origin与matlab使用教程

第二讲 数据处理,Matlab和Origin处理实验数据,主要特点,MATLAB (MATrix LABoratory)具有用法简易、可灵活运用、程式结构强又兼具延展性。,功能强的数值运算 先进的资料视觉化功能 高阶但简单的程式环境 开放及可延伸的架构 丰富的程式工具箱,优化工具包(Optimization Toolbox)、 控制工具包(Control Toolbox)、 通信工具包(Communication Toolbox)、 图象处理工具包(Image Processing Toolbox)、 统计工具包(Statistic Toolbox),,主要应用,应用线性代数 自动控制理论 数据统计 数字信号处理 时间序列分析 动态系统仿真 图形处理 合成、化学计量分析,2.1.1.2 Matlab 处理实验数据基本操作,基本运算单元 矩阵 单个数据 标量或1×1的矩阵 单行或单列的矩阵 向量(行向量或列向量) 大气压力p为754mmHg，p即为为标量。 不同时刻t对应某物理量y，t和y即为2个向量。 t和y放在一起(第一列为时间，第二列为y),用data来表示，则data就为2列的矩阵，行数为t或y的个数(它们必须相等)。,工作界面,2.1.2.1 数据输入,直接输入 标量：p=754; 向量：t=[5,10,15,21,25,30] --如果是行向量，数据之间用空格或“，”分隔。如果是列向量，数据间之间用“；”分隔。 矩阵：每行的数据之间用空格或“，”分隔，分列时用“；”。 1)输入向量或矩阵，“[”、“]”(方括)是必须的。 2)如果在语句最后加入“；”作为输入结束，则回车后输入的结果不回显，否则将回显,2.1.2.1 数据输入,文件读入 直接输入法只适合少量数据输入，对于大量的数据，或由外部程序产生的，或由计算机自动采集的数据，主要以 文件形式存在。Matlab可以从文件读入数据。 主要介绍ACSII文件输入 文件格式如下： 如果有2个以上的向量，每一向量为一列(或一行)，数据之间用“，”或空格分开。,2.1.2.1 数据输入,如热敏电阻的电阻值随温度的变化的数据格式如下，保存文件名为：example.txt，路径为d:\data下,在Matlab中要使用时，使用命令调入数据： load c:\report\example.txt 以上数据将以example为名的2列矩阵被调入Matlab工作空间。输入example并回车，将显示出调入数据的情况。,从方便和习惯出发，我们用向量T和R来处理数据，分别存放温度和电阻的数据： T=example (:,1); %将第一列数据(温度)存放在向量T中； R=example (:,2); %将第二列数据(电阻)存放在向量R中。,2.1.2.1 数据输入,如果在data_1.txt中的数据是按“行”方式存放的(第一行为温度，第二行为电阻)，则操作应当是： T=data_1(1,:); %第一行数据放在T中。 R=data_1(2,:); %第二行数据放在R中。,括号内的参数是行和列的表达式，其中用“，”区分行和列，“，”之前表示行，“，”之后表示列。对于行(或列)的具体值用“n1：n2”的形式，表示从第n1行(列)到第n2行(列),如省略n1、n2表示全部行(列)。,2.1.2.1 数据输入,也可以用.m文件准备上面的数据：用纯文本编辑器(如记事本)，编辑以下内容。 p=754; t=[有关数据]; y=[有关数据]; 将以上内容保存为data_2.m 使用时，在Matlab中输入： data_2 ％即将p、t、y数据调入工件空间。,注意此文件应保存在Matlab的搜索路径内(一般在Matlab目录以下)。如果保存在用户自己的工作目录，如d:\mywork，则应在调用此数据之前先运行 cd d:\mywork，或将该目录加入到Matlab的搜索路径中：path(path, d:\mywork )。,2.1.2.2 有关数据分析函数,2.1.2.2 有关数据分析函数,若x为存放某一物理量多次测量的结果的向量， std(x),如t为列向量时,mt=mean(t)，求出t的平均值并赋于mt,2.1.2.3 Matlab中的运算,Matlab中输入运算表达式,>>(5*2+1.3-0.8)*10/25 ans =4.2000,运算符,向量之间运算不用对每个数据进行操作，只需输入向量运算的表达式，即可完成所有对应元素的运算，被运算的两向量必须具有相同的结构。但上述运算符中的“*”、“/”、“^”前应加“.”，即为：“.*”、“./”、“.^”，否则，是按矩阵的运算规则进行。,T1=1./(T+273.2) %将摄氏温度转变绝对温度的倒数。,在运算时可以使用括号，但只能是“圆”括号。运算中可以使用各种函数，如：sqrt()、log()(自然对数)、log10()(常用对数)、sin()等等。,R1=log(R); %电阻值取自然对数(ln)。,2.1.3 Maltab的图形功能,2.1.3.1 绘图语句及图形窗口的选择和建立 plot(x,y,‘参数’) x、y为表达自变量与函数的值的向量， 参数 线型、标记、颜色 同一坐标系统中画多个图形， Plot(x,y,’参数‘，x1,y1，’参数‘),例：绘一条二维曲线(y=et/2.sin3t)。 t=0:pi/50:4*pi; %定义横轴向量，从0到4π，每个数据间相差π/50。 y=exp(t/2).*sin(3*t); 计算纵轴向量y。 plot(t,y) %绘制二维图形,,subplot(m，n，i) 产生一个m行n列的m×n个小图形窗口，选择第i个小窗口为当前输出窗口，i在1~m×n之间。,2.1.3.2 选择不同的坐标系统,plot：xy坐标都是线性坐标系； loglog： xy坐标都是对数坐标系； semilogx： x坐标轴是对数坐标系； semilogy： y坐标轴是对数坐标系； plotyy： 有两个y坐标轴，一个在左边，一个在右边。 polar： 极坐标,可以使用坐标转换函数，进行坐标转换。,cart2pol：笛卡尔坐标转换为极坐标或圆柱坐标 cart2sph：笛卡尔坐标转换为球坐标 pol2cart：极坐标或圆柱坐标转换为笛卡尔坐标 sph2cart：球坐标转换为笛卡尔坐标,2.1.3.3 绘图参数选择,绘图参数,2.1.3.4 数轴的数据范围设置,在plot等绘图函数中，有根据输出的数据自动设定数轴界限的功能，但有时手动的调节也还是必不可少的。 axis([xmin,xmax,ymin,ymax]) 设定了两个数轴的范围，其中可以用Inf，-Inf来让Matlab自动寻找合适的界限。,2.1.3.5图形的标注,title：标注图形的标题。例：title(‘反应进度’) legend：标注图例。例：lengend(‘测量点’,’拟合曲线’)；其位置与plot中位置对应。 xlabel： 对x轴标注。例：xlabel(‘时间’) ylabel： 对y轴标注。例：ylabel(‘电导’) text：在指定位置写上文字内容。例：text(2,4,’实验温度：25’) gtext：用鼠标给文字指定位置。 grid on；给图形加网格线。,