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1、实用工程软件 MATLAB语言,本课程选择在设计造型、科学计算和虚拟仿真技术等领域中的先进工程软件UG、 ADAMS和MatLab作为授课内容，以期使学生了解和初步掌握研究和实现工程/产品创新的得力助手和有效工具。 UG：主要介绍三维造型和参数化设计方法以及渲染、装配技术在产品造型中的应用； ADAMS：用ADAMS介绍计算机建模、系统仿真、分析方法。 MatLab：介绍MatLab语言的基本概念、编程环境、语法规则、绘图功能和程序结构等；,课程安排,学时: 18学时 安排：讲课后上机，共6次，包括最后考核。 考核要求：上机不得缺勤，最后交课堂大作业,资料： ftp：202.38.71.7 用
2、户名：engineering Password：engineering Email： 刘志刚： 电话： 3600552-1,学习内容 一、MATLAB概述 二、MATLAB运算基础 三、MATLAB绘图与句柄绘图 四、MATLAB数值计算与符号计算 五、MATLAB程序设计 六、信号处理工具箱应用 七、高级应用,第一章 MATLAB语言概述,一、MATLAB语言的发展 matlab语言是由美国的Clever Moler博士于1980年开发的 设计者的初衷是为解决“线性代数”课程的矩阵运算问题 取名MATLAB即Matrix Laboratory 矩阵实验室的意思,经过多年的开发运用和改进，M
3、ATLAB语言是已经成为在科学计算、数值分析、工程计算、自动控制及其他领域的高级研究工具。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,二、matlab能做什麽 数学计算 新算法研究开发 建模、仿真及样机开发 数据分析、探索及可视化 科技与工程的图形功能 友好图形界面的应用程序开发,例、用一个简单命令求解线性系统 3x1+ x2 - x3 = 3.6 x1+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
4、 -0.4606 0.3848,对于线性系统有Ax=b,例、用简短命令计算并绘制在0x6范围内的sin(2x)、sinx2、sin2x。 x=linspace(0,6) y1=sin(2*x),y2=sin(x.2),y3=(sin(x).2; plot(x,y1,x, y2,x, y3),阶梯图,用四种方法描述cos(x)*sin(y)图形,MATLAB语言的特点： 语言简洁紧凑，语法限制不严，程序设计 自由度大，可移植性好 运算符、库函数丰富 图形功能强大 人机界面友好、编程效率高 扩展性强，拥有非常丰富的工具箱,1.矩阵运算功能,MATLAB提供了丰富的矩阵运算处理功能，是基于矩阵运算的
5、处理工具。 变量 矩阵，运算 矩阵的运算 例如 C = A + B ，A,B,C都是矩阵,是矩阵的加运算 即使一个常数，Y=5，MATLAB也看做是一个11的矩阵,2.符号运算功能 符号运算即用字符串进行数学分析 允许变量不赋值而参与运算 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,3.丰富的绘图功能与计算结果的可视化,具有高层绘图功能两维、三维绘图 具有底层绘图功能句柄绘图 使用plot函数可随时方便的将计算结果可视化，使原始数据的关系更加清晰明了，并揭示了数据间的内在联系。,4.丰富的MATLAB工具箱,MATLAB主工具
6、箱 符号数学工具箱 SIMULINK仿真工具箱 控制系统工具箱 信号处理、小波分析工具箱 图象处理工具箱 通讯工具箱 系统辨识工具箱 神经元网络工具箱 金融工具箱,5.MATLAB的兼容功能 可与C语言、FORTURE语言跨平台兼容,6.MATLAB的容错功能 非法操作时，给出提示，并不影响其操作 1/0 Warning: Divide by zero ans = Inf,7.MATLAB的开放式可扩充结构,matlab 所有函数都是开放的 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 8.强大的联机检索帮助系统 可随时检索matlab函数 可随时查询matlab函
7、数的使用方法,三、 启动MATLAB,开机执行程序 开始所有程序MatlabMatlab.exe 用鼠标双击matlab图标） 即可打开matlab命令平台,四、MATLAB界面,与Windows的窗口界面类似，有菜单项File、Edit、Debug、Desktop、Windows、Help等项可以选择。,、安装目录 、菜单、工具栏 、命令窗口、历史命令窗口 、当前目录浏览器窗口 、工作空间浏览器窗口 、数组编辑器窗口 、文件编辑调试窗口 、程序性能剖析窗口 、帮助窗口,五、MATLAB联机帮助系统,（一）帮助窗口 、Begin here ：简介Matlab的特点、内容和方法 、Release
8、 Notes：介绍版本升级的变化 、Installation：介绍各种环境下的安装方法 、Matlab-Getting Started：对Matlab的环境、图形和编程进行简单的介绍 、Matlab-Examples：较全面的进行举例 、Matlab-Mathematics ：数学运算 、Matlab-Programming：编程及数据类型 、Matlab-Printing the Documentation Set：列出可打印的PDF文件,（二）联机帮助命令,help 功能可以得到纯文本形式的帮助信息（Matlab的命令、函数的M文件都有纯文本形式的注释），并且速度较快 help 显示hel
