MATLAB程序设计教程

单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,MATLAB,程序设计教程,1,教案,教案,课程介绍,1、绘制正弦曲线和余弦曲线,MATLAB语句实现：,x=0:0.1:2*pi;,plot(x,sin(x),r*,x,cos(x),b),9/13/2024,2,2、计算不定积分,MATLAB语句实现：,syms x a b;,f=exp(a*x)*cos(b*x);,f1=int(f,x),pretty(f1),3、求解线性方程组,MATLAB语句实现：,a=2,3,-1；8,2,3；45,3,9；,b=2；4；23；,x=inv(a)*b,9/13/2024,3,教案,第一部分 MATLAB概论,第二部分 MATLAB基本运算,（数值、矩阵、符号数学）,第四部分 M文件程序设计,第三部分 MATLAB基本绘图,第五部分 Simulink基础（建模和仿真）,我们将这门课程分成五大部分,9/13/2024,4,一、MATLAB的发展史,MATLAB是由美国的Math Works公司推出的科学及工程计算软件，,其名字是由MATRIX（矩阵）和LABORATORY（实验室）这两,个词的前三个字母组合而成。,20,世纪七十年代，时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任的,Cleve Moler,出于减轻学生编程负担的动机，为学生设计了一组调用,LINPACK,和,EISPACK,矩阵软件工具包库程序的的“通俗易用”的接口，此即用,FORTRAN,编写的萌芽状态的,MATLAB,。,1984,年由,Little,、,Moler,、,Steve Bangert,合作成立,MathWorks,公司，并把,MATLAB,正式推向市场。从这时起，,MATLAB,的内核采用,C,语言编写，而且除原有的数值计算能力外，还新增了数据图视功能,。为,MATLAB,第,1,版,(,DOS,版,),。,1997,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。现今的,MATLAB,拥有更丰富的数据类型和结构、更友善的面向对象、更加快速精良的图形可视、更广博的数学和数据分析资源、更多的应用开发工具,。,9/13/2024,5,教案,二、有人称MATLAB为第四代计算机语言。原因是,1、与Fortran、C等传统高级语言对比，其语句简单、明了，,更符合我们平常的思维习惯；,简单易学的“科学便笺式”工作,环境和编程语言。,2、MATLAB具有良好的数据可视化功能，能将数字结果,以图形的形式表现出来，让人一目了然。,例：我们画一个周期的正弦波，其程序如下：,x=0：pi/50,：2*pi；,y=sin（x）；,plot（x，y）,2001,年,6,月，推出最新版本,6.1,版，现在我们用的是,MATLAB6.5.1,与以前版本相比较，其主要特点见教材,P1,。,9/13/2024,6,教案,三、MATLAB的应用领域,1、数学计算和分析,3、通信系统分析与仿真、数字信号处理、图形图象处理,2、自动控制、人工智能、模糊逻辑,4、金融系统、数理统计,第一章 MATLAB概论,1.1 MATLAB简介,一、MATLAB的特点（典型的）,1、语言简洁紧凑，运算符丰富,算术、逻辑、关系、符号,2、具有结构化的控制语言；,3、程序设计自由度大，可移植性好；,4、具有强大的图形处理功能；,5、包含功能强劲的工具箱；,6、一个最重要、最受欢迎的特点是它的开放性，可与,JAVA、C等语言程序连接。,9/13/2024,7,二、MATLAB的启动与退出,1、启动：,双击桌面上的快捷方式图标或在桌面“开始”“程序”“MATLAB6P5”,2、退出：,（1）直接单击命令窗口右上角的“,关闭窗口,”按钮；,（2）在命令窗口中输入命令“,quit,”；,（3）命令窗口的菜单栏的“,MATLAB”,（4）按快捷键“,ctrl+Q,”；,三、MATLAB的主要组成部分（五部分）,1、开发环境,由一组工具和组件组成，提供编写程序和调试程序的环境，,包括：MATLAB桌面、命令窗口、命令历史窗口、,工作空间浏览器、文件和搜索路径浏览器、,帮助信息浏览器,2、MATLAB数学函数库,基本函数：sum、sin、a+jb、exp、abs,高级函数：FFT、fourier（）,9/13/2024,8,教案,3、MATLAB的编程语言,5、应用程序接口（API）,API可提供接口程序，使MATLAB与Fortran、C等传统高级语言程序进行交互；,MATLAB开发环境有五个主要窗口： （P5 