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matlab簡明教程
實際上,與c等高級語言相比,matlab是很容易上手的一門語言。下面是百分網小編分享的一些相關資料,供大家參考。
一、簡介
Matlab(MATrix LABoratory)是美國MathWorks公司開發的科學計算軟件,是為科學計算而設計的可視化計算器。利用簡單命令,可以完成其他高級語言只能通過復雜編程才能實現的數值計算和圖形顯示。
Matlab已發展稱為適合多學科、多種工作平臺的功能強大的大型軟件。成為線性代數、自動控制、數理統計、信號處理等課程的基本教學工具,為理工科大學生、碩士、博士必須掌握的基本技能。在科研單位和工業部門,Matlab被廣泛應用于科學研究。
二、簡單使用指南
1. 程序運行方式
Matlab語言由一些簡單的命令組成,執行方式有兩種,一種是直接在命令窗口下執行,第二種是把程序以文本格式存放在.m文件中,執行文件時,只需在命令窗口下輸入文件名(去掉.m后綴)即可。第二種方式是更常用、也更為方便的一種方式。
2. 變量
變量不需要定義,可以直接使用。變量均代表一個矩陣(行向量可以看做是1×N矩陣,列向量可以看做是N×1的矩陣,一個數可以看做是1×1的矩陣)。
變量的定義有三種形式:
(1)直接定義,如:
a=1;
b=[1 2 3
4 5 6];
c=10:0.1:11;
上述語句,生成a為一個數,數值為1;b為一個2×3的矩陣,c為一個行向量,第一個和最后一個數值為10和11,每相鄰兩個數之間的差為0.1。
(2)從外部的數據文件輸入,如:
s=load('D:\MyDocuments\Data2.txt');
文件Data.txt的內容如下,則執行上述語句后變量s為4×2的矩陣。
(3)從鍵盤輸入,如:
d=input('輸入你的年齡:');
運行以上語句,按屏幕提示,輸入“30”,則變量d=30。
3. 基本操作符
一般的加(+)、減(-),乘(*)、除(/)、冪(^)等操作符均是針對矩陣的運算。
兩個矩陣對應元素相乘、除用“.*”和“./”。
矩陣中對應元素的冪用“.^”。
矩陣轉置用“’”。
4.庫函數
Matlab提供了很多數學函數,如sin(正弦)、cos(余弦)、sqrt(開方)、bassel(貝塞爾函數)等等。另外,各類工具箱提供了適合于各種專門用途的庫函數。用戶也可以編寫自己的函數添加到庫函數中。下面,簡單介紹一下信號處理工具箱——SINGSAL,以及自己編寫函數的方法。
(1)信號處理工具箱——SINGSAL
信號處理工具箱覆蓋了經典信號處理的大多數內容,是一個非常優秀的算法研究、輔助設計工具,提供了大量的工具函數、濾波器分析和設計工具,常用的函數有:
l 傅里葉變換的相關函數:
fft(一維快速傅里葉變換)、ifft(一維快速傅里葉反變換)、fft2(二維快速傅里葉變換)、ifft2(二維快速傅里葉反變換)、abs(求模)、angel(求相角)等。
l IIR濾波器設計的相關函數:
buttord、butter、cheb1ord、cheb2ord、ellipord、cheby1、cheby2、ellip等。
l FIR濾波器設計的相關函數:
fir1、fir2、firls、remezord、remez等。
l 窗函數:
boxcar、rectwin、bartlett、triang、hanning、hamming、blackman、kaiser、gausswin、chebwin、tukeywin等。
l 頻率響應的相關函數:
freqz、freqs等。
(2)用戶自定義函數
按如下方式,很容易建立用戶自定義函數myFun,輸入參數為x1和x2,輸出參數為y1和y2。
新建.m文件,保存的文件名為myFun.m,文件的第一行為:
function [y1,y2]= myFun (x1,x2)
后面為實現該函數功能的語句。
這樣,在用戶編寫的其他程序中,就可以直接象使用庫函數一樣使用該函數。
5. 繪圖操作
Matlab的作圖功能非常強,除了可以在屏幕上顯示圖形外,還可以對屏幕上已有的圖形進行修改,如加注釋、題頭,修改坐標等。
Matlab的圖形顯示形式非常靈活,下面對幾種常用的顯示設置加以說明:
(1)需要用多個圖形窗顯示多個圖形時,應在圖形顯示語句前加上圖形窗指令figure;
(2)需要在一個圖形窗顯示多個圖形時,應在圖形顯示語句前加上圖形窗分塊函數subplot,如subplot(3,2,3);plot(x,y);則將圖形窗分為3行2列共6塊區域,當前顯示的x、y數據曲線在第3塊(從左上角開始,即第2行第1列);
(3)在一個圖形中顯示多條曲線時,應在前一個圖形顯示語句后加上hold on,用以保持當前曲線,然后在后一個圖形顯示語句后加上hold off。
(4)執行plot或stem顯示波形圖時,默認的是用藍色細實線,可以在語句中改變線型、顏色、粗細等。例如:
plot(x,y,’r’);%紅色細實線
plot(x,y,'r--');%紅色虛線
plot(x,y,'g','LineWidth',2);%綠色粗實線
默認的坐標軸為自動設置,如果需要選擇坐標軸范圍,在圖形顯示語句后調用axis,如:
axis([-1 10 020]);%x軸范圍為-1~10,y軸范圍為0~20
6. 查看幫助
Matlab的幫助功能非常強大,有幾種方式查看幫助:
(1)在命令窗口中鍵入 help ***,***為需要查看的命令或函數,如:
help freqz,則會顯示處freqz函數的功能、調用方式、輸入/輸出參數的含義等。
(2)使用菜單help
(3)demo
可以在命令窗口鍵入demo或者使用菜單:help/demos
你只需要點擊菜單“File→New→Script”,或者更簡單地選擇快捷菜單(如下圖右圖),然后將相應的代碼copy到出現的編輯窗口中,取一個你喜歡的名字保存(但是注意不能以數字開頭,不能包含短橫線-等特殊符號和漢字)
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