1 第一章 matlab操作基础

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1、Matlab及其通信仿真电气与电子学院 通信研究所 Date1n教材：n特点：完全不必具备其它语言的基础，各年级各专业的同学都可选修。Date21、MATLAB基础准备及入门2、MATLAB矩阵及其运算3-1、MATLAB程序设计3-2、MATLAB文件操作4-1、MATLAB绘图 4-2、MATLAB数据分析与多项式计算教学内容教学内容Date34-3、MATLAB解方程与函数极值4-4、数值积分与微分5-1、符号计算5-2、SIMULINK动态仿真集成环境6、MATLAB通信仿真Date4Matlab的学习方法n必须做大量的练习，熟悉其中的函数n和自己的部分课程相联系从而进行应用， 从而有

2、了深刻的体会n多看帮助文件，这是一本很好的参考书n寻求大家的帮助，每个同学都会有独到的 方法，综合起来就是最大的财富n记住：Matlab可以做很多事情Date5第一章MATLAB基础准备及入门Date6n概述nMatlab的基本使用方法nMatlab中的基本变量Date7一、概述MATLAB语言是一种广泛应用于工程 计算及数值分析领域的新型高级语言，自 1984年由美国MathWorks公司推向市场以 来，历经二十多年的发展与竞争，现已成 为国际公认的最优秀的工程应用开发环境 。MATLAB功能强大、简单易学、编程效率 高，深受广大科技工作者的欢迎。Date8在欧美各高等院校，MATLAB已经

3、成 为线性代数、自动控制理论、数字信号处 理、时间序列分析、动态系统仿真、图像 处理等课程的基本教学工具，成为大学生 、硕士生、以及博士生必须掌握的基本技 能。MATLAB:是英文MATrix LABorotory(矩 阵实验室)的缩写。Date91.1 MATLAB的出现n70年代中期，Cleve Moler和他的同事开发了 LINPACK和EISPACK的Fortran子程序库n 70年代末期，Cleve Moler 在新墨西哥大学给学 生开线性代数，为学生编写了接口程序，这程序 取名为MATLAB，即MATrix LABoratoryn1983年春天，工程师John Little与Mol

4、er、Steve Bangert一起开发了第二代专业版MATLABn1984年，MathWorks公司成立，MATLAB正式推 向市场。Date101.2 MATLAB的版本演化nMatlab 1.0nPc Matlab-Matlab 386nMatlab3.5+SimulinknMatlab 4.0：Simulink内嵌nMatlab 5.0 :全面的面向对象nMatlab 5.15.3nMatlab 6.0nMatlab 6.5：购并了MATRIXnMatlab 7.0:也已经出现Date111.3 MATLAB的功能n强大的数值（矩阵）运算功能n广泛的符号运算功能n高级与低级兼备的图形功

5、能（计算结果的 可视化功能）n可靠的容错功能n应用灵活的兼容与接口功能n信息量丰富的联机检索功能Date121.矩阵运算功能nMATLAB提供了丰富的矩阵运算处理功能，是基于矩阵运算的处理工具n变量 矩阵，运算 矩阵的运算n例如 C = A + B ，A,B,C都是矩阵,是矩阵的加运算n即使一个常数，Y=5，MATLAB也看做是一个11的矩阵Date132.符号运算功能n符号运算即用字符串进行数学分析n允许变量不赋值而参与运算n用于解代数方程、微积分、复合导数、积分、二重积分、有理函数、微分方程、泰乐级数展开、寻优等等，可求得解析符号解Date143.丰富的绘图功能与计算结果的可视化n具有高层

6、绘图功能两维、三维绘图n具有底层绘图功能句柄绘图n使用plot函数可随时将计算结果可视化Date154.图形化程序编制功能n动态系统进行建模、仿真和分析的软 件包n用结构图编程，而不用程序编程n只需拖几个方块、连几条线，即可实 现编程功能Date16Date175.丰富的MATLAB工具箱nMATLAB主工具箱n符号数学工具箱nSIMULINK仿真工具箱n控制系统工具箱n信号处理工具箱n图象处理工具箱n通讯工具箱n系统辨识工具箱n神经元网络工具箱n金融工具箱 Date18许多学科，在MATLAB中 都有专用工具箱，现已有30多个 工具箱，但MATLAB语言的扩 展开发还远远没有结束，各学科 的

7、相互促进，将使得MATLAB 更加强大。Date196.MATLAB的兼容功能n可与C语言、FORTURE语言跨 平台兼容n用函数mex（CMEX、FMEX） 实现，生成*.dll文件n此功能不推荐使用Date207.MATLAB的容错功能u非法操作时，给出提示，并不影响 其操作1/0Warning: Divide by zeroans =InfDate218.MATLAB的开放式可扩充结构 nMatlab 所有函数都是开放的n用户可按自己意愿随意更改正因为此功能，使得Matlab的应用越来 越广泛 9.强大的联机检索帮助系统n可随时检索Matlab函数n可随时查询Matlab函数的使用方法D

8、ate221.4 MATLAB能在各领域做什麽n工业研究与开发n数学教学，特别是线性代数n数值分析和科学计算方面的教学与研究n电子学、控制理论和物理学等工程和科学 学科方面的教学与研究n经济学、化学和生物学等计算问题的所有 其他领域中的教学与研究Date23例1 用一个简单命令求解线性系统3x1+ x2 - x3 = 3.6x1+2x2+4x3 = 2.1-x1+4x2+5x3 = -1.4 A=3 1 -1;1 2 4;-1 4 5;b=3.6;2.1;-1.4; x=Ab x =1.4818-0.46060.3848对于线性系统有对于线性系统有Ax=bAx=bDate24例2 用简短命令计

