、方便，這是其它高級語言所不能比擬的。美國許多大學(xué)的實驗室都安裝有MATLAB供學(xué)習(xí)和研究之用。在那里,MATLAB是攻讀學(xué)位的大學(xué)生、碩士生、博士生必須掌握的基本工具。,MATLAB簡介,MATLAB發(fā)展,MATLAB的首創(chuàng)者是在數(shù)值線性代數(shù)領(lǐng)域頗有影響的CLEVEMOLER博士MOLER博士等一批數(shù)學(xué)家和軟件家組成了MATHWORKS軟件公司，專門從事MATLAB的擴展與改進1980年推出了第一個版本1997年推出了MATLABV50現(xiàn)在已經(jīng)推出了MATLABR2007AWWWMATHWORKSCOM,MATLAB特點,以復(fù)數(shù)矩陣（陣列）作為基本編程單元，使矩陣操作變得輕而易舉MATLAB語句書寫簡單MATLAB語句功能強大MATLAB系統(tǒng)具有豐富的圖形功能MATLAB提供許多面向應(yīng)用問題求解的工具箱函數(shù)MATLAB易于擴展,課程安排,CHAPTER1MATLAB系統(tǒng)概述CHAPTER2MATLAB基本操作CHAPTER3MATLAB圖形系統(tǒng)CHAPTER4MATLAB程序設(shè)計CHAPTER5MATLAB基本應(yīng)用領(lǐng)域CHAPTER6數(shù)據(jù)陣列類型與結(jié)構(gòu)CHAPTER7字符串處理,CHAPTER1MATLAB系統(tǒng)概述,MATLAB系統(tǒng)組成MATLAB搜索路徑MATLAB工作空間MATLAB集成環(huán)境MATLAB通用命令,MATLAB系統(tǒng)組成,MATLAB系統(tǒng)主要成分包括MATLAB開發(fā)環(huán)境MATLAB數(shù)學(xué)函數(shù)庫編程與數(shù)據(jù)類型文件I/O圖形處理三維可視化創(chuàng)建圖形用戶界面外部接口,SIMULINK,SIMULINK是一種強有力的仿真工具，它能讓使用者在圖形方式下以最小的代價來模擬真實動態(tài)系統(tǒng)的運行。SIMULINK準備有數(shù)百種預(yù)定義系統(tǒng)環(huán)節(jié)模型，最先進有效的積分算法和直觀的圖示化工具。依托SIMULINK強健的仿真能力，用戶可在原型機制造之前就可建立系統(tǒng)的模型，評估設(shè)計并修補瑕疵。SIMULINK作為一種圖形化的仿真工具，可用于對動態(tài)系統(tǒng)建模和控制規(guī)律的研究制定。由于支持線性、非線性、連續(xù)、離散、多變量和混合式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，SIMULINK幾乎可分析任何一種類型的真實動態(tài)系統(tǒng)。,工具箱（TOOLBOXES）,工具箱是針對各個應(yīng)用領(lǐng)域中的問題，擴展MATLAB環(huán)境的MATLAB函數(shù)的集合。在工具箱種，MATLAB提供了許多實用的函數(shù)，它給各個領(lǐng)域應(yīng)用人員帶來了方便。CONTROLSYSTEMCOMMUNICATIONSFINANCIALIMAGEPROCESSINGNEURALNETWORKSIGNALPROCESSINGWAVELET,MATLAB搜索路徑,MATLAB是通過搜索路徑來查找M文件的，其提供了很強的有關(guān)搜索路徑的管理功能。當你輸入標識符“VALUE”時，MATLAB會按照下列步驟處理1察看是否是變量2察看是否是內(nèi)部函數(shù)3察看當前目錄下是否有文件VALUEM4察看查找目錄下是否有文件VALUEM。,MATLAB搜索路徑,MATLAB還專門提供了管理搜索路徑的路徑瀏覽器。,MATLAB搜索路徑,通過WHAT命令可以顯示出搜索路徑上的文件名如WHATWHATMATLAB/ELFUN要顯示指定文件的內(nèi)容，可采用TYPE命令如TYPERANK要對文件進行編輯，可采用EDIT命令如EDITRANK,MATLAB集成環(huán)境,MATLAB的集成環(huán)境就是MATLAB的編程環(huán)境，在這一環(huán)境中提供了許多編寫、調(diào)試和執(zhí)行MATLAB程序的便利工具。,MATLAB集成環(huán)境,MATLAB命令窗口,命令歷史記錄窗口,工作空間窗口,MATLAB命令窗口,運行MATLAB的可執(zhí)行文件，自動創(chuàng)建MATLAB指令窗口（COMMANDWINDOW）。這種指令窗如圖所示（演示）命令窗口的工作空間是輸入命令和輸出結(jié)果的窗口，在這里輸入的命令會立即得到執(zhí)行，并輸出。