matlab简介讲解

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,matlab,*,MATLAB 简介,MATLAB(MATrix LABoratory),1.强大的数值计算和工程运算功能,2.丰富的图形函数,3.多种工具箱,Matlab的根本数据单元是不需指定维数的矩阵。,Matlab的全部计算都是通过双精度进展的，在内存中的数都是双精度的。,double 是一个双精度浮点数，每个存储的双精度数用64位。,char用于存储字符，每个存储的字符用16位。,11/16/2024,1,matlab,Matlab中预定义变量,Ans 安排最新计算表达式的值，这个表达式并没有给定一个名字,Eps 返回机器精度,Realmax 返回计算机能处理的最大浮点数,Realmin 返回计算机能处理的最小的非零浮点数,Pi,3.14159265,Inf 定义为1/0。当消逝被零除时，Matlab就返回inf，并不中断执行而连续计算,NaN 定义为“Not a Number”，这个非数值要么是类型，要么是inf/inf,11/16/2024,2,matlab,变量列表,who,列出已定义的变量,Who global,与who一样，但仅列出全局变量,who a*,给出全部以a开头的变量的一个列表,whos,给出比命令who更具体的列表，如显示矩阵的维数,whos global,与whos一样，但仅列出全局变量,11/16/2024,3,matlab,删除与去除,clear,删除全部变量,clear global,删除全局变量,clear all,删除全部变量，全局变量，函数,clear var1 var2.,删除变量var1,var2,clc,去除屏幕,11/16/2024,4,matlab,退出和中断,exit，quit,完毕Malab会话。程序完成，假设没有明确保存，则变量中的数据丧失,ctrl+c,中断一个Malab任务,11/16/2024,5,matlab,快捷键,或,ctrl+p,恢复前面的命令,或,ctrl+n,恢复当前命令之后键入的命令,或,ctrl+f,向右移动一个字符,或,ctrl+b,向左移动一个字符,Delete,Backspace,删除字符,11/16/2024,6,matlab,11.1 Matlab的特点,11.1.1 数值计算与符号计算功能,数值计算功能,符号计算功能,强大的科学数据可视化力气,高层绘图指令实现默认的图形表现方式,底层绘图指令更改图形属性,符号函数的可视化,11/16/2024,7,matlab,11.2Matlab的根本功能,11.2.1 Matlab的编程环境,11.2.2 Matlab的程序设计根底,11.2.2.1Matlab的根本语句构造,11.2.2.2 Matlab的变量操作,11.2.2.3 Matlab的编程根底,11/16/2024,8,matlab,11.2.1 Matlab的编程环境,Matlab既是一种语言，又是一种编程环境。Matlab供给了很多便利用户的工具，用于治理变量、输入输出数据以及生成和治理M文件。以下以Matlab 6.0简介之。,Matlab 6.0的界面是一个web扫瞄器形式的工作环境，如以以下图所示。,11/16/2024,9,matlab,11/16/2024,10,matlab,11.2.2 Matlab的程序设计根底,用户可在Matlab的命令窗口键入一个命令，也可以由它定义的语言在编辑器中编写应用程序，Matlab软件对此进展解释后，在Matlab环境下对它进展处理，最终返回结果.,11/16/2024,11,matlab,11.2.2.1 Matlab的根本语句构造,Matlab以复数矩阵作为最根本的运算单元，既可以对它进展整体处理，也可以对元素进展单独处理。,Matlab语言最根本的赋值语句构造为,变量名列表表达式,11/16/2024,12,matlab,11.2.2.2 Matlab的变量操作,1向量,向量是matlab中的一个根本单位，向量的每一个元 素的运算包括,1向量的创立；,2向量的加减运算；,3向量的乘除运算,11/16/2024,13,matlab,1向量的创立,在matlab的命令窗口键入以下字符,a=1 2 3 4 5 6 9 8 7,a=,1 2 3 4 5 6 9 8 7,希望得到元素从0到20，步距为2的一个向量，只需键入以下命令即可,t=0:2:20,t=,2 4 6 8 10 12 14 16 18 20,11/16/2024,14,matlab,2向量的加减运算,设a,b为同维向量，则c=a+b 或c=a-b得到两个向量相加减的结果。,向量与常数的相加减为每个元素加减这个常数。例如：,b=a+2,得到,b=,3 4 5 6 7 8 11 10 9,c=a+b,c=,4 6 8 10 12 14 20 18 16,11/16/2024,15,matlab,3向量的乘除运算,a.向量的乘法运算,点积运算的运算符为.*，其意义为两个向量的对应元素进展乘法运算，例如,a=1 2,b=3 4 则c=a.*b=3 8,为向量的乘方运算，例如,c=a.2=1 4,b.向量的除法运算,11/16/2024,16,matlab,2,矩阵,输入矩阵时每一行元素有分号或者回车键分隔。例如：,B=1 2 3 4;5 6 7 8;9 10 11 12,B=,1 2 3 4,5 6 7 8,9 10 11 12,11/16/2024,17,matlab,Matlab,中矩阵的多种运算,2矩阵乘法：,1矩阵转置运算：,C=B”,C=,1 5 9,2 6 10,3 7 11,4 8 12,D=B*C,D=,30 70 110,70 174 278,110 278 446,11/16/2024,18,matlab,3矩阵点乘,当两矩阵维数一样时，运算符.*的结果是两矩阵的对应元素相乘。