MATLAB函数与神经网络工具箱课件

MATLAB函数与神经网络工具箱编者Outline1.MATLAB常用命令2.矩阵生成和基本运算3.数学函数4.图形相关函数5.神经网络工具箱1.MATLAB常用命令命令功能clear清除工作空间中的所有变量clf清除图形窗口的内容close关闭图形窗口clc清除命令窗口中的内容，光标返回屏幕左上角home光标返回屏幕左上角who列出工作空间的变量whos列出工作空间的变量及其详细信息pack整理工作空间的内存format设置浮点数的输出格式echo显示M文件中所执行的命令save保存工作空间的变量到文件load从文件加载变量到工作空间help在命令窗口查询函数或命令1.MATLAB常用命令edit打开M文件编辑器ver查看MATLAB、Simulink和工具箱的版本cd进入某一目录ls/dir列出当前目录的文件和文件夹pwd显示当前目录dos执行dos命令并返回结果exist指定变量或文件是否存在fprintf打印文本到文件或命令窗口sprintf格式化字符串1.MATLAB常用命令>>my_func=@sin >>my_m=magic(3) >>your_m=[1,2;3,4] >>who>>whos >>clearmy*>>whos >>a=magic(3) >>formathex>>format >>awho,whos,clear,format>>docimresize>>helpsin1.MATLAB常用命令save/load:>>a=magic(3) >>saveabca >>clear >>a>>loadabc>>als/dir>>ls*.m >>ls_s=ls; >>dir_s=dir>>what_s=whatpwd/addpath,sprintf,fprintf>>s=pwd >>addpath(s) >>w=what; >>s=sprintf('当前目录%s包含%d个M文件',pwd,length(w.m));>>s>>fprintf('当前目录%s包含%d个M文件',pwd,length(w.m)) 2.矩阵生成和基本运算>>eye(3) eye：单位矩阵>>eye(3,2) >>rng(2); rng：设置随机数种子>>a=rand(3,3) rand：0-1之间均匀分布的随机数>>b=a*(100-10)+10 >>rng(2); >>a=rand(3,3) 2.矩阵生成和基本运算>>randn(‘seed’,2) randn：（0,1）正态分布随机数>>randn(2,3) >>rng(2,'v4')

rng：设置随机数种子>>randn(2,3) >>randn('state',2) state>>randn(2,3) >>rng(2,'v5normal')

>>randn(2,3) >>a=1+randn(2,3)*10 %均值为1，标准差为10的正态分布随机数

2.矩阵生成和基本运算>>a=colon(1,0.5,10)

>>N=length(a) >>b=linspace(1,10,N) >>colon(1,-1)%当a>b，应采用colon(a,step,b)的形式，否则返回空矩阵linspace函数用于产生线性等分向量2.矩阵生成和基本运算>>randperm(10) %1~10整数的随机排列>>perms(1:3) %向量[1,2,3]的所有排列，共有3*2*2=6种>>rng(2)>>randi(6,3,3) >>rng(2) >>a=rand(3,3)*6>>ceil(a) randperm生成随机整数排列randi：生成随机整数2.矩阵生成和基本运算>>rng(2); >>a=randi(9,3,4) >>range(a) >>range(a,2) >>range(a(:)) >>rng(2); >>minmax(a) >>x=nndata([1;2],3,4)>>mm=minmax(x) >>mm{1}>>mm{2}range向量的范围minmax：向量的最大值和最小值2.矩阵生成和基本运算max(X,[],DIM)：沿着DIM指定的维度计算X的最大值。min(X,[],DIM)：沿着DIM指定的维度计算X的最小值。mean(X,DIM)：沿着DIM指定的维度计算X的平均值。最大值、最小值、平均值>>a=1:15 >>a=reshape(a,3,5)>>max(a) >>min(a,2)>>min(a,[],2) >>mean(a,2)2.矩阵生成和基本运算sum/prod>>a=ones(2,3,2,'uint8'); >>s1=sum(a) >>s2=sum(a,2) >>whos >>a=single(a); >>s3=sum(a,'native') >>whos >>prod(a) %对第一个维度求乘积>>prod(a,2) %对第二个维度求乘积保持数据类型不变2.矩阵生成和基本运算var/std求方差与标准差：S=var(X,W,DIM)>>rng(3) >>a=rand(5,100); >>mean(a,2) >>v1=var(a,0,2)>>v1*12>>v2=var(a(:)) >>v2*12均匀分布元素的方差2.矩阵生成和基本运算diag生成对角矩阵：由向量生成矩阵，从矩阵中抽取向量

