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1、Matlab入门学习,MATLAB入门学习,1 Matlab简介 2 Matlab基础操作 3 Matlab变量与函数 4 Matlab数组与矩阵 5 Matlab程序设计 6 Matlab作图,Matlab-矩阵实验室(Matrix Laboratory). matlab语言是由美国的Clever Moler博士于1980年开发的，设计的初衷是为解决“线性代数”课程的矩阵运算问题 Matlab语言是功能强大的计算机高级语言,它以超群的风格与性能风靡全世界. Matlab已成为世界上应用最广泛数学软件之一,该软件以矩阵运算为基础，将计算、可视化、程序设计融合在简单易用的交互式环境中。,1 Ma
2、tlab简介,一、Matlab简介,MATLAB在美国已经作为大学工科学生必修的计算机语言之一 (C, FORTRAN, ASSEMBLER, MATLAB) 近年来，MATLAB语言已在我国推广使用，现在已应用于各学科研究部门和许多高等院校 MATLAB语言不受计算机硬件的影响，286以上的计算机都可以使用,二、Matlab运用举例,例1、用一个简单命令求解线性系统 程序：dez211.m,例2、用简短命令绘制在0x6范围内的sin(2x)、sinx2、sin2x。,程序：dez212.m,例3、 绘制正弦曲线和余弦曲线。 x=0:0.5:360*pi/180; plot(x,sin(x),
3、x,cos(x); 例4、 求方程 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,三、Matlab语言特点,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 图形功能强大 界面友好、编程效率高 功能强大的工具箱 扩展性强,Matlab主工具箱 符号数学工具箱 仿真工具箱 控制系统工具箱 系统辨识工具箱 小波工具箱 模糊逻辑工具箱,神经网络工具箱 通信工具箱 图象处理工具箱 优化工具箱 财政金融工具箱 样条工具箱 统计工具箱 信号处理工具箱,功能强大的工具箱,1.强大的数
4、值（矩阵）运算功能 2.广泛的符号运算功能 3.高级与低级兼备的图形功能（计算结果的可视化功能） 4.可靠的容错功能 5.应用灵活的兼容与接口功能 6.信息量丰富的联机检索功能,四、Matlab语言功能,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、泰勒级数展开、寻优
5、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函数可随时将计算结果可视化,4.MATLAB的容错功能 非法操作时，给出提示，并不影响其操作 如1/0,5.MATLAB的兼容功能 可与C语言、FORTURE语言跨平台兼容 用函数CMEX、FMEX实现 此功能不推荐使用,6.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函数的使用方法,Matlab联机帮助命令,help 功能提供matlab大部分主题的在线帮助信息 help 显示help 主题一览表 help elfun 显示基本的数学
6、函数 help 显示特殊字符与符号帮助信息 (or help ops) 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。,Matlab联机帮助命令,Lookfor函数 它可提供通过一般的关键词，搜索出一组与之相关的命令 lookfor fourier寻找含有傅立叶变换的相关指令 lookfor fouri寻找所有包含fouri的指令和注释,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,返回,一、启动、进入 用鼠标双击matlab图标 即可打开matlab命令平
7、台 关闭（退出） 直接点 exit,quit,2 Matlab基础操作,二、Matlab工作界面,命令窗口,工作空间,历史命令,工作目录,当前工作目录,菜单,工具栏,开始菜单,命令窗口（Command Window） 历史命令窗口（Command History） M文件编辑/调试器（Editor/Debugger） 当前目录浏览器（Current Directory Browser） 工作空间浏览器（Workspace Browser） 内存数组编辑器（Array Editor） 图形窗口（Figure） 帮助导航/浏览器（Help）,主要窗口：,命令窗口 命令窗口是命令行语句执行的主要窗口
8、，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，在命令提示符后键入命令并按下回车键后，MATLAB就会执行所输入的命令，并在命令后面给出计算结果。,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。若一命令后带有分号，则回车后matlab将执行该命令，但并不显示该命令的结果。 如果一个命令行很长，可以在第一行之后加上3个小黑点（）并按下回车键，接着下一行继续写命令的其他部分。3个小黑点称为续行符。 在MATLAB里，有很多的控制键和方向键可用于命令行的编辑。,常用的操作命令,历史命令窗口 该窗口中显示每次开启m
