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1、MATLAB编程入门 目 录第1章 MATLAB简介 第2章 MATLAB基本语法 2.1 变量及其赋值 2.2 矩阵的初等运算 2.3 元素群运算 2.4 逻辑判断及流程控制 2.5 基本绘图方法 2.6 M文件及程序调试 第3章 MATLAB在电路中的应用 3.1 电阻电路 3.2 动态电路 3.3 正弦稳态电路 3.4 频率响应 3.5 二端口电路第一章 MATLAB简介MATLAB(MATrix LABoratory,即矩阵实验室)是 MathWork公司推出的一套高效率的数值计算和可视化软件 。MATLAB是当今科学界最具影响力、也是最具活力的软 件，它起源于矩阵运算，并已经发展成一
2、种高度集成的计算 机语言。它提供了强大的科学运算、灵活的程序设计流程、高质 量的图形可视化与界面设计、便捷的与其他程序和语言接口 的功能。MATLAB语言有如下优点：1.编程简单使用方便MATLAB的基本数据单元是既不需要指定维数、也不需 要说明数据类型的矩阵，而且数学表达式和运算规则与通常 的习惯相同。因此，在MATLAB环境下，数组的操作与数的 操作一样简单。MATLAB的矩阵和向量操作功能是其他语言无法比拟 的。2.函数库可任意扩充由于MATLAB语言库函数与用户文件的形式相同，所 以用户文件可以像库函数一样随意调用。所以用户可根据 自己的需要任意扩充函数库。3.语言简单内涵丰富MATL
3、AB语言中最重要的成分是函数，其一般形式为：Function a,b,c=fun(d,e,f)fun是自定义的函数名，只要不与库函数名相重，并且 符合字符串的书写规则即可。这里的函数既可以是数学上 的函数，也可以是程序块或子程序，内涵十分丰富。每个 函数建立一个同名的M文件，如上述函数的文件名为fun.m 。这种文件简单、短小、高效，并且便于调试。4.简便的绘图功能MATLAB具有二维和三维绘图功能，使用方法十分简 便。而且用户可以根据需要在坐标图上加标题。坐标轴标 记。文本注释及栅格等，也可一指定图线形式(如实线、虚 线等)和颜色，也可以在同一张图上画不同函数的曲线，对 于曲面图还可以画出等
4、高线。5.丰富的工具箱由于MATLAB的开放性，许多领域的专家都为 MATLAB编写了各种程序工具箱。这些工具箱提供了用户在特别应用领域所需的许多函 数，这使得用户不必花大量的时间编写程序就可以直接调 用这些函数，达到事半功倍的效果。第二章 MATLAB基本语法2.1 变量及其赋值 （1）标识符与数标识符是标识变量名、常量名、函数名和文件名的字 符串的总称。标识符可以是英文字母、数字和下划线等符 号。标识符第1个字符必须是英文字母，MATLAB对大、 小写敏感。MATLAB只有一种数据格式，双精度（即64位）二进 制，对应于十进制16位有效数和308次幂。（2）矩阵及其元素的赋值 变量=表达式
5、（数） a=1 2 3; 4 5 6;7 8 9 x=-1.3 sqrt(3) (1+2+3)/5*4 x(5)=abs(x(1) a(4,3)=6.5 a = 1.0000 2.0000 3.00004.0000 5.0000 6.00007.0000 8.0000 9.00000 0 6.5000元素之间用逗号、空格分开。不同行以 分号隔开。语句结尾用回车或逗号，会 显示结果，如果不想显示结果，用分号 。元素用（）中的数字（下标）来注明， 一维用一个下标，二维用两个下标，逗 号分开。a(5,:)=5,4,3 b=a(2,4,1,3) a(2,4,5, : )= a/7如果赋值元素的下标超过
6、原来矩阵的 大小，矩阵的行列会自动扩展。全行赋值，用冒号。提取交点元素；抽取某行元素用空矩阵。 （3）复数c=3+5.2i z=1+2i,3+4i; 5+6i,7+8i z=1,3; 5,7+2,4; 6,8*i f=sqrt(1+2i) f*f复数的虚数部分用i或j表示， 如曾用过i, j 作变量，用clear i,j复数矩阵有两种赋值方法：将其元素逐个赋予复数；将其实部和虚部矩阵分别赋值。w=z （共轭转置） u=conj(z) （共轭） v=conj(z) （转置）Z复数矩阵共轭转置：行列互 换，各元素的虚部反号。函数conj（z）共轭：只把各 元素的虚部反号。转置conj（z）：行列互
7、换。z = 1.0000 + 2.0000i 3.0000 + 4.0000i5.0000 + 6.0000i 7.0000 + 8.0000iw=z（共轭转置）w = 1.0000 - 2.0000i 5.0000 - 6.0000i3.0000 - 4.0000i 7.0000 - 8.0000iu=conj(z) （共轭）u = 1.0000 - 2.0000i 3.0000 - 4.0000i5.0000 - 6.0000i 7.0000 - 8.0000i v=conj(z) （转置）v = 1.0000 + 2.0000i 5.0000 + 6.0000i3.0000 + 4.00