9、算并绘制在0x6范围内的 sin(2x)、sinx2、(sinx)2。x=linspace(0,6) y1=sin(2*x),y2=sin(x.2),y3=(sin(x).2; plot(x,y1,x, y2,x, y3)Date25例3 用四种方法描述cos(x)*sin(y)图形Date261.5 学习Matlab的基本原因n不希望学生在编程上花太多时间，课程目 的不是学习编程n社会化的运行带来的好处：合理利用可以 节约大量的时间n为什么相同的时间别人比自己做出了更多 的事情：硕士论文调查结果n面向对象的思想带来巨大的好处n紧密结合科学的前沿nFrom BBS:博士论文=Matlab+wo

10、rd Date271.6 网络资源1. USENET新闻组nMATLAB的新闻组是comp.soft- sys.MATLAB。nhttp:/ 2. 网络上的工具箱nhttp:/ nhttp:/ ntral/fileexchange/loadCategory.doDate281.6 网络资源 3. BBSn哈尔滨工业大学bbs: telnet:/n上海交通大学bbs: telnet:/n清华大学bbs mathtools 4. www服务nhttp:/nhttp:/nMatlab 大观园: http:/ nhttp:/nhttp:/Date29二、MATLAB基本使用方法2.1 MATLAB安装

11、启动 1. Matlab的安装n定制安装n关于Java的问题:XP系统必须安装虚拟机n安装pdf文件 2. Matlab启动与一般的Windows程序一样，启动MATLAB系 统有3种常见方法：n使用Windows“开始”菜单。n运行MATLAB系统启动程序matlab.exe。n利用快捷方式。Date30启动MATLAB后，将进入MATLAB 7.0 集成环境。MATLAB 7.0集成环境包括 MATLAB主窗口、命令窗口(Command Window)、工作空间窗口(Workspace)、命 令历史窗口(Command History)、当前目录 窗口(Current Directory)

12、。Date31MATLAB 安装完毕 并首次启 动时，展 现在屏幕 上的界面 为 MATLAB 的默认界 面，如右 图所示。Date322.2 MATLAB系统的退出要退出MATLAB系统，也有3种常见方法：n在MATLAB主窗口File菜单中选择Exit MATLAB命令。n在MATLAB命令窗口输入Exit或Quit命令。n单击MATLAB主窗口的“关闭”按钮。Date332.3 MATLAB的桌面平台默认设置情况下的桌面平台包括5个窗口 ，分别为：MATLAB主窗口、命令窗口、历 史窗口、当前目录窗口和工作间管理窗口。Date341. MATLAB1. MATLAB主主窗口窗口主窗口不能

13、进行任何计算任务的操作，只用来进行主窗口不能进行任何计算任务的操作，只用来进行 一些整体的环境参数的设置。它主要包括一些整体的环境参数的设置。它主要包括7 7个下拉菜单个下拉菜单 和和1010个按钮控件。个按钮控件。各按钮控件说明：各按钮控件说明：新建或打开一个新建或打开一个MATLABMATLAB文件；文件；剪切、复制或粘贴已选中的对象；剪切、复制或粘贴已选中的对象；撤销或恢复上一次操作；撤销或恢复上一次操作；打开打开SimulinkSimulink主主窗口；窗口；打开打开MATLAB MATLAB 帮助系统；帮助系统；设置当前路径。设置当前路径。Date35MATLABMATLAB的命令窗

14、口的命令窗口 如右图所示。如右图所示。“ “”为运算提示符，为运算提示符， 表示表示MATLABMATLAB正处于准正处于准 备状态，当在提示符后备状态，当在提示符后 输入一段运算式并按输入一段运算式并按 EnterEnter键后，键后，MATLABMATLAB将将 给出计算结果。然后再给出计算结果。然后再 次进入准备状态。次进入准备状态。2. 2. 命令窗口命令窗口Date36在默认设置下，历在默认设置下，历 史窗口中会保留自安史窗口中会保留自安 装起所有命令的历史装起所有命令的历史 记录，并标明使用时记录，并标明使用时 间，这方便了使用者间，这方便了使用者 的查询。双击某一行的查询。双击某

15、一行 命令，即在命令窗口命令，即在命令窗口 中执行该行命令。中执行该行命令。3. 3. 历史窗口历史窗口Date37在当前目录窗口中显示在当前目录窗口中显示 当前目录下的文件并提供当前目录下的文件并提供 搜索功能。搜索功能。此窗口有此窗口有5 5个按钮控键：个按钮控键：4. 4. 当前目录窗口当前目录窗口 进入所显示的目录的上一个目录；进入所显示的目录的上一个目录；在当前目录中创建一个新的子目录；在当前目录中创建一个新的子目录；在当前的目录的文件中查找；在当前的目录的文件中查找；显示主要目录；显示主要目录；各方面报告各方面报告 Date38在工作间管理窗 口中将显示所有目录 内存中的MATLAB变 量的变量名、数学结 构、字节数以及类型 ，不同的变量类型分 别对应不同的变量名 图标。5. 5.工作间管理窗口工作间管理窗口Date392.4 MATLAB帮助系统1. 帮助窗口进入帮助窗口可以通过以下3种方法：n单击MATLAB主窗口工具栏中的Help按钮 。n在命令窗口中输入helpwin、helpdesk或doc 。n选择Help菜单中的“MATLAB Help”选项。Date402. 帮助命令MATLAB帮助命令包括help、lookfor 以及模糊查询。n help命令在MA