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1、Matlab在工程中的应用在工程中的应用吴秀华吴秀华 I70年代中期，Cleve Moler博士和他的同事开发 了LINPACK和EISPACK的Fortran子程序库; ? 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 LABoratory;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 LABoratory; ? 1983年春天，工程师John Little与Moler、 Steve Bangert一起开发了第
2、二代专业版MATLAB;1983年春天，工程师John Little与Moler、 Steve Bangert一起开发了第二代专业版MATLAB; ? 1984年，MathWorks公司成立，MATLAB正是推向 市场。1984年，MathWorks公司成立，MATLAB正是推向 市场。Matlab及其应用141.1.1 Matlab的版本演化? Matlab 1.0 ? Pc matlab-matlab 386 ? Matlab3.5+simulink ? Matlab 4.0：simlink内嵌 ? Matlab 5.0 :全面的面向对象 ? Matlab 5.15.3 ? Matlab
3、6.0 ? Matlab 6.5：购并了MATRIXx ? Matlab 7.0:2004-Matlab 8.0Matlab及其应用151.1.2 MATLAB特点? 超强的数值计算功能：超强的数值计算功能：在6.0版本中已有500种数学、统 计、科学及工程方面的函数，且使用简便快速；? 语法限制不严格，程序设计自由度大：语法限制不严格，程序设计自由度大：如矩阵无需 定义即可直接使用。? 程序的可移植性好程序的可移植性好：基本可以不用修改就可用于各操作 系统中。? 强大的数据可视化功能。强大的数据可视化功能。二维、三维绘图很容易；? 丰富的工具箱：丰富的工具箱：由各领域专家设计，可以信赖。Ma
4、tlab及其应用161.1.3 Matlab的应用领域? 数值分析；数值分析； ? 数值和符号计算；数值和符号计算； ? 工程与科学绘图；工程与科学绘图； ? 控制系统的设计与仿真；控制系统的设计与仿真； ? 数字图像处理；数字图像处理； ? 数字信号处理；数字信号处理； ? 通信系统设计与仿真；通信系统设计与仿真； ? 电力系统仿真；电力系统仿真； ? 财务与金融工程等等财务与金融工程等等。Matlab及其应用171.1.4 Matlab还能做什么？? 优化和求解方程优化和求解方程 ? 动态过程仿真：实时的和非实时的动态过程仿真：实时的和非实时的 ? 数据来源：数据来源：Excel、数据库、
5、数据库、A/D等等等等 ? 嵌入式的控制：嵌入式的控制：DSP ? 神经元网络、小波分析、遗传算法神经元网络、小波分析、遗传算法GA等 等等 等 ? 虚拟现实仿真，如虚拟仪器等。虚拟现实仿真，如虚拟仪器等。Matlab及其应用181.1.5Matlab产品家族? Matlab扩展：支持在 matlab中对系统的设计 和开发。 ? 工具箱：专用的函数 库，解决特定领域的问 题。 ? Simulink非线性系统仿 真 ? Blockset是专门为 simulink建立的模块。Matlab及其应用191.1.6Matlab是所有系统工具的基础Matlab及其应用20设计自动化工具Matlab及其应用
6、21一般用途工具Matlab及其应用22信号和图像处理Matlab及其应用23控制系统设计和分析Matlab及其应用241.1.7 与MATLAB相似的软件? Mathmatica 数学计算功能，复杂符号计 算，主要在理论界。数学计算功能，复杂符号计 算，主要在理论界。 ? Mathcad 数学文字软件，直接写出报 告。数学文字软件，直接写出报 告。 ? Maple 符号计算功能强大。（符号计算功能强大。（maple，枫 叶，加拿大滑铁卢大学），枫 叶，加拿大滑铁卢大学） ? SciLab 免费的免费的matlab克隆体。克隆体。 ? 仿真软件：仿真软件：MATRIXx、VisSim等等。等等
7、。Matlab及其应用251.2 MATLAB桌面环境1.2.1 MATLAB的多窗口用户界面： ? 历史命令窗口（Command History) ? 命令行窗口(Command Window) ? 当前目录浏览器(Current Directory Browser) ? 工作空间浏览器（Workspace Browser) ? 目录分类浏览器(Launch Pad):同Start开始菜单。 ? 数组编辑器(Array Editor) ? M文件编辑器/调试器(Editor/Debugger) ? 超文本帮助浏览器(Help Navigator/Browser)Matlab及其应用261.2
8、 MATLAB桌面环境1.2.2 多窗口用户界面的设定： ? 通过菜单“Desktop”下的“Desktop Layout”,低版本在 “View”菜单下： ? Default ? Command Window only:速度快，占内存少 ? History and Command window ? All Tabbed ? 可用“”打开和关闭窗口。Matlab及其应用271.3命令行窗口和指令? Matlab的功能是通过大量的Matlab的功能是通过大量的函数函数和和指令指令来实 现的。来实 现的。 ? 1.3.1命令行窗口：1.3.1命令行窗口： 函数有些可以通过图形用户界面直接使用， 但