初學(xué)者，可以在指令窗鍵入DEMO，這可是學(xué)習(xí)的好幫手。一旦發(fā)現(xiàn)指令不知如何使用時，HELP命令將告訴你使用。,MATLAB集成環(huán)境,在MATLAB下進行基本數(shù)學(xué)運算，只需將運算式直接打入提示號（）之后，并按入ENTER鍵即可。MATLAB可以將計算結(jié)果以不同的精確度的數(shù)字格式顯示，我們可以在指令視窗上的功能選單上的FLIE下選PREFERENCES，更改NUMERICALFORMAT的屬性，或者直接在指令視窗中通過FORMAT命令加以控制。MATLAB利用了↑↓二個游標鍵可以將所用過的指令叫回來重覆使用。按下↑則前一次指令重新出現(xiàn)，之后再按ENTER鍵，即再執(zhí)行前一次的指令。而↓鍵的功用則是往后執(zhí)行指令。CTRLC（即同時按CTRL及C二個鍵）可以用來中止執(zhí)行中的MATLAB的工作。,MATLAB工作空間,MATLAB工作空間包含著本次MATLAB任務(wù)過程中所建立的變量，MATLAB給出了一組命令來管理、處理這些變量，同時還提供了專門的工作空間瀏覽器。,編輯M文件,將MATLAB語句按一定的順序結(jié)合在一起，就得到了MATLAB程序，其文件名的后綴為M，故稱為M文件MATLAB提供了M文件的專門編輯/調(diào)試器編輯器中，會以不同的顏色表示不同的內(nèi)容，這分成五種命令、關(guān)鍵字、不完整字符串、完整字符串及其它文本。這樣容易發(fā)現(xiàn)輸入錯誤，縮短調(diào)試時間啟動編輯器方式（2種）編輯器中可以直接計算表達式的值，結(jié)果顯示在命令窗口中TEXTEVALUTIONSELECTION可設(shè)置自動縮排的格式，以增加M文件的可讀性TEXTSMARTINDENT,MATLAB工作環(huán)境,MATLAB工作環(huán)境,MATLAB通用命令,管理命令和函數(shù)管理變量和工作空間控制命令窗口使用文件和工作環(huán)境啟動和退出MATLAB,管理命令和函數(shù),HELPMATLAB函數(shù)和M文件在線幫助VERSION版本號PATH控制MATLAB的目錄搜索路徑ADDPATH將目錄添加到MATLAB的搜索路徑上RMPATH從MATLAB的搜索路徑上刪除目錄WHATSNEW顯示出MATLAB＆工具箱的README文件WHATM文件、MAT文件和MEX文件的目錄列表WHICH函數(shù)和文件定位TYPE列出文件DOC列出超文本說明LOOKFOR從所有幫助目錄中查找關(guān)鍵字LASTERR顯示上一個出錯信息ERROR顯示出錯信息PROFILE測量并顯示出M文件執(zhí)行的效率,管理變量和工作區(qū)間,WHO,WHOS列出內(nèi)存中的變量目錄DISP顯示文本或陣列CLEAR從內(nèi)存中刪除項目MLCOK防止M文件被刪除MUNLOCK允許刪除M文件LENGTH求向量長度SIZE求陣列尺寸SAVE將工作空間變量保存到磁盤LOAD從磁盤中恢復(fù)變量PACK釋放工作空間內(nèi)存,控制命令窗口,ECHO執(zhí)行過程中顯示M文件FORMAT控制輸出顯示格式MORE控制命令窗口的分頁顯示,使用文件和工作環(huán)境,DIARY在磁盤文件中保存任務(wù)DIR目錄列表CD改變工作目錄MKDIR建立目錄COPYFILE復(fù)制文件DELETE刪除文件和圖形對象EDIT編輯M文件INMEM獲得內(nèi)存中的函數(shù)MATLABROOT獲得MATLAB安裝目錄FULLFILE從部分中構(gòu)造文件全名FILEPARTS文件名部分TEMPDIR返回系統(tǒng)臨時工作目錄名TEMPNAME產(chǎn)生臨時文件的唯一文件名,啟動和退出MATLAB命令,QUIT終止（結(jié)束）MATLAB注不保留工作空間的內(nèi)容,

簡介：1第一節(jié)第一節(jié)MATLABMATLAB中的矩陣的輸入中的矩陣的輸入1直接輸入一、直接在工作窗中輸入A2468135700001010其意義是定義了矩陣0101000075318642A二、如果矩陣中的元素是等步長的，可以用下面的方法A1022162212A15“”號在這里表示為轉(zhuǎn)置，而15中間少了一個循環(huán)步長，此時將步長自動取為1。2增刪改設(shè)已經(jīng)定義A12345；108642B0110C1224，即已定義ABC1234501121086421024則命令A(yù)A14CB0204將A定義成A而A3；將刪除A的第三列，得12340A1240108642108421201012102410424043命令生成使用MATLAB命令生成矩陣一般使用下面的命令１命令LINSPACE，它有兩個格式A1LINSPACE1100生成一個從1到100的有100個元素的向量A2LINSPACE01仍然是有100個元素但是是從0到1的向量A3LINSPACE01請與上一個向量進行比較上面是第一種格式LINSPACEAB，它是將A到B等分成100份形成的向量。