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1、 第1章MATLABR2010a概述 1 1MATLABR2010a简介1 2MATLABR2010a的开发环境1 3MATLABR2010a的其他管理1 4一个简单的实例1 5MATLAB的文字处理工具Notebook1 6MATLABR2010a的帮助系统 MATLAB是目前世界上最流行的 应用最广泛的工程计算和仿真软件 MATLAB是MatrixLaboratory的缩写 它的产生是与数学计算紧密联系在一起的 MATLAB是一个交互式开发系统 其基本数据要素是矩阵 本书以MATLABR2010a和simulink7 5版为平台进行全面地介绍 相关网站 MATLAB软件的创始人 美国工程院
2、院士 著名数学家CleveMoler教授在2012年10月9日到10月18日间来华进行高校访问 1 1MATLABR2010a简介1 1 1MATLAB的系统结构 MATLAB系统由MATLAB开发环境 MATLAB语言 MATLAB数学函数库 MATLAB图形处理系统和MATLAB应用程序接口 API 五大部分组成 1 MATLAB开发环境是一个集成的工作环境 2 MATLAB语言具有程序流程控制 函数 数据结构 输入输出和面向对象的编程特点 是基于矩阵 数组的语言 3 MATLAB的数学函数库包含了大量的计算算法 4 MATLAB的图形处理系统能够将二维和三维数组的数据用图形表示出来 5
3、MATLAB应用程序接口使MATLAB语言能与C或FORTRAN等其他编程语言进行交互 用四种方法描述cos x sin y 图形 图像处理 离散余弦压缩 1 1 2MATLAB的特点 1 运算功能强大2 编程效率高3 强大而智能化的作图功能4 可扩展性强5 Simulink动态仿真功能 Simulink仿真 双闭环调速系统 1 1 3MATLAB工具箱 MATLAB的工具箱 Toolbox 是一个专业家族产品 工具箱实际上是MATLAB的M文件和高级MATLAB语言的集合 用于解决某一方面的专门问题或实现某一类的新算法 包括应用数学类 控制类 信号处理类等工具箱 1 2MATLABR2010
4、a的开发环境1 2 1MATLABR2010a的环境设置 1 2 2菜单和工具栏 1 菜单MATLABR2010a还会根据不同的窗口 增加一些浮动菜单 1 File菜单 2 Edit菜单 3 Debug菜单 4 Desktop菜单 5 Windows菜单 6 Help菜单 7 开始菜单在MATLAB操作界面的左下角有一个按钮 是MATLAB的快捷菜单 开始菜单中显示的为现场菜单 包括交互界面窗口的列表 快捷方式和常用的子菜单项 2 工具栏工具栏是在编程环境下提供的对常用命令的快速访问 当鼠标停留在工具栏的按钮上时 就会显示出该按钮的功能 1 2 3通用窗口 MATLABR2010a工作界面中的
5、常用窗口包括命令窗口 历史命令窗口 当前工作目录窗口 工作空间浏览器窗口 变量编辑窗口 M文件编辑 调试窗口 帮助窗口和程序性能剖析窗口等 所有窗口都可以单独显示 使用Undock和Dock可使窗口单独出来和返回到MATLAB工作界面中 1 命令窗口 CommandWindow 在命令窗口中输入MATLAB的命令和数据后按回车键 立即执行运算并显示结果 MATLAB在命令窗口中的语句形式为 变量 表达式 说明 命令窗口中的每个命令行前会出现提示符 没有 符号的行则是显示的结果 例1 1在命令窗口中输入不同的命令和数值 并查看其显示方式 a 0 5a 0 5000 b sin b sin ifa
6、 1c true 如果a 1则c为trueendc 1 练习 表1 7常用标点练习 a 12 34 a hello 字符串练习表1 7 表1 8 数值计算结果的显示格式 一种方法是在参数设置对话框的 NumericFormat 栏设置数据的显示格式 另一种方法是直接在命令窗口中使用 format 命令来进行数值显示格式的设置 format格式描述 例1 3使用format函数在命令窗口中显示运算结果 a sin 60 pi 180 a 0 8660 formatlong aa 0 86602540378444 formatshorte aa 8 6603e 001程序分析 long格式为15位
7、数字显示 shorte为5位科学计数显示 练习 2 历史命令窗口 CommandHistory 历史命令窗口默认地出现在MATLAB界面的左下侧 用来记录并显示已经运行过的命令 函数和表达式 在默认设置下 该窗口会显示自安装以来所有使用过命令的历史记录 并标明每次开启MATLAB的时间 例1 4选择历史命令窗口的命令行执行并创建快捷方式 单击鼠标右键在快捷菜单中选择 CreateShortcut 则会出现 ShortcutEditor 对话框 3 当前目录浏览器窗口 CurrentDirectoryBrowser 用来设置当前目录 并显示当前目录下的M文件 MAT文件 MDL文件等文件信息 窗
8、口中包括文件类型 FileType 文件大小 Size 最后修改 LastModified 时间和文件的说明信息 Description 等 查看工作目录下文件的相关信息的常用命令如下 what 列出当前目录下的M MAT MEX文件清单 dir 显示当前目录或指定当前目录下的文件 cd路径 改变或显示当前工作目录 路径可省略 省略时为显示当前工作目录 cd 表示回到上一级目录 type 显示文件内容 delete 删除文件 which文件名 指出M文件 MEX文件 工作空间变量 内置函数或Simulink模型所在的目录 4 工作空间浏览器窗口 Workspace 工作空间浏览器窗口用于显示内
