對于MATLAB的初步認(rèn)識

1、.對于MATLAB的初步認(rèn)識 通過暑假一個星期的學(xué)習(xí)，我對matlab有利一個基本的認(rèn)識，可以運用其來解決一些簡單的問題，下面是我對于matlab的一些認(rèn)識 MATLAB即Matrix Laboratory 矩陣實驗室.最初是由Cleve Moler用Fortran語 言設(shè)計的，有關(guān)矩陣的算法來自Linpack和Eispack課題的研究成果；現(xiàn)在的MATLAB程序是MathWorks公司用 C語言開發(fā)的。MATLAB作為美國 MathWorks公司開發(fā)的用于概念設(shè)計，算法開發(fā)，建模仿真，實時實現(xiàn)的理想的集成環(huán)境。是目前最好的科學(xué)計算類軟件?，F(xiàn)已成為國際公認(rèn)的最優(yōu)秀的工程應(yīng)用開發(fā)環(huán)境.而MATL

2、AB的主要應(yīng)用領(lǐng)域有以下多種:數(shù)值分析,數(shù)值和符號計算,工程與科學(xué)繪圖,控制系統(tǒng)的設(shè)計與方針,數(shù)字圖像處理,數(shù)字信號處理,通訊系統(tǒng)設(shè)計與仿真,財務(wù)與金融工程等等。 作為最優(yōu)秀的工程應(yīng)用開發(fā)環(huán)境 ,MATLAB具有以下多種優(yōu)點. 1. 容易使用2. 可以由多種操作系統(tǒng)支持3. 豐富的內(nèi)部函數(shù)4. 強大的圖形和符號功能5. 可以自動選擇算法6. 與其他軟件和語言有良好的對接性.相對于它的優(yōu)點,MATLAB的缺點簡直就算不上是缺點. 由于MATLAB是一種合成語言，因此，與一般的高級語言相比，用MATLAB編寫的程序運行起來時間往往要長一些,即運行效率較低。MATLAB的費用高昂,一般的用戶可能支付

3、不起它的高昂費用。但是，購買MATLAB的昂貴費用在很大程度上可以由使用它所編寫的程序的價值抵消。 MATLAB基本使用方法MATLAB 7的主菜單包括File、Edit、Debug、Desktop、Window和Help菜單?？梢詧?zhí)行的操作有New、Open、Undo、Redo、Cut、copy和Step等.其工具欄包括新建文件、打開文件、剪切、復(fù)制和粘貼等常用圖標(biāo).同時，MATLAB 7的工具欄適時顯示MATLAB 7的當(dāng)前路徑，用戶還可以通過工具欄來改變當(dāng)前路徑 MATLAB中最簡單的計算其使用方法包括直接輸入法和存儲變量法.其中數(shù)值運算符號包括有表示加法的+,表示減法的-,表示乘法的*

4、 , 表示除法的/ , 表示乘方的. MATLAB 7的數(shù)值計算功能包括向量的運算方法和關(guān)系和邏輯運算.下邊是我通過學(xué)習(xí)對數(shù)值計算功能的認(rèn)識.A.a.向量的運算方法 在MATLAB 7中，生成向量最簡單的方法就是在命令窗口中按一定格式直接輸入。輸入的格式要求是，向量元素用“ ”括起來，元素之間用空格、逗號或者分號相隔。需要注意的是，用它們相隔生成的向量形式是不相同的：用空格或逗號生成行向量；用分號生成列向量。當(dāng)向量的元素過多，同時向量各元素有等差的規(guī)律，此時采用直接輸入法將過于繁瑣。針對該種情況 ，可以使用冒號(:) 和linspace函數(shù)來生成等差元素向量。向量的運算方法包括以下幾種:向量與

5、數(shù)的加法(減法)：向量中的每個元素與數(shù)的加法(減法)運算。向量與數(shù)的乘法(除法)：向量中的每個元素與數(shù)的乘法(除法)運算。 向量與向量的加法(減法)運算：向量中的每個元素與另一個向量中相對應(yīng)的元素的加法(減法)運算。 兩個向量的點積等于其中一個向量的模與另一個向量在這個向量的方向上的投影的乘積.叉積的幾何意義是指過兩個相交向量的交點，并與此兩向量所在平面垂直的向量. 向量的混合積的幾何意義是它的絕對值表示以向量為棱的平行六面體的體積. b.與向量相對應(yīng)的就是數(shù)組.以下就是我對于數(shù)組的一些了解.通過對數(shù)組下表的訪問來實現(xiàn)數(shù)組尋址 ;使用sort函數(shù)對數(shù)組進(jìn)行排序. 數(shù)組的運算包括數(shù)組的關(guān)系運算和

6、數(shù)組的邏輯運算.數(shù)組的關(guān)系運算通常有以下幾種: 兩個數(shù)通?？梢杂?種關(guān)系來進(jìn)行描述：小于()、小于等于()、大于等于( =)、等于(= =)和不等于( =) 比較兩個元素的大小時，如果結(jié)果為1，則表明關(guān)系式為真；如果結(jié)果為0，則表明關(guān)系式為假。例如關(guān)系式4+3=6(數(shù)學(xué)語言表示4與3的和小于等于6)，通過上面的敘述可知，此關(guān)系式的結(jié)果為0，標(biāo)明關(guān)系式為假。而數(shù)組的邏輯運算則包括有3種邏輯運算：與(&)、或(|)和非()?！?”和“|”操作符號可以比較兩個標(biāo)量或者兩個通解數(shù)組(或矩陣)；對于邏輯非“”是一個一元操作符。但是對于數(shù)組(矩陣)，邏輯運算是針對于數(shù)組(矩陣)中的每一個元素。同樣，當(dāng)邏輯