第二300001第二節(jié)第二節(jié)MATLABMATLAB文件處理文件處理1文件編輯如果要在MATLAB的工作窗定義矩陣，則用鼠標點擊屏幕左上方的FILE選擇項，再從中選擇NEW中的MFILE項并且用鼠標點擊它，就打開了MATLAB文件編輯窗并且可以在此窗中定義MATLAB矩陣了（注意對于已有的文件，可以選擇OPEN來打開它，然后對其進行修改）。在MATLAB文件編輯窗中定義的矩陣與工作窗中定義的方法是完全一樣。并且可以在MATLAB文件編輯窗的菜單中使用菜單命令直接運行?？梢栽贛ATLAB中使用菜單中的“FILE”中的“SETPATH”將當前工作文件夾定義在你正在工作的文件夾。2MATLAB工作窗中變量值的保存與調(diào)用MATLAB工作窗中的變量在退出MATLAB工作狀態(tài)后值不能保存，如果需要保存，可以使用命令SAVE將其存儲到磁盤上，命令格式有兩種第一種是用二進制格式來存儲。例如先定義三個矩陣A1032ONES44－11A21324A3ZEROS31生成下列矩陣與向量0004231123422223210321AAA鍵入SAVEFILE1A1A2A3用二進制格式以文件名FILE1MAT存儲A1A2A3SAVEFILE2MA1A3–II用II碼以文件名FILE2M存儲A1A3我們還要注意用二進制格式存儲的文件連變量名一起存儲并可再重新調(diào)入時恢復(fù)變量的值，而用II碼存儲的文件只存儲了變量的值，而變量名是沒有的。用二進制格式存儲的變量，可用命令LOAD調(diào)用，調(diào)用格式為LOAD例如，前面用SAVEFILE1存儲了所有變量A1A2A3，調(diào)用時只要鍵入LOADFILE1即可。

簡介：14字符串數(shù)組、元胞數(shù)組和構(gòu)架數(shù)組字符串數(shù)組、元胞數(shù)組和構(gòu)架數(shù)組41字符串數(shù)組字符串數(shù)組411字符串入門字符串入門【例4111】先請讀者實際操作本例，以體會數(shù)值量與字符串的區(qū)別。CLEAR清除所有內(nèi)存變量清除所有內(nèi)存變量A123456789給變量給變量A賦數(shù)值標量賦數(shù)值標量CLASSA對變量對變量A的類別進行判斷的類別進行判斷A_SSIZEA數(shù)值數(shù)組數(shù)值數(shù)組A的“大小大小”A12346E004ANSDOUBLEA_S11BS給變量給變量B賦字符標量（即單個字符）賦字符標量（即單個字符）CLASSB對變量對變量B的類別進行判斷的類別進行判斷B_SSIZEB符號數(shù)組符號數(shù)組B的“大小大小”BSANSB_S11WHOS觀察變量觀察變量AB在內(nèi)存中所占字節(jié)在內(nèi)存中所占字節(jié)NAMESIZEBYTESCLASSA1X18DOUBLEARRAYA_S1X216DOUBLEARRAYANS1X48ARRAYB1X12ARRAYB_S1X216DOUBLEARRAYGRTOTALIS10ELEMENTSUSING50BYTES412串數(shù)組的屬性和標識串數(shù)組的屬性和標識【例4121】本例演示串的基本屬性、標識和簡單操作。（1）創(chuàng)建串數(shù)組）創(chuàng)建串數(shù)組ATHISISANEXAMPLEATHISISANEXAMPLE（2）串數(shù)組）串數(shù)組A的大小的大小SIZEAANS1193（8）由小串構(gòu)成長串）由小串構(gòu)成長串ABA17B這里第這里第2個輸入為空格串個輸入為空格串ABTHISISEXAMPLE4121413復(fù)雜串數(shù)組的創(chuàng)建復(fù)雜串數(shù)組的創(chuàng)建4131多行串數(shù)組的直接創(chuàng)建多行串數(shù)組的直接創(chuàng)建【例41311】多行串數(shù)組的直接輸入示例。CLEARSTHISSTRINGARRAYHASMULTIPLEROWSSTHISSTRINGARRAYHASMULTIPLEROWSSIZESANS2184132利用串操作函數(shù)創(chuàng)建多行串數(shù)組利用串操作函數(shù)創(chuàng)建多行串數(shù)組【例41321】演示用專門函數(shù)STR2MATSTRVCAT創(chuàng)建多行串數(shù)組示例。