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1、MATLAB编程与工程应用,MATLAB编程与工程应用,教 师：曾晓东电 话：13679007201E_mail: QQ: 241747139,第1章 MATLAB操作基础,第1章 MATLAB操作基础,1.1 MATLAB简介1.2 MATLAB集成环境1.3 MATLAB语言的结构1.4 MATLAB的磁盘文件1.5 MATLAB帮助系统,第1章 MATLAB操作基础,1.1 MATLAB简介,一、MATLAB语言的显著特点功能强大、适用范围广具有强大的矩阵运算能力，使得矩阵运算非常简单。应用于自动控制、生物医学工程、语音处理、图像处理、信号分析、航空航天等各行各业。2.编程效率高提供有丰
2、富的基本库函数（称M文件）和专用库函数（TOOLBOX）3.扩充能力强用户在MATLAB环境下，可根据需要，自行建立或扩充能完成指定功能的M文件（库函数），与MATLAB提供的系统的库函数一样保存。,第1章 MATLAB操作基础,1.1 MATLAB简介,一、MATLAB语言的显著特点4.语句简单、内涵丰富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（向量和标量为矩阵的特例），而且数学表达式和运算规则与通常的习惯相同。5.功能齐备的工具包在欧美各高等院校，MATLAB已经成为线性代数、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
3、具，成为大学生、硕士生以及博士生必须掌握的基本技能。6. 良好的开放性可以方便地与JAVA、C、VB等语言程序连接。,第1章 MATLAB操作基础,1.1 MATLAB简介,二、MATLAB命令窗口1、命令窗口计算机安装好MATLAB之后，双击MATLAB图标，就可以进入命令窗口，此时意味着系统处于准备接受命令的状态，可以在命令窗口中直接输入命令语句。例1.1：计算,在命令窗口中输入 sqrt(18)+(7*sin(pi/6) /(5+cos(pi/6),注意：（1）“” 为命令提示符；（2）字母要区分大小写，所有命令和函数名都必须用小写。,第1章 MATLAB操作基础,二、MATLAB命令窗
4、口,2、命令行编辑器（1）方向键和控制键可以编辑修改已输入的命令 ：回调上一行命令 ：回调下一行命令（2）命令窗口的分页输出more off：不允许分页 more on：允许分页more(n)：指定每页输出的行数回车前进一行，空格键显示下一页，q结束当前显示。（3）多行命令（）如果命令语句超过一行或者太长希望分行输入，则可以使用多行命令继续输入。S=1-12+13+4+9-4-18;,第1章 MATLAB操作基础,1.1 MATLAB简介,三、初识MATLAB例1.2 绘制正弦曲线和余弦曲线。 x=0:0.5:360*pi/180; plot(x,sin(x),x,cos(x);例1.3 求方
5、程 3x4+7x3 +9x2-23=0的全部根。 p=3,7,9,0,-23; %建立多项式系数向量 x=roots(p) %求根例1.4 求积分 quad(x.*log(1+x),0,1)例1.5 求解线性方程组。 a=2,-3,1;8,3,2;45,1,-9; b=4;2;17; x=inv(a)*b,第1章 MATLAB操作基础,1.2 MATLAB集成环境,一、MATLAB主窗口二、命令窗口(Command Window)三、工作空间窗口(Workspace)四、命令历史窗口(Command History)五、当前目录窗口(Current Directory)六、启动平台窗口(Lau
6、nch Pad),第1章 MATLAB操作基础,一、MATLAB 主窗口,第1章 MATLAB操作基础,一、MATLAB 主窗口,1菜单栏File菜单项：实现有关文件的操作。Edit菜单项：用于命令窗口的编辑操作。View菜单项：用于设置MATLAB集成环境的显示方式。Web菜单项：用于设置MATLAB的Web操作。Window菜单项：主窗口菜单栏上的Window菜单，只包含一个子菜单Close all，用于关闭所有打开的编辑器窗口，包括M-file、Figure、Model和GUI窗口。Help菜单项：用于提供帮助信息。,第1章 MATLAB操作基础,一、MATLAB 主窗口,2工具栏MAT
7、LAB 主窗口的工具栏共提供了10个命令按钮。这些命令按钮均有对应的菜单命令，但比菜单命令使用起来更快捷、方便。,第1章 MATLAB操作基础,二、命令窗口,命令窗口是MATLAB的主要交互窗口，用于输入命令并显示除图形以外的所有执行结果。MATLAB命令窗口中的“”为命令提示符，表示MATLAB正在处于准备状态。在命令提示符后键入命令并按下回车键后，MATLAB就会解释执行所输入的命令，并在命令后面给出计算结果一般来说，一个命令行输入一条命令，命令行以回车结束。但一个命令行也可以输入若干条命令，各命令之间以逗号分隔，若前一命令后带有分号，则逗号可以省略。例如p=15,m=35p=15;m=3
8、5,第1章 MATLAB操作基础,三、工作空间窗口,工作空间是MATLAB用于存储各种变量和结果的内存空间。在该窗口中显示工作空间中所有变量的名称、大小、字节数和变量类型说明，可对变量进行观察、编辑、保存和删除。,第1章 MATLAB操作基础,四、命令历史窗口,在默认设置下，历史记录窗口中会自动保留自安装起所有用过的命令的历史记录，并且还标明了使用时间，从而方便用户查询。而且，通过双击命令可进行历史命令的再运行。如果要清除这些历史记录，可以选择Edit菜单中的Clear Command History命令。,第1章 MATLAB操作基础,五、当前目录窗口,1当前目录窗口当前目录是指MATLAB