9、p 主题一览表 help topic 给出指定主题的帮助，主题可以是函数、目录或局部路径 help 显示特殊字符与符号帮助信息 help help 显示help 的帮助信息,虽然help可以随时提供帮助，但必须知道准确的函数名称。当不能确定函数名称时，help就无能为力了。,Lookfor函数在所有的帮助条目中搜索关键字，常用于查找具有某种功能或不知道准确名字的命令 lookfor fourier 寻找含有傅立叶变换的相关指令,help、lookfor 两个指令构成了matlab语言相当完善的在线帮助查询系统,lookfor fouri 寻找所有包含fouri的指令和注释 如 FFT Disc
10、rete Fourier transform,六、Matlab基本命令,（一)Matlab基本搜索路径 当用户在命令窗口提示符“”后输入一个名字如X后 、在Matlab内存中检查，检查X是否为工作空间变量或特殊变量 、检查X是否为Matlab的内部函数 、在当前目录中，检查是否有“X.mex”或“X.m”文件 、在Matlab搜索路径的所有其它目录中，检查是否有“X.mex”或“X.m”文件 、都没有，报错,Matlab搜索路径可以通过菜单“File”- “Set Path”命令设置修改，也可以通过命令修改 path 显示matlab启动时设定的搜索路径 addpath 将一个新的目录加入ma
11、tlab搜索路径 rmpath 从当前matlab搜索路径中清除某个目录,（二）文件管理命令 .dir 可列出指定目录下的文件和子目录清单 例如: dir 可显示当前目录下的所有文件 dir c:matlab dir c:matlab*.m,.what列出当前工作目录下的M文件、Mat文件、Mex文件清单,.cd可改变当前工作目录 cd _ _ 显示当前子目录 cd c:matlabtoolbox cd _ . . 退出当前子目录到上一级目录 cd _ 回到根目录,type myfile.m 与dos下的用法完全一样,.type 可显示指定文件的 全部内容,Which abs Which my
12、fun.m,.Which 指出M文件所在的目录,.delete 删除指定文件,del abc 删除当前目录下的abc文件 del c:matlabaaa.m 注意：只可删除用户文件，其它文件不要轻易删除，否则系统会瘫痪,（三）工作空间管理命令,who与whos 作用都是列出在matlab工作空间中已经驻留的变量名清单 不同的是whos在给出驻留变量的同时，还给出他们的维数及性质,2. clear,删除工作空间中的变量 clear A B 表示删除A和B两个变量 clear 则表示删除工作空间中的所有变量,3、exist 查询工作空间中列出指定文件所在的目录 aa=exist(X) 若aa=1
13、，表明存在名为X的内存变量 若aa=2 ，表明存在“X.m”文件 若aa=3 ，表明存在“X.mex”文件 若aa=5 ，表明存在名为X的内部函数 若aa=7 ，表明X是一个目录名 若aa=0 ，表明不存在以上文件或变量,把matlab工作空间中一些有用的数据长久保存下来的方法是生成mat数据文件。 save 将工作空间中所有的变量存到matlab.mat文件中。,、工作空间数据的保存与获取,默认文件名,save data将工作空间中所有的变量存到data.mat文件中。 save data a b 将工作空间中a和b变量存到data.mat文件中。 下次运行matlab时即可用load指令调
14、用已生成的mat文件。,load load data load data a b mat文件是标准的二进制文件，还可以ASCII码形式保存。,即可恢复保存过的所有变量,（四）窗口清屏命令 clc 将命令窗口清屏 clf 将图形窗口清屏 cla 将图形窗口当前坐标系下的内容清空 close 关闭所有图形窗口,（五）显示格式设定 显示格式可以在preferences里设定，也可以使用语句设置，如： format short 显示小数点后位 format long 15位数字显示,七、操作实例 、启动Matlab 、在命令窗口中输入： a=1 2 3;4 5 6;7 8 9; b=1 1 1;2 2
15、 2;3 3 3; c=calc; d=a+b*i;,、查看工作空间浏览器窗口 、双击变量d，打开数组编辑器窗口 、打开历史命令窗口，选择上面行命令，右键选择Create M-File 、出现文件编辑调试窗口，将文件保存为c:mydirtest1.m 、将当前目录设为c:mydir,查看当前目录浏览器窗口 、现在在命令窗口中输入test1，可以运行该文件 、打开程序性能剖析窗口，运行test1,、命令窗口输入“save test1”，在当前目录浏览器窗口会中会出现test1.mat文件 、重启Matlab，输入test1，不能运行程序 、把当前目录设为c:mydir，则又可运行test1 、输入clear，查看工作空间浏览器窗口 、输入load test1，查看工作空间浏览器窗口,