9、大多是通过函数有些可以通过图形用户界面直接使用， 但大多是通过命令行窗口命令行窗口实现。实现。 ? 计算-5/(4.8+5.32)2计算-5/(4.8+5.32)2 ? 复数运算(1+2i)*(1-3i)复数运算(1+2i)*(1-3i) ? 调用函数cos(pi/2)调用函数cos(pi/2) ? exp(acos(0.3exp(acos(0.3)Matlab及其应用281.3命令行窗口和指令注意： ? Matlab使用浮点型双精度数表示运行结果； ? 指令严格区分大小写； ? 命令行的记忆功能： ? 使用上（）下（）光标键逐次出现已 操作的命令； ? 上次执行的命令的头几个字母加光标上键
10、（） ；Matlab及其应用291.3.2 设置命令行窗口的显示方式? 字体和颜色：字体和颜色：File/Preference/Command Window/ font&colors ? 数值的格式的设定：数值的格式的设定：format ? format ，format short:数据的默认格式，即数据的默认格式，即short 格式：如格式：如2.7021，1000写成：写成：1.0e+003 ? format long：具有固定的：具有固定的15位有效数字；位有效数字； ? format hex：十六进制数据表示形式；：十六进制数据表示形式； ? format +：显示大矩阵式用：显示大矩
11、阵式用+、-、空格，表示正 数、负数、零。、空格，表示正 数、负数、零。 ? format bank：金融表示法，保留两位小数。：金融表示法，保留两位小数。 ? 注意：格式的改动只在本窗口中有效。注意：格式的改动只在本窗口中有效。Matlab及其应用301.3.3 常用的控制指令控制指令说明exit quit退出Matlab环境format数字格式clc清除当前的命令行窗口clear清除工作空间所有变量clear cll清除工作空间所有变量、 函数、Mex文件。home将当前命令行窗口的光标 设置在左上角控制指令说明exit quit退出Matlab环境format数字格式clc清除当前的命令
12、行窗口clear清除工作空间所有变量clear cll清除工作空间所有变量、 函数、Mex文件。home将当前命令行窗口的光标 设置在左上角what显示当前路径下的Matlab文件which判断当前文件的所在路径who显示所用的变量whos显示所用变量的明细save工作空间变量保存到磁盘文件load磁盘文件变量加载到工作空间close关闭当前的figure窗口close all关闭所有的Figure 窗口！引导可执行文件和Dos命令what显示当前路径下的Matlab文件which判断当前文件的所在路径who显示所用的变量whos显示所用变量的明细save工作空间变量保存到磁盘文件load磁盘
13、文件变量加载到工作空间close关闭当前的figure窗口close all关闭所有的Figure 窗口！引导可执行文件和Dos命令Matlab及其应用311.3.4 常用的键盘操作指令Ctr +c终止运行程序（操作指令）Ctr +w关闭当前窗口。Ctr +0激活命令行窗口Ctr +1激活命令历史窗口Ctr +2激活当前目录窗口Ctr +3激活工作空间窗口Ctr +c终止运行程序（操作指令）Ctr +w关闭当前窗口。Ctr +0激活命令行窗口Ctr +1激活命令历史窗口Ctr +2激活当前目录窗口Ctr +3激活工作空间窗口Matlab及其应用321.4 命令行历史窗口和历史记录? 1.4.1
14、 命令行历史窗口 记录了在Matlab中键入的所有指令，包括每次 启动的时间、每次启动后键入的所有命令，可 以重新执行这些命令，也可以直接将它保存成M 文件（通过快捷菜单实现）。记录了在Matlab中键入的所有指令，包括每次 启动的时间、每次启动后键入的所有命令，可 以重新执行这些命令，也可以直接将它保存成M 文件（通过快捷菜单实现）。 快捷菜单： copy、evaluate selection、 create M- file、delete selection、delete entire history 设置：file/preferencesMatlab及其应用331.5 帮助系统? Matl
15、ab工具箱包含上万条指令，每个指令函 数对应不同的操作参数，不可能全记住，所 以利用帮助极其必要。Matlab工具箱包含上万条指令，每个指令函 数对应不同的操作参数，不可能全记住，所 以利用帮助极其必要。 ? Matlab 的帮助系统完善，帮助内容丰富， 获取帮助的形式多样。Matlab 的帮助系统完善，帮助内容丰富， 获取帮助的形式多样。 ? 命令行帮助命令行帮助 ? 联机帮助联机帮助 ? 演示帮助演示帮助Matlab及其应用341.5.1命令行帮助? help ：已知命令名称，查用法；help ：已知命令名称，查用法；? lookfor：已知命令的关键词，查相关命令及用法；给出命令的第一行
16、（H1）内容。lookfor：已知命令的关键词，查相关命令及用法；给出命令的第一行（H1）内容。Matlab及其应用351.5.2 联机帮助? 所有的Matlab函数都具有自己的帮助信息，它 最直接说明函数的用途，需要的参数和返回变 量等；所有的Matlab函数都具有自己的帮助信息，它 最直接说明函数的用途，需要的参数和返回变 量等；? 获得联机帮助快捷而方便，不用联上互联网；获得联机帮助快捷而方便，不用联上互联网；? Help菜单中“help”、“matlab help”等 多个选项；Help菜单中“help”、“matlab help”等 多个选项；? 工具栏中“？”。工具栏中“？”。? 不同的版本略有不同。不同的版本略有不同。Matlab及其应用361.5.3 演示帮助Demos? Matlab提供的实例演示帮助。? 在联机帮助中找Demos；? 直接输入命令Demos。Matlab及其应用37怎样获得好的帮助？首先是MATLAB窗口中的help命令， 它最常用、最快，往往也是最有效的。 给出关键字就能找到相应的说明。Help 命令简单易用，