9、运行文件时的工作目录，只有在当前目录或搜索路径下的文件、函数可以被运行或调用。在当前目录窗口中可以显示或改变当前目录，还可以显示当前目录下的文件并提供搜索功能。将用户目录设置成当前目录也可使用cd命令。例如，将用户目录c:mydir设置为当前目录，可在命令窗口输入命令：cd c:mydir,第1章 MATLAB操作基础,五、当前目录窗口,2MATLAB的搜索路径当用户在MATLAB命令窗口输入一条命令后，MATLAB按照一定次序寻找相关的文件。基本的搜索过程是：(1) 检查该命令是不是一个变量。(2) 检查该命令是不是一个内部函数。(3) 检查该命令是否当前目录下的M文件。(4) 检查该命令是
10、否MATLAB搜索路径中其他目录下的M文件。,第1章 MATLAB操作基础,五、当前目录窗口,3. 设置搜索路径(1) 用path命令设置搜索路径。例如，将用户目录c:mydir加到搜索路径下，可在命令窗口输入命令：path(path,c:mydir)(2) 用对话框设置搜索路径 在MATLAB的File菜单中选Set Path命令或在命令窗口执行pathtool命令，将出现搜索路径设置对话框。通过Add Folder或Add with Subfolder命令按钮将指定路径添加到搜索路径列表中。在修改完搜索路径后，需要保存搜索路径。,第1章 MATLAB操作基础,六、启动平台窗口,MATLAB
11、 6.5的启动平台窗口可以帮助用户方便地打开和调用MATLAB的各种程序、函数和帮助文件。MATLAB 6.5主窗口左下角还有一个Start按钮，单击该按钮会弹出一个菜单，选择其中的命令可以执行MATLAB产品的各种工具，并且可以查阅MATLAB包含的各种资源。,第1章 MATLAB操作基础,1.3 MATLAB语言的结构,一、MATLAB语句形式 变量表达式；或 表达式；如果语句后不加分号（；），则结果将会显示在屏幕上在语句之后加上一个分号；则结果不显示。, A=1 2;4 6; A=1 2; 4 6A= 1 2 4 6,第1章 MATLAB操作基础,1.3 MATLAB语言的结构,二、常量
12、、变量和数值显示格式1. 常量：实数常量和复数常量 十进制计数法或科学计数法。在内存的存储格式都是使用IEEE标准的16位长型格式。2. 变量1) 变量的命名：变量的名字必须以字母开头（不能超过19个字符），之后可以是任意字母、数字或下划线；变量名称区分字母的大小写；变量中不能包含有标点符号。,第1章 MATLAB操作基础,1.3 MATLAB语言的结构,2) MATLAB特殊变量ans：用于结果的缺省变量名i、j：虚数单位pi：圆周率 nargin： 函数的输入变量个数eps：计算机的最小数 nargout：函数的输出变量个数inf：无穷大 realmin：最小正实数nan：不定量realm
13、ax：最大正实数 flops：浮点运算数3) 变量操作在命令窗口中，同时存储着输入的命令和创建的所有变量值，它们可以在任何需要的时候被调用。如要察看变量a的值，只需要在命令窗口中输入变量的名称即可： a,第1章 MATLAB操作基础,1.3 MATLAB语言的结构,3、数值显示格式任何MATLAB的语句的执行结果都可以在屏幕上显示，同时赋值给指定的变量，没有指定变量时，赋值给一个特殊的变量ans，数据的显示格式由format命令控制。format只是影响结果的显示，不影响其计算与存储；MATLAB总是以双字长浮点数（双精度）来执行所有的运算。,第1章 MATLAB操作基础,3、数值显示格式,如
14、果结果为整数，则显示没有小数；如果结果不是整数，则输出形式有：format (short)：短格式（5位定点数）99.1253format long：长格式（15位定点数 99.12345678900000format short e：短格式e方式 9.9123e+001format long e：长格式e方式 9.912345678900000e+001format bank：2位十进制 99.12format hex：十六进制格式4058c7e6b74dce59,第1章 MATLAB操作基础,1.3 MATLAB语言的结构,三、简单的数学运算（例exp1_1.m）1.常用的数学运算符，-，
15、*（乘），/（左除），（右除），（幂）在运算式中，MATLAB通常不需要考虑空格；多条命令可以放在一行中，它们之间需要用分号或逗号隔开；逗号告诉MATLAB显示结果，而分号则禁止结果显示。2.常用数学函数abs，sin, cos , asin , acos, atan,sqrt,exp,imag,real,sign,log,log10,conj（共扼复数）,第1章 MATLAB操作基础,1.3 MATLAB语言的结构,四、MATLAB的工作空间1. 工作空间命令who：显示当前工作空间中所有变量的一个简单列表whos：则列出变量的大小、数据格式等详细信息clear ：清除工作空间中所有的变量clear 变量名：清除指定的变量clc：清屏，不改变工作空间,第1章 MATLAB操作基础,四、MATLAB的工作空间,2. 保存和载入workspace（1）save filename variables将变量列表variables所列出的变量保存到磁盘文件filename中Variables所表示的变量列表中，不能用逗号，各个不同的变量之间只能用空格来分隔。未列出variables时，表示将当前工作空间中所有变量都保持到磁盘文件中。缺省的磁盘文件扩展名为“.mat”，可以使用“-”定义不同的存储格式（ASCII、V4等）,