图1-6）,命令窗口、启动平台窗口、工作空间窗口、历史命令窗口、当前路径窗口,（1）启动平台（Launch Pad）和工作空间（Workspace）在同一位置（用箭头或窗口标签来切换）；,（2）历史命令（Command History）和当前路径（Current Directory）在同一位置；,以,矩阵运算,为基础的高级编程语言；,4、图形处理功能,可绘制二维、三维数据的图形，并可创建图形界面（GUI）；,1.2 MATLAB开发环境（,基础和核心部分,）,（3）可通过“View”菜单来选择显示哪些窗口；,（4）可通过“View-Desktop Layout”设定6种桌面布局方式。见P5,9/13/2024,9,教案,：参数设置,View菜单,一、命令窗口是极为重要、使用最频繁的窗口，用户的数据输入和运算结果输出都在此窗口中进行。,1.2.2 命令窗口（Command Window）,例：计算,1.2.1主菜单和工具栏,P6P9,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。,9/13/2024,10,二、命令行功能键,“ ” ：调用前一命令行,“Esc”：清除当前命令行,三、参数设置 P10P11,1.2.3 启动平台（Launch Pad）,采用树型结构列出了已安装的各种工具,箱，,双击选中的工具箱或单击前面的“+”号，就能看到工具箱中的,各项功能,。,例：“Symbolic Math Toolbox”项，其显示内容：,Help ：提供在线帮助,Demos ：提供系统演示功能,Product Page（Web）：提供internet在线支持,1.2.4 工作空间（Workspace）,1、工作空间是MATLAB的一个变量管理中心,刚打开MATLAB时，只能看到一个变量ans，是一个由系统提,供的默认输出变量；当在命令窗口输入一个矩阵A=1，2，3后，,在工作空间中就多了一个新变量A。,可显示变量的,名称、尺寸、字节、长度,等信息,9/13/2024,11,教案,2、变量处理,在某一变量上单击鼠标右键会弹出菜单,Open Selection ：打开数据编辑器,Graph Selection：绘制当前变量图形,1.2.5 历史命令窗口（Command History）,1、保存已执行过的命令，必要时，用户可以把这些命令提取出来，放在命令窗口中使用；,2、例：在某一命令上单击鼠标右键，弹出菜单,Copy ： 将所选命令拷贝到剪切板,Evaluate Selection：运行所选命令,Create M-File：打开编辑器，将所选命令复制到编辑器,1.2.6 当前路径窗口（Current Directory）,1、保存当前工作路径下的图形文件和命令文件；,2、在某一命令上单击鼠标右键，弹出菜单,Open ：打开所选文件,Run ：执行所选文件,Open as Text：在编辑器中编辑所选文件,9/13/2024,12,1.3 在线帮助和在线演示,一、help命令,help ：列出主要的帮助主题,help 帮助主题：列出主要主题下的函数,help 函数名 ：对所选函数的功能、调用格式及相关,的函数给出说明,例：help,二、lookfor命令,利用关键词搜索有关命令,例：lookfor log,三、在线演示,是一组旨在介绍MATLAB功能的演示程序,（1）在命令窗口中运行命令demo,（2）再根据需要，在左侧的方框中选定演示内容的类别 ，,如“Graphics”,（3）再在右下方框中选定演示子类，如“3-Dplots”,（4）最后单击右下方的“运行”按钮,9/13/2024,13,结束第一次课,作业：P26 1.2 1.4,9/13/2024,14,教案,日 期：2004年9月 日 星期 节,学 时：2学时,内 容：1、课程介绍,2、MATLAB概论,目 的：1、了解课程的五大组成部分；,2、熟知MATLAB的主要组成部分；,3、掌握MATLAB的开发环境的五个主要窗口。,重 点： 命令窗口和历史命令窗口的正确使用,难 点： 无,方 式：课堂讲解,9/13/2024,15,