S1THISSTRINGARRAYHASTWOROWSS1THISSTRINGARRAYHASTWOROWSS2STR2MAT這字符字符串數(shù)組串數(shù)組由4行組成行組成S2這字符串數(shù)組由4行組成S3STRVCAT這字符字符串數(shù)組串數(shù)組由4行組成行組成“空串空串”會產(chǎn)生一個空格行會產(chǎn)生一個空格行S3這字符串數(shù)組由4行組成SIZES3ANS554133轉(zhuǎn)換函數(shù)產(chǎn)生數(shù)碼字符串轉(zhuǎn)換函數(shù)產(chǎn)生數(shù)碼字符串【例41331】最常用的數(shù)組字符串轉(zhuǎn)換函數(shù)INT2STRNUM2STRMAT2STR示例。（1）INT2STR把整數(shù)數(shù)組轉(zhuǎn)換成串數(shù)組（非整數(shù)將被四舍五入園整后再轉(zhuǎn)換）把整數(shù)數(shù)組轉(zhuǎn)換成串數(shù)組（非整數(shù)將被四舍五入園整后再轉(zhuǎn)換）AEYE24生成一個生成一個數(shù)值數(shù)組數(shù)值數(shù)組42A_STR1INT2STRA轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成串數(shù)組。請讀者自己用串數(shù)組。請讀者自己用SIZE檢驗。檢驗。102

簡介：基于MATLAB的數(shù)字信號處理的模擬與仿真王靖斌山東農(nóng)業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，山東泰安（371018）摘要本文介紹了數(shù)字信號處理中各種算法基本原理，包括Z變換、DFT變換及其快速算法FFT等信號變換算法和包括IIR與FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計與實現(xiàn)，詳細論述了利用MATLAB軟件對信號變換和設(shè)計數(shù)字濾波器的原理﹑步驟和實現(xiàn)方法，并給出了基于MATLAB的模擬與仿真。文章最后給出了實驗結(jié)果，并就其結(jié)果做了進一步的解釋和說明。關(guān)鍵詞Z變換，離散傅立葉變換DFT，數(shù)字濾波器，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)仿真1引言數(shù)字信號處理（DIGITALSIGNALPROCESSINGDSP）是一門交叉性的學(xué)科，它的理論基礎(chǔ)涉及信息、通信、雷達、航空航天及生物醫(yī)藥等眾多學(xué)科領(lǐng)域，其成果又為這些學(xué)科的發(fā)展起著重要的促進作用。MATLAB是數(shù)字信號處理技術(shù)實現(xiàn)的重要手段。MATLAB提供了信號處理工具箱，MATLAB信號處理工具箱隨著信號處理理論與方法的發(fā)展而發(fā)展，同時又為信號處理理論與方法的實現(xiàn)與工程應(yīng)用提供了有效的幫助。本文基于MATLAB實現(xiàn)了數(shù)字信號處理的信號變換模擬與濾波器設(shè)計仿真。2信號變換的各種算法21Z變換的算法原理及MATLAB實現(xiàn)若序列為XN，則Z變換為這種變換將離散系統(tǒng)的差分方程轉(zhuǎn)化為簡單的代數(shù)方程。以一個簡單的差分方程為例，用MATLAB實現(xiàn)Z變換系統(tǒng)的差分方程為YN2YN13YN24UN5UN16UN27UN3其初始條件為X11X21Y11Y21，求系統(tǒng)的輸出YNMATLAB程序如下所示CLEARALLCLOSEALLCLCB4567A123X011Y011XICFILTICBAY0X0BXPLUS1AXPLUS11AYPLUSCONVAAXPLUSBYPLUSCONVBBXPLUSCONVXICAXPLUS圖1差分方程的輸出結(jié)果22離散傅立葉變換（DFT）221DFT的算法原理及MATLAB實現(xiàn)對N點有限長序列XN其正變換為其逆變換為下面用MATLAB實現(xiàn)傅立葉變換及其逆變換離散傅立葉變換的MATLAB實現(xiàn)FUNCTIONXKDFTXNNXK在0KN1間的DFT系數(shù)數(shù)組XNN點有限長度序列NDFT的長度N01N1N的行向量K01N1K的行向量WNEXPJ2PINWN因子NKNK產(chǎn)生一個含NK值的N乘N維矩陣WNNKWNNK?T矩陣XKXNWNNK?T系數(shù)的行向量離散傅立葉逆變換的MATLAB實現(xiàn)

