matlab2021b学习笔记

时间: 2023-10-20 17:07:02 浏览: 116

matlab学习笔记

### MATLAB 学习笔记知识点汇总 #### 一、基本语法与控制结构 1. **循环结构**： - 使用 `for` 循环遍历数组元素： ```matlab for i = 1:10 x = linspace(0, 10, 101); plot(x, sin(x + i)); print(gcf, '-deps', strcat('plot', num2str(i), '-ps')); end ``` 这段代码展示了如何使用 `for` 循环来绘制不同偏移量的正弦波，并保存每个图形。 2. **条件判断**： - 判断一个数是否为偶数： ```matlab rem(a, 2) == 0; a = 3; if rem(a, 2) == 0 disp('aiseven'); else disp('aisodd'); end ``` 上述代码通过 `rem` 函数判断 `a` 是否能被 2 整除，进而决定是否打印“aiseven”或“aisodd”。 3. **累乘计算**： - 计算阶乘： ```matlab prod(1:n) = n!; n = 1; while prod(1:n) < 1e100 n = n + 1; end ``` 此处使用 `prod` 函数计算阶乘，并通过 `while` 循环寻找阶乘值首次超过 1e100 的最小整数 `n`。 4. **数组操作**： - 创建并显示指数增长的数组： ```matlab for n = 1:10 a(n) = 2^n; end disp(a); ``` 该循环创建了一个数组 `a`，其中每个元素是 2 的幂次方，并最终显示这个数组。 5. **命令清除**： - 清除所有历史命令： ```matlab clc ``` 使用 `clc` 命令可以清除 MATLAB 命令窗口中的所有输出。 #### 二、绘图功能 1. **基础绘图**： - 绘制正弦和余弦曲线，并添加标题和图例： ```matlab hold on plot(sin(0:pi/20:2*pi), 'm'); plot(cos(0:pi/20:2*pi), 'd'); xlabel('0 to 45'); ylabel('-1 to 1'); title('sin(x) and cos(x)'); legend('sin(x)', 'cos(x)'); hold off ``` 这段代码演示了如何绘制两条曲线，并使用 `hold on` 和 `hold off` 控制图形的叠加，同时添加了标签和图例。 2. **高级绘图**： - 绘制时间序列图，并设置坐标轴标签： ```matlab hold on t = 1:pi/1000:2; f = t.^2; g = sin(2*pi*t); plot(t, f); plot(t, g, 'ro'); xlabel('time (ms)'); ylabel('f(t)'); title('Mini Assignment #1'); hold off ``` 在此示例中，使用 `hold on` 来绘制两条曲线，一条代表时间的平方，另一条代表时间的正弦值，并设置了坐标轴标签。 3. **三维图形**： - 使用 `subplot` 分割图形窗口： ```matlab subplot(2, 2, 2); x = logspace(-1, 1, 100); y = x.^2; plot(x, y); title('plot'); ``` `subplot` 用于在一个窗口中绘制多个子图，此处绘制了一个简单的二维图形。 4. **散点图**： - 读取 Excel 文件并绘制三维散点图： ```matlab a = xlsread('路径'); x1 = a(:, 1); y1 = a(:, 2); z1 = a(:, 3); scatter3(x1, y1, z1, 'k'); hold on; xlabel('x'); ylabel('y'); zlabel('z'); hold off; ``` 使用 `xlsread` 函数读取 Excel 文件中的数据，并使用 `scatter3` 函数绘制三维散点图。 #### 三、机器人学应用 1. **位姿变换矩阵**： - 定义位姿变换矩阵 `T` 并计算位姿差 `L`： ```matlab syms a b x y z H n m L c T = [cos(a)*cos(b) cos(a)*sin(b)*sin(c) -sin(a)*cos(c) L; sin(a)*cos(b) sin(a)*sin(b)*sin(c) + cos(a)*cos(c) 0; -sin(b) cos(b)*sin(c) cos(b)*cos(c) 0; 0 0 0 1]; B = [n; 0; 0; 1]; A = [m; 0; 0; 1]; L = T*B - A; ``` 上述代码定义了位姿变换矩阵 `T` 和两个向量 `B`、`A`，并通过矩阵运算得到位姿差 `L`。 2. **机器人工作空间**： - 使用蒙特卡洛方法求解机器人工作空间： - 角度和弧度之间的转换公式： - 弧度 = 角度 × (π ÷ 180) - 角度 = 弧度 × (180 ÷ π) - 关键术语解释： - `theta`: 关节角 - `d`: 连杆偏移 - `a`: 连杆长度 - `alpha`: 连杆扭转 - 蒙特卡洛方法通常涉及随机采样关节角度，然后根据机器人运动学模型计算末端执行器的位置和姿态，以此来估计机器人的工作空间。 #### 四、总结本学习笔记涵盖了 MATLAB 的基本使用技巧，包括循环结构、条件判断、数组操作、绘图功能以及在机器人学中的应用。这些知识点不仅适用于初学者，也为进阶用户提供了一些实用的指导。通过实践这些示例代码，可以加深对 MATLAB 功能的理解，并提高编程能力。

好的，关于 Matlab 2021b 的学习笔记，我可以给您提供一些基本信息和使用技巧。首先，Matlab 2021b 是 MathWorks 公司最新发布的版本，它包含了许多新功能和改进，如增强的图形功能、深度学习工具箱、自动驾驶工具箱等等。在学习 Matlab 2021b 之前，您需要了解 Matlab 的基本语法和常用函数，可以通过官方文档或者在线教程进行学习。其次，Matlab 2021b 中的新功能和改进使得数据处理和分析更加高效和便捷。例如，您可以使用新的 Live Editor 功能来创建交互式文档，其中包含代码、图形和文本。此外，Matlab 2021b 还提供了更多的工具箱和应用程序，如数据导入工具箱、图像处理工具箱、控制系统工具箱等等。最后，Matlab 2021b 的使用技巧包括但不限于：熟悉 Matlab 的基本语法和常用函数、使用 Live Editor 创建交互式文档、使用工具箱和应用程序进行数据处理和分析、使用 Matlab 的图形功能进行数据可视化等等。

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