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1、T30521 Guanghui Zhao Xidian Uni., China, 2010Programming Design for MATLAB航天电子信息研究所航天电子信息研究所Institute of Aero-Space Electronics Information XIDIAN UNIVERSITY西安电子科技大学西安电子科技大学主讲：赵光辉主讲：赵光辉MATLAB能做什么？1.1.强大的计算能力强大的计算能力2.2.工程应用及误差分析工程应用及误差分析3. 3. 3. 3. 图像处理图像处理图像处理图像处理MATLAB简介MATLAB名字由MATrix和 LABoratory
2、两词的前三个字母组合而成该软件最初由美国新墨西哥大学Cleve Moler教授采用Fortran编写MATLAB最初为DOS版本，直至MathWorks公司1993年推出MATLAB4.0版本 该版本包含：该版本包含：1. 1. SIMULINK 2. 2. 开发与外部进行直接数据交换的组件，方便实时数据分析、处理和硬件开发3. 3. 推出了符号计算工具包符号计算工具包 （1993年MathWorks从加拿大滑铁卢大学购得Maple使用权以Maple为“引擎”开发了Symbolic Math Toolbox 1.0 ）4. 构作了Notebook ，实现了MATLAB与Word的无缝连接 19
3、97年仲春，MATLAB5.0版问世，紧接着是5.1、5.2，以及和1999年春的5.3版先如今已发展到MATLAB7.1，2008，2009版本8个主要部分个主要部分MATLAB 开发环境开发环境MATLAB数学函数库数学函数库编程与数据类型编程与数据类型文件文件I/O图形处理图形处理三维可视化三维可视化创建图形用户界面创建图形用户界面MATLAB应用程序接口应用程序接口(API) 工作空间中的变量工作空间中的变量输入输入/输出数据输出数据开发、管理、调试开发、管理、调试M文件文件估算估算M文件的执行效率文件的执行效率处于处于general的目录的目录 elmat 基本矩阵和矩阵操作 elf
4、un 基本数学函数 specfun 特殊数学函数 matfun 矩阵函数，即数值线性代数 datafun 数据分析和傅立叶变换 polyfun 内插和多项式 funfun 泛函和常微分方程求解 sparfun 稀疏矩阵提供许多数据类型提供许多数据类型提供运算所需的操作符提供运算所需的操作符MATLABMATLAB编程技术编程技术提供一组读写文件的命令 graph2d 二维图形 graph3d 三维图形 specgraph 专业图形 graphics 图形处理 uitools 图形用户界面工具绘制二维曲面、三维曲线对图形旋转、缩放窗口设定、修改属性等可移植FORTRAN、C语言MATLAB基本组
5、成基本组成强大的界面平台强大的界面平台 SIMULINKToolboxesn Control Systemn Communicationsn Financialn Frequency Domainn System Identificationn Fuzzy Logicn Higher-Order Spectraln Analysisn Image Processingn LMI Controln Model Predictive Controln m-Analysis and SynthesisuNeural NetworkuOptimizationuPartial Differential
6、EquationuQFT Control DesignuRobust ControluSignal ProcessinguSplineuStatisticsuSymbolic MathuSystem IdentificationuWaveletMATLAB以矩阵为基础，无须先定义后采用，可随时更改大小尺寸MATLAB特点MATLAB书写简单，如同在稿纸中书写数学式子一样MATLAB语句功能强大，一条MATLAB语句往往相当于其它语言的几十甚至几百条语句。采如fft可直接计算FFTMATLAB丰富的图形功能，许多函数可直接以图形方式给出结果MATLAB易扩展性是其最重要的特性之一1. MATLA
7、B系统概述系统概述: 搜索路径搜索路径, , 工作空间工作空间, , 集成环境集成环境, , 通用命令通用命令本书内容2. MATLAB基本操作基本操作3. MATLAB图形系统图形系统4. MATLAB程序设计程序设计5. MATLAB基本应用领域基本应用领域6. MATLAB数据阵列类型与结构数据阵列类型与结构7. MATLAB字符串处理字符串处理第一章： MATLAB系统概述MATLAB系统中存在一个搜索路径，这在每次启动系统中存在一个搜索路径，这在每次启动MATLAB时自动时自动加载。当然新的目录可添加到搜索路径上。加载。当然新的目录可添加到搜索路径上。 当用户当用户输入标识符输入标识
8、符（如（如mean）时，）时，MATLAB按下列顺序处理：按下列顺序处理：检查检查mean是否为是否为变量变量；检查检查mean是否为是否为内部函数内部函数；当前目录当前目录下是否存在下是否存在mean.m文件文件;在在MATLAB搜索路径上是否存在搜索路径上是否存在mean.m文件文件。Path，addpath(rmpath)a/b 可显示出可显示出当前当前的的MATLAB搜索路径搜索路径which mean 可确定可确定mean的的类型类型，如是，如是M文件，则可定位这一文件文件，则可定位这一文件What a/b 可显示出搜索路径上的文件名可显示出搜索路径上的文件名type mean 可显