簡介：太原理工大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院課程設(shè)計太原理工大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院MATLAB課程設(shè)計設(shè)計名稱MATLAB圖像處理專業(yè)班級0學(xué)號0姓名0成績1設(shè)計目的通過該設(shè)計，要求對圖像的采集、顯示、處理和存儲等有一個系統(tǒng)的掌握和理解，并且掌握對二維數(shù)據(jù)進行處理的方法。2設(shè)計內(nèi)容1采集一張格式為JPG、CUR、BMP、TIF、HDF、ICO、PCX、XWD的任一副圖像，用MATLAB的IMREAD函數(shù)讀入圖像文件，并用IMAGE函數(shù)顯示圖像。2圖像的插值（1）最近鄰插值是最簡單的插值，在這種算法中，每一個插值與輸出像素的值就是在輸入圖像中與其最臨近的采樣點的值。裝訂線太原理工大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院課程設(shè)計1002003004005006001002003004005006007008002圖片的最近鄰插值與顯示B1IMRESIZETUPIAN2NEARESTIMAGEB1200400600800100012002004006008001000120014001600

簡介：一、基于一、基于MATLABMATLAB的線性系統(tǒng)的頻域分析基本知識的線性系統(tǒng)的頻域分析基本知識（１）頻率特性函數(shù)（１）頻率特性函數(shù)。JG設(shè)線性系統(tǒng)傳遞函數(shù)為NNNNMMMMASASASABSBSBSBSG1101110則頻率特性函數(shù)為NNNNMMMMAJAJAJABJBJBJBJWG1101110由下面的MATLAB語句可直接求出GJW。ISQRT1求取1的平方根GWPOLYVALNUM，IWPOLYVALDEN，IW其中（NUM，DEN）為系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型。而W為頻率點構(gòu)成的向量，點右除（）運算符表示操作元素點對點的運算。從數(shù)值運算的角度來看，上述算法在系統(tǒng)的極點附近精度不會很理想，甚至出現(xiàn)無窮大值，運算結(jié)果是一系列復(fù)數(shù)返回到變量GW中。（２）用（２）用MATLABMATLAB作奈魁斯特圖。作奈魁斯特圖?？刂葡到y(tǒng)工具箱中提供了一個MATLAB函數(shù)NYQUIST，該函數(shù)可以用來直接求解NYQUIST陣列或繪制奈氏圖。當命令中不包含左端返回變量時，NYQUIST（）函數(shù)僅在屏幕上產(chǎn)生奈氏圖，命令調(diào)用格式為NYQUISTNUMDENNYQUISTNUMDENW或者NYQUISTGNYQUISTGW該命令將畫出下列開環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)的奈氏曲線SDENSNUMSG如果用戶給出頻率向量W則W包含了要分析的以弧度秒表示的諸頻率點。在這些頻率點上，將對系統(tǒng)的頻率響應(yīng)進行計算，若沒有指定的W向量，則該函數(shù)自動選擇頻率向量進行計算。W包含了用戶要分析的以弧度秒表示的諸頻率點MATLAB會自動計算這些點的頻率響應(yīng)。當命令中包含了左端的返回變量時，即REIMWNYQUISTG或REIMWNYQUISTGW函數(shù)運行后不在屏幕上產(chǎn)生圖形，而是將計算結(jié)果返回到矩陣RE、IM和W中。矩陣頻率點上計算得到的。用戶如果不指定頻率WMATLAB會自動產(chǎn)生W向量，并根據(jù)W向量上各點計算幅值和相角。這時的相角是以度來表示的，幅值為增益值，在畫伯德圖時要轉(zhuǎn)換成分貝值，因為分貝是作幅頻圖時常用單位。可以由以下命令把幅值轉(zhuǎn)變成分貝MAGDB20﹡LOG10MAG繪圖時的橫坐標是以對數(shù)分度的。為了指定頻率的范圍，可采用以下命令格式LOGSPACED1，D2或LOGSPACED1，D2，N公式LOGSPACED1，D2是在指定頻率范圍內(nèi)按對數(shù)距離分成50等分的，即在兩個十進制數(shù)和之間產(chǎn)生一個由50個點組成的分量，向量中的點數(shù)501101D2102D是一個默認值。例如要在弧度秒與弧度秒之間的頻區(qū)畫伯德圖，則輸1011002入命令時，在此頻區(qū)自動按對數(shù)距離等分成50個頻率點，LOG1101DLOG2102D返回到工作空間中，即WLOGSPACE1，2要對計算點數(shù)進行人工設(shè)定，則采用公式LOGSPACED1，D2，N。例如，要在與之間產(chǎn)生100個對數(shù)等分點，可輸入以下命令1110002WLOGSPACE0，3，100在畫伯德圖時，利用以上各式產(chǎn)生的頻率向量W，可以很方便地畫出希望頻率的伯德圖。