9、存中所有的变量名 数据结构 类型 大小和字节数 不同的变量类型使用不同的图标 在MATLABR2010a的命令窗口中也可以通过命令来查看工作空间的变量 以下是常用的命令 Who 查阅MATLAB内存变量名 Whos 查阅MATLAB内存变量名 大小 类型和字节数 clear变量名1变量名2 删除内存中的变量 变量名1变量名2可省略 省略时表示删除所有变量 5 数组编辑器窗口 ArrayEditor 启动数组编辑器窗口的方法有 在工作空间窗口中双击该变量 在工作空间窗口中选择变量 按鼠标右键在快捷菜单中选择 Open 菜单 单击工具栏中的打开变量 OpenSelection 按钮 6 M文件编辑
10、 调试器窗口 Editor Debugger 打开M文件编辑 调试器窗口的方法有 单击MATLAB工作界面工具栏上的图标 单击菜单 File New M file 创建新M文件 单击MATLAB工作界面上的图标 打开相应文件 单击菜单 File Open 在出现的 Open 对话框中选择文件名后单击 打开 按钮 打开相应文件 用鼠标双击当前目录窗口中的M文件 可直接打开相应的文件 7 程序性能剖析窗口 Profiler 程序性能剖析窗口用来对M文件各命令的耗时进行分析 打开程序性能剖析窗口的方法有 单击MATLAB工作界面工具栏上的图标 选择菜单 Desktop Profiler 在命令窗口中
11、输入 profileviewer 命令 1 3MATLABR2010a的其他管理1 3 1MATLAB文件格式 MATLABR2010a的常用文件有 m mat fig mdl mex p等类型 1 程序文件程序文件即M文件 M File 其文件的扩展名为 m 2 图形文件图形文件 Figure 的扩展名为 fig 3 模型文件模型文件 Model 扩展名为 mdl 可以在 File 菜单中创建Model时生成 mdl文件 4 数据文件数据文件即MAT文件 其文件的扩展名为 mat 1 把工作空间中的数据存入MAT文件save文件名变量1变量2 参数 2 从数据文件中装载变量到工作空间load
12、文件名变量1变量2 还可以通过打开ImportData窗口来从MAT文件中将变量装载到Workspace 5 可执行文件可执行文件即MEX文件 其文件的扩展名为 mex 6 项目文件项目文件的扩展名为 prj 7 P码文件P码文件即伪代码文件 是M文件被调用后在内存中生成的内部伪代码 1 3 2设置搜索路径 1 MATLAB的基本搜索过程按照以下的顺序进行搜索 首先在MATLAB内存中进行检查 检查 sin 和 x 是否为工作空间的变量或特殊变量 然后检查 sin 和 x 是否为MATLAB的内部函数 Built inFunction 然后在当前目录上 检查是否有相应的 m 或 mex 文件存
13、在 最后在MATLAB搜索路径的所有其他目录中 依次检查是否有相应的 m 或 mex 的文件存在 如果都不是 则MATLAB发出错误信息 练习 2 设置搜索路径窗口 SetPath 打开设置搜索路径窗口的方法有两种 在MATLAB界面选择菜单 File SetPath 在命令窗口中运行 pathtool 或 editpath 命令 1 4一个简单的实例 例1 10在MATLABR2010a的工作界面中做一个练习 通过一个简单的实例来综合了解MATLABR2010a各窗口的功能和命令的使用 1 5MATLAB的文字处理工具Notebook1 5 1Notebook的安装和启动 Notebook的
14、安装 notebook setup2 Notebook的启动启动Notebook有两种方法 一种是在Word中启动 另一种是在MATLAB中启动 1 从Word中启动Notebook选择 m book dot 图标后按 确定 按钮 2 从MATLAB中启动Notebook notebook 创建新的word文件 1 5 2Notebook的使用 1 定义单元 1 输入单元 Inputcells 2 单元组 Cellgroup 3 输出单元 Outputcells 4 计算区 CalcZone 2 运行在菜单 Notebook 中 选择 EvaluateCell 运行输入单元选择 Evaluat
15、eM bookCalcZone 运行计算区选择 EvaluateM book 运行整个M book文件 运行后显示输出单元 3 删除输出单元选择菜单 Notebook PurgeSelectedoutputCells 删除选中的所有输出单元 1 6MATLABR2010a的帮助系统1 6 1使用帮助浏览器 帮助主题 Contents 和搜索 SearchResults 两个面板来查找帮助信息 Contents面板为可展开的树形结构 向用户提供全方位系统帮助的向导图 当用鼠标点击目录条则在左边的帮助浏览器中就会显示出相应的HTML帮助文件 SearchResults面板是通过关键词来查找全文中与
16、之匹配的章节条目 1 6 2使用帮助命令 1 help命令help命令可以获得MATLAB命令和M文件的帮助信息 如果知道准确的命令名称或主题词 使用help命令来查找最快捷 help命令名称2 lookfor命令lookfor命令是在所有的帮助条目中搜索关键字 常用来查找具有某种功能而不知道准确名字的命令 lookfortopic all3 打开帮助窗口命令 练习 Demos演示界面操作非常方便 为用户提供了图文并茂的演示实例 通过演示程序学习是一个很好的学习方法 打开 MATLABDemoWindow 有几种方法 在MATLAB界面单击菜单 Help Demos 在MATLAB命令窗口中 运行 demo 命令 例如 运行 demomatlabgraphics 在帮助导航 浏览器窗口中 选择 MATLAB Demos 面板 本章小结 1 MATLAB的开发环境各通用窗口2 MATLAB的文件格式3 搜索路径4 帮助的方法相关网页 练习 在命令窗口中输入以下命令 并查看显示的图形 a 1234 b 5678 c a b i plot c 练习 在MATLAB中 用于括住字符串 A B