7、為真時，返回值為1；當(dāng)邏輯為假時，返回值為0。在MATLAB 7中，邏輯運算通?？梢杂脕砩芍缓性?和1的矩陣。c.多項式的形成由于在MATLAB 7中多項式是以向量的形式存儲的，直接輸入向量，MATLAB 7將按降冪自動把向量的元素分配給多項式各項的系數(shù)。而該向量可以是行向量，也可以是列向量 。從而便形成了多項式. 以下是一些生成多項式的方法.特征多項式的輸入是這個樣子的:MATLAB 7提供了poly函數(shù)，使用它可以由矩陣的特征多項式創(chuàng)建多項式。使用該方法生成多項式時，其首項的系數(shù)必為1 。由多項式的根逆推多項式則是這個樣子的:如果已知某個多項式的根，那么，使用poly函數(shù)，可以很輕松

8、地產(chǎn)生其對應(yīng)的多項式。 既然多項式已經(jīng)生成了,那么就應(yīng)該考慮多項式的四則運算了.1. 加法和減法 如果兩個多項式的向量階數(shù)相同，標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)組加法有效。當(dāng)兩個多項式的向量階數(shù)不同時，需要在低階多項式的前邊補0，使得它與相加的高階多項式有相同的階數(shù)。2.乘法 使用conv函數(shù)對多項式進(jìn)行乘法運算。 格式為c=conv(a,b)，其中a和b為兩個多項式的系數(shù)向量，c為相乘所生成的多項式的系數(shù)向量3.除法 在數(shù)值計算中，經(jīng)常需要用一個多項式去除另一個多項式。在MATLAB 7語言中，使用decon函數(shù)來完成該項功能。4.求導(dǎo)和積分 在MATLAB 7語言中，分別使用polyder函數(shù)和polyint函數(shù)

9、來求多項 式的導(dǎo)數(shù)與積分B.關(guān)系和邏輯運算 說到關(guān)系和邏輯運算,就不得不說關(guān)系操作符和邏輯操作符及其功能了.下面就是MATLAB中的操作符: = 表示大于等于; 表示大于 ;= 表示等于; x=0:0.1:10; y=sin(x); z=cumsum(y)*0.1; plot(x,y,r-,x,z,k*)D.符號運算 要想對符號進(jìn)行運算,首先必須定義出符號.使用sym函數(shù)定義符號變量和符號表達(dá)式 ,使用syms函數(shù)定義符號變量和符號表達(dá)式. 符號方程的生成則可以通過對以下過程的學(xué)習(xí)進(jìn)行運算. %符號方程的生成 %使用sym函數(shù)生成符號方程 equation1=sym(sin(x)+cos(x)

10、=1)equation1 =sin(x)+cos(x)=1 符號矩陣的生成則可以這樣進(jìn)行:使用sym函數(shù)直接生成符號矩陣或用生成子矩陣的方法生成符號矩陣或由數(shù)值矩陣轉(zhuǎn)換為符號矩陣. 符號矩陣及符號數(shù)組的運算與數(shù)值運算基本相同. E.MATLAB還有一個很重要的功能,那就是圖形處理.以下就是一些圖形處理時候會用到的函數(shù)及其功能.plot 在x軸和y軸都按線性比例繪制二維圖形;plot3 在x軸、y軸和z軸都按線性比例繪制三維圖形;loglog 在x軸和y軸按對數(shù)比例繪制二維圖形;semilogx 在x軸按對數(shù)比例，y軸按線性比例繪制二維圖形;semilogy 在y軸按對數(shù)比例，x軸按線性比例繪制

11、二維圖形;plotyy 繪制雙y軸圖形. 繪圖的一般步驟典型代碼1. 準(zhǔn)備繪圖數(shù)據(jù) 如:x = 0:0.2:12;y1 = bessel(1,x);2. 選擇一個窗口并在窗口中給圖形定位 如: figure(1) ，subplot(2,2,1) 3. 調(diào)用基本的繪圖函數(shù) 如:h = plot(x,y1,x,y2,x,y3);4. 選擇線型和標(biāo)記特性 如:set(h,LineWidth,2,LineStyle,-;:;-.)5. 設(shè)置坐標(biāo)軸的極限值、標(biāo)記符號和網(wǎng)格線 如:axis(0 12 -0.5 1)6. 使用坐標(biāo)軸標(biāo)簽、圖例和文本對圖形進(jìn)行注釋 如: xlabel(Time)ylabel(

12、Amplitude)7. 輸出圖形 如: print -depsc -tiff -r200 myplot 一般情況下我們都是繪制二維曲線圖,二維曲線圖在MATLAB 7中的繪制是最為簡便的。如果將X軸和Y軸的數(shù)據(jù)分別保存在兩個向量中，同時向量的長度完全相等，那么可以直接調(diào)用函數(shù)進(jìn)行二維圖形的繪制。在MATLAB 7中，使用plot函數(shù)進(jìn)行二維曲線圖的繪制。 例如下: x= 0:0.01:10; y=tan(x); plot(x,y) 學(xué)會了二維曲線圖的繪制,還是有必要學(xué)習(xí)一下極坐標(biāo)圖形的繪制.MATLAB提供了polar函數(shù)來在極坐標(biāo)下繪制圖形 ： 例如: x= 0:0.01:10; y1=sin(x); y2 = cos(x-2.5); polar(y1,y2,-r+) 有時候我們需要在一個文件中生成多個文件以便進(jìn)行比較.而subplot函數(shù) 可以實現(xiàn)多個圖形的繪制.以下就是在一個文件中生成兩個圖形的例子 x = 0:.1:20; subplot(2,2,1) plot(x,si