由于伯德圖是半對數(shù)坐標圖且幅頻圖和相頻圖要同時在一個繪圖窗口中繪制，因此，要用到半對數(shù)坐標繪圖函數(shù)和子圖命令。1）對數(shù)坐標繪圖函數(shù)）對數(shù)坐標繪圖函數(shù)利用工作空間中的向量X，Y繪圖，要調(diào)用PLOT函數(shù)，若要繪制對數(shù)或半對數(shù)坐標圖，只需要用相應(yīng)函數(shù)名取代PLOT即可，其余參數(shù)應(yīng)用與PLOT完全一致。命令公式有SEMILOGXX，Y，S上式表示只對X軸進行對數(shù)變換，Y軸仍為線性坐標。SEMILOGYX，Y，S上式是Y軸取對數(shù)變換的半對數(shù)坐標圖。LOGLOGX，Y，S上式是全對數(shù)坐標圖，即X軸和Y軸均取對數(shù)變換。2）子圖命令）子圖命令MATLAB允許將一個圖形窗口分成多個子窗口，分別顯示多個圖形，這就要用到SUBPLOT函數(shù)，其調(diào)用格式為SUBPLOTM，N，K該函數(shù)將把一個圖形窗口分割成MN個子繪圖區(qū)域，M為行數(shù)，N為列數(shù)，用戶可以通過參數(shù)K調(diào)用各子繪圖區(qū)域進行操作，子圖區(qū)域編號為按行從左至右編號。對一個子圖進行的圖形設(shè)置不會影響到其它子圖，而且允許各子圖具有不同的坐標系。例如，SUBPLOT4，3，6則表示將窗口分割成43個部分。在第6部分上繪制圖形。MATLAB最多允許99的分割。

簡介：東南大學(xué)東南大學(xué)MATLABMATLAB最終用戶安裝手冊最終用戶安裝手冊1MATLABTAHLICENSE種類22新安裝321CAMPUSLICENSE單機版管理（個人使用）322CAMPUSLICENSE網(wǎng)絡(luò)版管理（機房使用）423STUDENTLICENSE單機版管理43LICENSE更新64MATHWKS技術(shù)支持聯(lián)系方式7新安裝新安裝21CAMPUSLICENSE單機版管理（個人使用）單機版管理（個人使用）925512ACTIVATIONKEY最終用戶操作步驟（如果你是老師，請直接參考這部分）最終用戶操作步驟（如果你是老師，請直接參考這部分）1）創(chuàng)建一個MATHWKS賬戶（CN）。請留意，在創(chuàng)建時，要選擇ACADEMICUSE，郵箱為學(xué)校郵箱學(xué)校郵箱。2）將TAHLICENSE添加到已建立的賬戶下最終用戶登錄MATHWKS賬戶MYACCOUNTVIEWMYLICENSES點擊右上角的ADDLICENSES選擇ACTIVATIONKEY后，輸入從管理員處得到的ACTIVATIONKEY。完成后，就可以在最終用戶的賬戶下看到LICENSE925512。3）安裝并激活MATLAB請選擇聯(lián)網(wǎng)，或者不聯(lián)網(wǎng)的方式安裝MATLAB，安裝的過程中可能需要輸入MATHWKS賬戶的用戶名和密碼。安裝過程中請指定LICENSE925512安裝。

簡介：MATLAB工具箱在測繪數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用（文獻綜述）1前言測繪科學(xué)是一門以大規(guī)模數(shù)據(jù)甚至是海量數(shù)據(jù)處理、分析與應(yīng)用為基礎(chǔ)的學(xué)科，其各項具體工作如測量平差、GPS高程與水準高程換算、遙感圖像處理、坐標換算、開采沉陷測繪數(shù)據(jù)處理等，都涉及大量的運算。MATLAB是由美國MATHWKS公司開發(fā)的科學(xué)與工程計算軟件，它將數(shù)值分析、矩陣計算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能集成于易于使用的視窗環(huán)境中，它在大規(guī)模數(shù)據(jù)處理特別是矩陣運算方面具有其他軟件難以比擬的優(yōu)越性。MATLAB系統(tǒng)主要包括以下幾個部分MATLAB開發(fā)環(huán)境、MATLAB語言、MATLAB工具箱和MATLAB的API。其中MATLAB工具箱是用MATLAB的基本語句編程的各種子程序集，用于解決某一方面的專門問題或?qū)崿F(xiàn)某一類的新算法，其內(nèi)容十分豐富。利用MATLAB不斷推出的工具箱來跟蹤國外先進的計算方法與數(shù)學(xué)模型，避免了將主要的時間、精力放在數(shù)學(xué)模型算法及計算機編程上。因此，將MATLAB工具箱應(yīng)用于測繪數(shù)據(jù)處理具有一定的實際意義和廣闊的前景。