9、示出这一文件的内容可显示出这一文件的内容edit mean 对对mean.m进行编辑进行编辑,此时此时光标会自动跳转至光标会自动跳转至Editor窗口窗口。 Practice ! 1. 1. 搜索路径搜索路径2. 工作空间工作空间你在你在MATLAB环境下输入或调用其他函数而产生的变量都保存在环境下输入或调用其他函数而产生的变量都保存在MATLAB的工作空间中。利用下列三种方法可列出工作空间中的变的工作空间中。利用下列三种方法可列出工作空间中的变量：量： 命令命令whos 列出工作空间中的变量名、大小、类型等信息；列出工作空间中的变量名、大小、类型等信息； 命令命令who 只列出工作空间中的变
10、量名；只列出工作空间中的变量名； 利用工作空间浏览器浏览。利用工作空间浏览器浏览。从工作空间中清除变量：从工作空间中清除变量： clear 清除变量清除变量 clear 变量列表变量列表 清除指定变量（注：以空格间隔）清除指定变量（注：以空格间隔）MATLAB还为还为保存保存整个工作空间或部分变量提供了命令：整个工作空间或部分变量提供了命令： u save fname 将整个工作空间保存到将整个工作空间保存到fname.mat文件中文件中u save 将整个工作空间保存到默认的将整个工作空间保存到默认的matlab.mat文件中文件中u save fname a b 只将只将a,b变量保存到变
11、量保存到fname.mat文件文件第一章： MATLAB系统概述相对应的恢复命令为相对应的恢复命令为:l loadl load fname注意注意: save, load命令格式中可使用字符串命令格式中可使用字符串,使得一次可保存或读取多个使得一次可保存或读取多个文件文件.第一章： MATLAB系统概述x1=0:.1:1; x2=1:.1:2; x3=2:.1:3;x4=3:.1:4; x5=4:.1:5; x6=5:.1:6;file=mfile; xstr=x;for i=1:6save(file int2str(i), xstr int2str(i);end这时得到了这时得到了6个文件个
12、文件mfile1.matmfile6.mat, 分别保存分别保存x1x6。这可通过。这可通过load命令检验：命令检验： clear, load mfile1 load mfile3 for i=1:6 load(mfile int2str(i) %读取所有读取所有6个的以个的以mfile开头的开头的.mat文件文件 end利用通配符利用通配符*可读取指定文件中的多个变量可读取指定文件中的多个变量: load multid x y z load multid x* load multid x*98load命令还可以读取命令还可以读取.dat文件文件: load abc.dat注意注意: abc
13、.dat为由其它文件产生的数据文件为由其它文件产生的数据文件, 以以ASCII形式表示数据形式表示数据, 每一行应具有相同的数据个数每一行应具有相同的数据个数. 读取后得到变量读取后得到变量abc, 其行数为文件的其行数为文件的行数行数, 列数为数据个数列数为数据个数. 练习练习 产生产生y=sin(x)和和y=cos(x)Practice ! Practice ! 第一章： MATLAB系统概述第一章： MATLAB系统概述3. 3. 通用命令通用命令1. 1.管理命令和函数管理命令和函数2. 2.管理变量和工作空间管理变量和工作空间3. 3.控制命令窗口控制命令窗口4. 4.使用文件和工作
14、环境使用文件和工作环境5. 5.启动和退出启动和退出MATLABMATLAB第一章： MATLAB系统概述第一章： MATLAB系统概述第一章： MATLAB系统概述第一章： 练习 结合下列指令练习：结合下列指令练习： ver，help，disp，length，size，dir，cd，等，等 1：任意打开某一程序，运行后采用：任意打开某一程序，运行后采用 who 检查检查MATLAB的内存变量的内存变量 或采用或采用whos获得驻留变量的详细情况获得驻留变量的详细情况2：建立用户目录，并使之成为当前目录，保存数据建立用户目录，并使之成为当前目录，保存数据 mkdir(c:,my_dir); %
15、在在C盘上创建目录盘上创建目录my_dir cd c:my_dir %使使c:my_dir成为当前目录成为当前目录 save saf X Y Z %选择内存中的选择内存中的X,Y,Z变量保存为变量保存为saf.mat文件文件 dir %显示目录上的文件显示目录上的文件 3：清空内存，从清空内存，从saf.mat 向内存装载变量向内存装载变量Z clear %清除内存中的全部变量清除内存中的全部变量 load saf Z %把把saf.mat文件中的文件中的Z变量装入内存变量装入内存 who %检查内存中有什么变量检查内存中有什么变量 课堂练习第一次上机作业第一次上机作业第一章第一章u 熟悉熟悉
16、MATLAB环境，练习第一章的命令；环境，练习第一章的命令；u 练习显示格式（练习显示格式（P13）u 利用利用Help命令，搞清楚命令，搞清楚MATLAB的所有主题，利用的所有主题，利用help signal和和help control搞清楚这两个工具箱搞清楚这两个工具箱u 练习练习whos,who,disp,clear,which,ver等命令等命令 第一次上机作业第一次上机作业 第一章第一章熟悉熟悉MATLAB环境，练习第一章的命令；环境，练习第一章的命令；练习显示格式（练习显示格式（P13）利用利用Help命令，搞清楚命令，搞清楚MATLAB的所有主题的所有主题利用利用help signal和和help control搞清楚这两个工具箱搞清楚这两个工具箱练习练习whos,who,disp,clear,which,ver等命令等命令 重点掌握重点掌握路径命令：路径命令：path,addpath,rmpath帮助命令：帮助命令：help,doc显示命令：显示命令：what,which,who/whos清除命令：清除命令：clc,clear,close存储、载入命令：存储、载入命令：save,load要求掌握添加路径、存储、载入变量的方法要求掌握添加路径、存储、载入变量的方法