9、atlab的时间和开启后已执行过的命令，单击窗口的右上角的箭号会独立显示该窗口。双击该窗口中某条命令即可将该命令发送到命令窗口重新执行一次。 在该窗口的某一命令上单击鼠标右键会弹出菜单。,下拉菜单的功能：,Copy 将所选历史命令拷贝到剪贴板 EvaluateSelection 运行所选历史命令 CreateM-File 打开编辑器，将所选历史命令复制到编辑器 DeleteSelection 删除所选历史命令(不确认是否删除) DeletetoSelection 从头删除到所选历史命令(不确认是否删除) DeleteEntireHistory 清除全部历史命令(将弹出对话框确认是否清除),M文
10、件编辑/调试器 选择【File】【New】 【M-File】或者直接在命令窗口中输入edit就可以打开M文件编辑窗口,当前目录浏览器 当前目录是指MATLAB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。在该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可以使用交互式界面设置法。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,MATLAB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：
11、 (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) 检查该命令是否MATLAB搜索路径中其他目录下的M文件。,用户可以将自己的工作目录列入MATLAB搜索路径，从而将用户目录纳入MATLAB系统统一管理。设置搜索路径的方法有： (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
12、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，则需要保存搜索路径。,工作空间浏览器,工作空间浏览器（又称内存浏览器）是MATLAB的一个变量管理中心，用于存储各种变量和结果。可以显示变量的名称、大小、字节和变量类型说明等信息，可对变量进行观察、编辑、保存和删除,变量查询函数who与whos。作用都是列出在工作空间中已经存在的变量名清单；不同的是whos在给出变量的同时，还给出其详细信息。 matlab中本身自带的变量是不能用该命令查询的。,内存数组编辑器,选中工作空间中的任一数组，双击该数组即可打开内存数组编辑器,图形窗
13、口,图形窗口的打开方式有三种： 在主窗口上依次选择FileNew Figure或Open file操作时，选择打开图形文件。 在命令窗口输入figure命令。 执行结果为图形的命令。,% This m-file calculates and plots the function sin(x) for 0 = x = 6. x = 0:0.1:6; y = sin(x); plot(x,y);,选择Desktop菜单中的Help菜单项或选择Help菜单中的MATLAB Help菜单项可以打开帮助浏览器。,帮助导航/浏览器,help命令,help 功能：列出帮助主题，内容为函数库和工具箱的名称和功
14、能简介。 help 函数库名 功能：列出指定的函数库中所有函数的名称和功能简介。 help 函数名 功能：指定的函数的帮助信息，即语法、参数说明和例子。,lookfor命令,lookfor 关键词 功能：搜索出一系列与给定关键词相关的命令和函数。,模糊查询,输入命令的前几个字母，然后按Tab键，就可以列出所有以这几个字母开始的命令和函数。需要注意的是，lookfor和模糊查询查到的不是详细信息，通常还需要在确定了具体函数名称后用help命令显示详细信息。,三、Matlab的运行方式,命令行运行方式：在命令窗口中输入命令行来实现运算或作图. 处理复杂的问题和大量数据时较困难 M文件运行方式：以.
15、m为扩展名的M文件中输入一系列数据和命令，然后执行. M文件分为两种：脚本M文件和函数M文件,3.1 变量 3.2 运算符号及标点符号 3.3 数学函数 3.4 M文件 作业题1,3 Matlab的变量与函数,1）矩阵：由mn个数组成的排成m行n列的一个矩形的数表，其中00矩阵为空矩阵。数表中第i(1im)行第j(1jn)列的数据称为矩阵元素 2）标量 ：11的矩阵，即为只含一个数的矩阵。 3）向量：1n或n1的矩阵，即只有一行的或者一列的矩阵。只有一行的矩阵称为行向量，只有一列的矩阵称为列向量。数表中第i(1in)个数据称为向量元素。 4）数组：矩阵的延伸，一般指多维数组，其中标量、向量和矩
16、阵都是数组的特例。,3.1 变量,基础知识,5）数据类型,数据类型包括数值型、字符串型、元胞型、构架型等。数值型有单精度型、双精度型和整数型。整数型有uint8,uint16,uint32和uint64等无符号型和int8，int16，int32和int64等符号型整数。 数值型数据可以用带小数点的形式和科学计数法表示，数值的表示范围是10-30910+309。 -20、1.25、2.88e-56(表示2.8810-56)、7.68e204(表示7.6810204) 都是合法的数据表示。 一般在计算时采用双精度型，在输出时有多种数值显示格式可供选择。,数值显示格式的设置通过format 命令， 格式如下：,format short 默认设置，以5位数字形式输出 format long 以15位十进制数形式输出 format short e 以5位十进制数加指数形式输出 format long e 以16位十进制数加指数形式输出