2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀21MATLAB在測繪各領(lǐng)域中的應(yīng)用測量信息的處理主要包括測量數(shù)據(jù)分析、預(yù)測和數(shù)據(jù)的可視化等。從測量平差理論中的平差、濾波和推估，到方差、協(xié)方差分量估計；從工程控制網(wǎng)解析法、模擬法優(yōu)化設(shè)計，到控制網(wǎng)的精度、可靠性和靈敏度的估算；從變形觀測數(shù)據(jù)處理中的多元回歸分析、逐步回歸計算，到采用灰色系統(tǒng)理論或時間序列分析理論建模，或者是把變形體視為一個動態(tài)系統(tǒng)，將一組觀測值作為系統(tǒng)的輸出，用卡爾曼濾波模型來描述系統(tǒng)的狀態(tài)等等。測繪信息處理的核心運算是矩陣運算，包括矩陣的生成、矩陣的加減乘除、矩陣的轉(zhuǎn)置、矩陣的求逆以及求矩陣的廣義逆等。MATLAB正是解決此類問題較好的軟件。例如，利用MATLAB進行遙感圖像的處理。由于MATLAB是一種基于向量而泛的發(fā)展前景。而使用MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱非常便利。在實際使用中我們用的最廣泛的是反向傳播網(wǎng)絡(luò)BP網(wǎng)絡(luò)。（2）數(shù)理統(tǒng)計工具箱STATISTICSTOOLBOX包含參數(shù)估計函數(shù)、累積分布函數(shù)、概率密度函數(shù)、分布矩函數(shù)、逆累積分布函數(shù)等，這些函數(shù)使得測繪數(shù)據(jù)的處理更加便捷。（3）模糊邏輯工具箱FUZZYLOGICTOOLBOX主要應(yīng)用于友好的交互設(shè)計界面，自適應(yīng)神經(jīng)模糊學(xué)習(xí)、聚類以及SUGENO推理，支持SIMULINK動態(tài)仿真，可生成C語言源代碼等。（4）小波分析工具箱（WAVELETTOOLBOX）主要應(yīng)用于基于小波的分析和綜合，圖形界面和命令行接口，連續(xù)和離散小波變換及小波包，一維、二維小波，自適應(yīng)去噪和壓縮等。小波分析理論是一種新的時頻局部化分析方法被認為是自傅立葉方法后的突破性進展。小波工具可以在測繪領(lǐng)域的許多方面應(yīng)用如GPS信號消噪、衛(wèi)星遙感圖像數(shù)據(jù)的壓縮與處理。（5）優(yōu)化工具箱（OPTIMIZATIONTOOLBOX）主要應(yīng)用于線性規(guī)劃和二次規(guī)劃，求函數(shù)的最大值和最小值，多目標優(yōu)化，約束條件下的優(yōu)化，非線性方程求解等。利用它可進行測量控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計。（6）地理信息處理工具箱（MAPPINGTOOLBOX）針對經(jīng)緯度記錄的以度分秒為單位的系列矩陣提供豐富的地圖投影、網(wǎng)格系統(tǒng)、專題地圖制作和地圖輸出功能。（7）圖像處理工具箱（IMAGEPROCESSINGTOOLBOX）主要應(yīng)用于二維濾波器設(shè)計和濾波輸入，圖像恢復(fù)增強，色彩、集合及形態(tài)操作，二維變換，圖像分析和統(tǒng)計等。在測繪領(lǐng)域中，它可用于遙感圖像處理等。除此以外，MATLAB虛擬現(xiàn)實工具箱、MATLAB遺傳算法工具箱均可以在測量數(shù)據(jù)處理中發(fā)揮重要的作用。3結(jié)語測繪科學(xué)發(fā)展至今越來越顯示出其以海量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的學(xué)科特點。精典水準測量數(shù)據(jù)處理到導(dǎo)線網(wǎng)控制網(wǎng)平差離不開數(shù)據(jù)處理；測量成果的坐標換算離不開矩陣的運算；“3S”技術(shù)的發(fā)展帶來的大量GPS定位信息數(shù)據(jù)、GIS的

簡介：1MATLAB程序設(shè)計與應(yīng)用（第二版）實驗參考答案實驗一MATLAB運算基礎(chǔ)第一題（1）Z12SIN85PI1801EXP2（2）X212I0455Z205LOGXSQRT1X23A300130Z3EXP03AEXP03A2SINA03LOG03A24T00525Z4T2T0ELSEBREAK第三題NINPUT請輸入員工工號HINPUT該員工工作時數(shù)是IFH120XH12084101512084ELSEIFH5DISP超出了矩陣的行數(shù)，矩陣的最后一行為A5ELSEDISP矩陣的第NUM2STRN行為ANEND實驗四循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計第一題程序一S0NINPUTNFI1NSS1IIENDPISQRT6SPI第一題程序二NINPUTNA1NB1A2PISQRT6SUMBPI第二題Y0N1WHILEY3YY12N1NN1ENDYY12N11NN2第三題AINPUTABINPUTBXN1XN1ABXN