8、00i 7.0000 + 8.0000i（4）变量检查who whos inf NaN 检查工作空间中的变量；检查变量的详细特征无穷大 1/0；非数（Not a Number） 0/0 inf/inf 0*inf。系统不停止运算，结果仍为inf或NaN。（5）基本赋值矩 阵 f1=ones(3,2) f2=zeros(2,3) f3=magic(3)f4=eye(2) f5=linspace(0,1,5) fb1=f1,f3;f4,f2 fb2=fb1;f5 全1矩阵全0矩阵魔方矩阵：元素由1到nn的自然数组成，每行、 每列及两对角线上的元素之和均等于(n3+n)/2。单位矩阵是nn阶的方阵。
9、对角线上元素为1。线性分割函数大矩阵可由小矩阵组成，其行列数必须正确，恰 好填满全部元素。 f1 = 1 11 11 1 全1矩阵f3 = 8 1 6 魔方矩阵3 5 74 9 2 线性分割函数 f5 = 0 0.2500 0.5000 0.7500 1.0000 大矩阵可由小矩阵组成 fb2 =1.0000 1.0000 8.0000 1.0000 6.00001.0000 1.0000 3.0000 5.0000 7.00001.0000 1.0000 4.0000 9.0000 2.00001.0000 0 0 0 00 1.0000 0 0 0 0 0.2500 0.5000 0.75
10、00 1.0000f2 = 0 0 0 全0矩阵0 0 0f4 = 1 0 单位矩阵0 1fb1 = 1 1 8 1 61 1 3 5 71 1 4 9 21 0 0 0 00 1 0 0 0 fb1=f1,f3;f4,f2 fb2=fb1;f5 2.2 矩阵的初等运算 （1）矩阵的加减乘法 i. 加、减法：相加减的两矩阵阶数必须相同 ，对应元素相加减。n,m=size(fb2)x=-1 0 1; y=x- 1y = -2 -1 0语句size检查矩阵阶数，两矩 阵相加，阶数必须相同。两相加减的矩阵中有一个是标 量时，MATLAB将标量扩展 成同等元素矩阵，与另一矩阵 相加减。 pi*x 标量
11、与矩阵相乘，不检查阶数，标量乘以矩阵的每一个元素 。x=-1 0 1; X与y内阶数不同，将y转置 y。读作x左乘y。 y =-2 -1 0;x*y ans = 2 ans = 2 0 -2y*x X右乘y。 1 0 -10 0 0eye(3)*a 左、右乘结果不同，只有单位矩阵例外。a*eye(3) 单位矩阵乘以矩阵A，左、右乘结果仍等于该矩阵。 a = 1 2 3 ans = 1 2 3 ans = 1 2 3 4 5 6 4 5 6 4 5 67 8 9 7 8 9 7 8 9ii.矩阵乘法矩阵A np阶与矩阵B pm阶的乘积 C是nm阶矩阵。 P是A阵的列数，B阵的行数，称为两个相乘矩
12、阵的内阶数。 两矩阵相乘的必要条件是内阶数相等。 C(i,j)=kA(i,k)B(k,j)值为A阵第i行和B阵第j列对应元素乘积的和。（2）矩阵的除法及线性方程组的解a =1 2 34 5 67 8 9 AV=I V=A-1 V=inv(a) inv(a)*aV = 1.0e+016 *-0.4504 0.9007 -0.45040.9007 -1.8014 0.9007-0.4504 0.9007 -0.4504nn阶方阵A和同阶的方阵V相乘，得出n阶单位矩阵I 。I为eye(n)。V是A的逆阵。V存在条件：A的行列式不等于0， det(A)0V=A-1 MATLAB内部函数inv，得出A的
13、逆阵V。D*X=B inv(D)*D*X=inv(D) *B inv(D)*D=I I*X=X X=inv(D)*B=DB X*D=B X=B*inv(D)=B/DD与B行数相等两端同时左乘以inv(D) 逆阵单位阵DB为D左除B X=DB，左除时阶数检查条件：两矩阵的行数必须相等 。未知矩阵在左. D的逆阵右乘以B，记作 /D 右除。右除时阶数检查条件：两矩阵的列数必须相等。a=1 2 3; 3 -5 4; 7 8 9 x=x1,x2,x3 b=2;0;2 ax=b x=ab a左除b方程组 X1+2X2+3X3=2 3X1- 5X2+4X3=07X1+8X2+9X3=2 可以表示为ax=ba=1 2 3;4 5 6 b=2 4 0; 1 3 5 d=1 4 7; 8 5 2; 3 6 0 运算：a*b daa*b ? Error usi