>>a=1:5;>>a=a';a=repmat(a,1,5) >>s1=diag(a,0)>>s2=diag(a,1)'>>s3=diag(a,-1)' >>ss1=diag(s1)>>ss2=diag(s2,-1) >>ss3=diag(s3,1) >>s=ss1+ss2+ss32.矩阵生成和基本运算inv/pinv矩阵求逆/求伪逆>>a=[3,2,4;1,1,1;0,4,1]>>b=[2,2,5]'>>inv(a)*binv求逆 >>a^(-1)*b-1次幂>>a\b左除>>c=[a,b]>>inv(c) >>d=pinv(c) >>c*d*c 2.矩阵生成和基本运算rank/det求矩阵的秩/行列式>>a=magic(3) >>r=rank(a)秩>>det(a) 行列式>>inv(a) 2.矩阵生成和基本运算eig矩阵的特征值分解>>a=magic(3) >>[V,D]=eig(a) >>V1=V(:,1)>>D1=D(1)>>a*V1%验证公式X*V=d*V>>D1*V1>>a=magic(3) >>[u,s,v]=svd(a);>>u*s*v' >>pinv(a) >>b=v*(diag(1./diag(s)))*u' svd矩阵的奇异值分解2.矩阵生成和基本运算当输入参数为矩阵时：norm(X,1)：矩阵的1-范数，即列和范数，矩阵X每一列元素绝对值之和的最大值。norm(X,2)：矩阵的无穷范数，即行和范数，矩阵X的每一行元素绝对值之和的最大值。norm(X,2)：矩阵X的最大奇异值，即谱范数。谱范数可以通过下面的代码代替：[V,d]=eig(X’*X);f=sqrt(max(diag(d)));norm(X,’fro’)：求矩阵X的Frobenius范数，公式如下>>x=rand(3)>>norm(x,1)>>max(sum(abs(x),1))>>norm(x,Inf)>>max(sum(abs(x),2))>>norm(x,2)>>[V,d]=eig(x'*x);>>sqrt(max(diag(d)))>>norm(x,'fro') >>sqrt(sum(x(:).^2))3.数学函数abs求绝对值exp/log指数函数/对数函数>>abs(-5)>>abs(1+i)>>x=1:.2:10;>>plot(x,exp(x));指数函数>>plot(x,log(x))对数函数3.数学函数mod/rem取模数/余数：rem的余数与X相同，mod与Y相同>>mod(5,3)>>rem(5,3)>>rem(5,-3)>>mod(5,-3)4.图形相关函数plotstemsubplot：子窗口mesh/surf：三维网格面或曲面plot3：三维曲线hold：保持plot(x,y)plot(x,y,’ro’,’LineWidth’,2)plot(x1,y1,x2,y2)：绘制两条曲线r

g

b

y

wkc

mk4.图形相关函数>>x=1:10;>>y1=x;>>y2=sin(x)+x/3;>>y3=cos(x)+x/3;>>y4=x.^2/10;>>y5=exp(sqrt(x))/100;>>plot(x,y1,'r-',x,y2,'--b',x,y3,'m:*',x,y4,'.-k');>>holdon>>plot(x,y5,'go-');>>holdoff>>legend('直线','正弦','余弦','平方','指数')>>title('曲线')>>xlabel('x')>>ylabel('y')>>axis([1,10,-1,10])>>set(gcf,'color','w')4.图形相关函数meshgrid的用法>>x=-5:.2:5;>>y=x;>>[xx,yy]=meshgrid(x,y);>>z=peaks(xx,yy);>>mesh(xx,yy,z)>>x=0:2;>>y=x;>>[xx,yy]=meshgrid(x,y)xx=012012012yy=0001112224.图形相关函数stem函数

subplot的用法：subplot(m,n,p)共m行n列，选中第p个窗口>>x=0:.5:10;>>y1=x;>>y2=sin(x)+x/3;>>y3=cos(x)+x/3;>>y4=x.^2/10;>>subplot(221);>>plot(x,y1,'r-');>>subplot(222);>>plot(x,y2,'--b');>>subplot(223);>>plot(x,y3,'m:*');>>subplot(224);>>plot(x,y4,'.-k');5.神经网络工具箱MATLABR201