簡介：基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識偏微分方程的定解問題各種物理性質(zhì)的定常（即不隨時間變化）過程，都可用橢圓型方程來描述。其最典型、最簡單的形式是泊松POISSON方程（1）2222YXFYUXUU特別地，當FXY≡0時，即為拉普拉斯LAPLACE方程，又稱為調(diào)和方程（2）02222YUXUU帶有穩(wěn)定熱源或內(nèi)部無熱源的穩(wěn)定溫度場的溫度分布，不可壓縮流體的穩(wěn)定無旋流動及靜電場的電勢等均滿足這類方程。POISSON方程的第一邊值問題為（3）2222YXYXUYXYXFYUXUUYX其中Ω為以Γ為邊界的有界區(qū)域，Γ為分段光滑曲線，ΩUΓ稱為定解區(qū)域，F(xiàn)XYXY分別為ΩΓ上的已知連續(xù)函數(shù)。第二類和第三類邊界條件可統(tǒng)一表示成（4）00AUNUYX其中N為邊界Γ的外法線方向。當Α0時為第二類邊界條件，Α≠0時為第三類邊界條件。在研究熱傳導(dǎo)過程，氣體擴散現(xiàn)象及電磁場的傳播等隨時間變化的非定常物理問題時，常常會遇到拋物型方程。其最簡單的形式為一維熱傳導(dǎo)方程（5）0022AXUATU方程（5）可以有兩種不同類型的定解問題初值問題（也稱為CAUCHY問題）（6）XXXUXTXUATU00022初邊值問題（7）LXTGTLUTGTUXXULXTTXUATU0000002122其中為已知函數(shù)，且滿足連接條件21XGXGX00021GLG問題（7）中的邊界條件稱為第一類界條件。第二類和第三類邊界條件為021TGTLUTGTU（8）TTTGUTXUTTTGUTXULXX0022101其中。當時，為第二類邊界條件，否則稱為第三類邊界條件。0021021如果偏微分方程定解問題的解存在，唯一且連續(xù)依賴于定解數(shù)據(jù)（即出現(xiàn)在方程和定解條件中的已知函數(shù)），則此定解問題是適定的?？梢宰C明，上面所舉各種定解問題都是適定的。2偏微分方程的差分解法差分方法又稱為有限差分方法或網(wǎng)格法，是求偏微分方程定解問題的數(shù)值解中應(yīng)用最廣泛的方法之一。它的基本思想是先對求解區(qū)域作網(wǎng)格剖分，將自變量的連續(xù)變化區(qū)域用有限離散點（網(wǎng)格點）集代替；將問題中出現(xiàn)的連續(xù)變量的函數(shù)用定義在網(wǎng)格點上離散變量的函數(shù)代替；通過用網(wǎng)格點上函數(shù)的差商代替導(dǎo)數(shù)，將含連續(xù)變量的偏微分方程定解問題化成只含有限個未知數(shù)的代數(shù)方程組（稱為差分格式）。如果差分格式有解，且當網(wǎng)格無限變小時其解收斂于原微分方程定解問題的解，則差分格式的解就作為原問題的近似解（數(shù)值解）。因此，用差分方法求偏微分方程定解問題一般需要解決以下問題（I）選取網(wǎng)格；（II）對微分方程及定解條件選擇差分近似，列出差分格式；（III）求解差分格式；（IV）討論差分格式解對于微分方程解的收斂性及誤差估計。下面我們只對偏微分方程的差分解法作一簡要的介紹。21橢圓型方程第一邊值問題的差分解法以POISSON方程（1）為基本模型討論第一邊值問題的差分方法。考慮POISSON方程的第一邊值問題（3）2222YXYXUYXYXFYUXUYX取HΤ分別為X方向和Y方向的步長，以兩族平行線JYYKHXXJK將定解區(qū)域剖分成矩形網(wǎng)格。節(jié)點的全體記為210JK為整數(shù)。定解區(qū)域內(nèi)部的節(jié)點稱為內(nèi)點，記內(nèi)點集|JYKHXYXRJKKKJI為。邊界Γ與網(wǎng)格線的交點稱為邊界點，邊界點全體記為ΓHΤ。與節(jié)點RH沿X方向或Y方向只差一個步長的點和稱為節(jié)點JKYX1JKYX1JKYX的相鄰節(jié)點。如果一個內(nèi)點的四個相鄰節(jié)點均屬于ΩUΓ，稱為正則內(nèi)點，正則JKYX內(nèi)點的全體記為Ω1，至少有一個相鄰節(jié)點不屬于ΩUΓ的內(nèi)點稱為非正則內(nèi)點，非正則內(nèi)點的全體記為Ω2。我們的問題是要求出問題（3）在全體內(nèi)點上的數(shù)值解。為簡便記，記。對正則內(nèi)點JKJKJKJKYXFFYXUJKUYXJK，由二階中心差商公式1JK