,E=1 2;3 4;,F=2 3;4 5;,G=E.*F,G=,2 6,12 20,11/16/2024,19,matlab,4矩阵的乘方,矩阵为方阵时，可以进展矩阵的乘方运算，运算符为,E3,ans=,37 54,81 118,假设仅是元素进展乘方运算，可用运算符.,E.3,ans=,1 8,27 64,11/16/2024,20,matlab,(5矩阵的逆,矩阵逆利用函数inv计算，此时，要求矩阵,方阵且可逆。,X=inv(E),X=,-2.0000 1.0000,1.5000 -0.5000,6矩阵元素的赋值与运算,Matlab允许用户对矩阵的单个元素进展赋值和操作，Matlab此时命令方式为,X(i,j)=变量名,11/16/2024,21,matlab,7矩阵的特征值及特征多项式,a.特征值 利用函数eig来计算,eig(E),ans=,-0.3723,5.3723,b.特征多项式 利用函数poly来计算特征多项式的系数，此时，多项式系数以降幂形式排列。,p=poly(E),p=,1.0000 -5.0000 -2.0000,11/16/2024,22,matlab,3.多项式,1多项式的创立,例如：,s4+3s3-15s2-2s+9,假设想将其输入到matlab中，只需按以下方式输入向量,x=1 3 -15 -2 9,x=,1 3 -15 -2 9,11/16/2024,23,matlab,2计算多项式的值,可利用函数“polyval”计算多项式的值。例如，多项式在s=2的值为,z=polyval(1 0 0 0 1,2),z=17,(3求多项式的根,假设求以下多项式的根 s4+3s3-15s2-2s+9,roots(1 3-15-2 9),ans=-5.5745,2.5836,-0.7951,0.7860,11/16/2024,24,matlab,4)多项式的乘法和除法,a.多项式的乘积 可利用它们系数的卷积得到MATALB的函数conv可以实现。,x=1 2;y=1 4 8;,z=conv(x,y),z=,1 6 16 16,b.多项式的除法 利用函数deconv可以返回两个多项式除法的结果和余数。,xx,R=deconv(z,y),xx=1 2,R=0 0 0 0,11/16/2024,25,matlab,5多项式的加法 两个同阶多项式的相加，可用z=x+y。对于一般x和y不同维数的状况，可用自定义的函数polyadd完成,functionpoly=polyadd(poly1,poly2),%polyadd(poly1,poly2)adds two polynominals possibly of uneven length,if length(poly1)0,poly=zeros(1,mz),short+long;,else,poly=long+short;,end,11/16/2024,26,matlab,例,z=polyadd(x,y),x=,1 2,y=,1 4 8,z=,1 5 10,11/16/2024,27,matlab,11.2.2.3 Matlab的编程根底,Matlab的编程效率要比其它高级语言,Basic、Fortran、Pascal、C高，且易于维护。,包括有:,a,.M文件,b.函数,c.绘图,11/16/2024,28,matlab,1.M文件,Matlab有两种常用的方式:,第一种方式，在命令窗口中直接键入命令，同时可看到运算结果.,其次种方式，指用户承受任何文字处理软件编写和修改一个ASCII码文件，其扩展名必需为.m。,2函数,Matlab由包括很多标准函数，每个函数都完成某一特定功能的代码组成。,Matlab也允许用户编写自己所需的函数，其扩展名为.m，其中必需以关键字function开头.,11/16/2024,29,matlab,3,绘图,希望绘制一个作为时间函数的正弦波的图像。首先产生一个时间向量，然后计算每一时刻的正弦值。,t=0:0.25:7;,y=sin(t);,plot(t,y),11/16/2024,30,matlab,11/16/2024,31,matlab,(3)在图形屏幕上书写文字,在图形屏幕的点(x,y)上书写文字，承受命令,text(x,y,text),e.g text(3,0.45,sin t),11/16/2024,32,matlab,4)图形类型和颜色,Matlab的图形允许用户定义点、线的类型及其颜色，其命令行格式为,Plot(x,y,str),例如:y+表示一个黄色的加号，而b-表示一个蓝色的虚线。,坐标轴的设定,在绘制图形时，Matlab允许手工设定坐标的范围。,v=x-min x-max y-min y-max,11/16/2024,33,matlab,NN Toolbox 简介,目前最新的神经网络工具箱是NN Toolbox V4.0版本，它几乎完整地概括了现在的神经网络的新成果，所设计的网络模型有：,1 感知器;,2 线性网络；,3 BP网络；,4 径向基网络；,5 自组织网络；,6 反响网络；,11/16/2024,34,matlab,对于各种网络模型，神经网络工具箱集成了多种学习算法，为用户供给了极大的便利。最关键的是，丰富的函数可以节省的大量的编程时间。此外，神经网络工具箱中还给出了大量的例如程序，为用户轻松的使用工具箱供给生动的有用范例,增加了神经网络把握的范例,NN猜测把握,NN反响线性化把握,NN 模型参考自适应把握,11/16/2024,35,matlab,在新的工具箱中有如下的几个函数，它们对任何的网络都适用。,init初始化函数,sim仿真函数,train训练函数,adapt自适应学习,new*生成新网络,*p,ln,ff,elm 等等,11/16/2024,36,matlab,newc 竞争newcf 级联前向newelm elmannewff前向newfftd时延前向newgrnn广义回归newhopHopf