MATLAB教学讲解课件第一章

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,*,第一章 概述,MATLAB,将计算、可视化和编程等功能集于一个易于使用的环境，并遇有如下特点：,功能强大；,简单易学；,编程效率高。,目录,1.1 MATLAB,简介及安装,1.2 MATLAB,的目录结构,1.3 MATLAB,的工作环境,1.4 MATLAB,的通用命令,1.5 MATLAB,的帮助系统,1.6 MATLAB,示例,习 题,1.1 MATLAB,简介及安装,1,MATLAB,的发展历程,2,MATLAB,的特点,3,MATLAB,的安装,1,MATLAB,的发展历程,1980,年，美国新墨西哥大学计算机科学,系主任,Cleve,着手编写供学生使用的子程,序接口程序，取名为,MATLAB,；,1984,年，推出了,MATLAB,第一个商业版,本；,1992,年，推出,MATLAB 4.0,版；,1997,年，推出,MATLAB 5.0,版；,2000,年，推出,MATLAB 6.0,版；,2004,年，推出,MATLAB 7.0,版；,2008,年，推出,MATLAB 7.6,版。,2,MATLAB,的特点,开发环境,编程,数值处理,图形化,图形用户界面,文件,I/O,和外部应用程序接口,3,MATLAB,的安装,MATLAB,对,PC,系统的要求,1.2 MATLAB,的目录结构,安装,MATLAB,后，在安装目录下将包含如下文件夹。,续表,1.3 MATLAB,的工作环境,1,菜单和工具栏,2,命令窗口,3,历史命令窗口,4,当前工作目录窗口,5,工作空间窗口,本节介绍,MATLAB,的工作界面和基本的操作方法。,MATLAB,的工作界面主要包括：,菜单；,工具栏；,命令窗口；,历史命令窗口；,当前工作目录窗口；,工作空间窗口。,MATLAB,工作环境,1,菜单和工具栏,这里只简单介绍默认情况下的菜单和工具栏。,【File】,菜单主要用于对文件的处理。,【Edit】,菜单主要用于复制、粘贴等操,作，与一般,Windows,程序的类似，在此,不作详细介绍。,【Debug】,菜单用于调试程序。,【Desktop】,菜单用于设置主窗口中需要,打开的窗口。,【Window】,菜单列出当前所有打开的窗,口。,【Help】,菜单用于选择打开不同的帮助系,统。,当用户单击“,Current Directory”,窗口时，使得该窗口成为活动窗口，同时增加一个如下图所示的菜单,【View】,，用于设置如何显示当前目录下的文件。,当用户单击“,Workspace”,窗口时，使得该窗口成为活动窗口，同时增加如下图所示的菜单,【View】,和,【Graphics】,。,2,命令窗口,命令窗口是,MATLAB,的主要交互窗口，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“,”,为运算提示,符，表,MATLAB,处于准备状态。,当在提示符后输入一段程序或一段运算式,后,【Enter】,键，,MATLAB,会给出计算结,果，并再次进入准备状态（所得结果将被,保存在工作空间窗口中）。,单击命令窗口右上角的“ ”按钮，可以使,命令窗口脱离主窗口而成为一个独立的窗,口。,连续输入多条命令后再执行,一条命令在多行,例如： 在,MATLAB,命令窗口输入命令：,a=1,1.5,2,9,7,；,0,3.6,0.5,-4,4,；,7,10,-3,22,33,；,3,7,8.5,21,6,；,3,8,0,90,-20,将显示一个,5*5,矩阵。,MATLAB,赋值语句有两种形式：,(1),变量,=,表达式,(2),表达式,其中“表达式”是用运算符将有关运算量连接起来的式子，其结果是一个矩阵。,注第二种语句形式下，将表达式的值赋给,MATLAB,的永久变量,ans,。,如果在语句的最后加分号，那么，,MATLAB,仅仅执行赋值操作，不再显示运算的结果。,3,历史命令窗口,主要用于记录所有执行过的命令；,保留自安装后所有使用过命令的历史记,录，并标明使用时间；,可以通过用鼠标双击某一历史命令来重新,执行该命令；,可以成为一个独立的窗口。,通过上下文菜单，可删除或粘贴历史记录；,可为选中的表达式或命令创建一个,M,文件；,可为表达式或命令创建快捷按钮。,4,当前工作目录窗口,当前工作目录是指,MATLAB,运行文件时的目录。只有在当前工作目录或搜索路径下的文件、函数可以被运行或调用。如下图所示。,5,工作空间窗口,工作空间窗口将显示目前内存中所有的,MATLAB,变量的变量名、数据结构、字节数以及类型等信息，如下图所示。,1.4 MATLAB,的通用命令,1,常用命令,2,输入内容的编辑,3,标点,4,搜索路径与扩展,通用命令是,MATLAB,中经常使用的一组命令，这些命令可以用来管理目录、函数、变量、工作空间、文件和窗口等。下面对这些命令进行介绍。,1,常用命令,常用命令的功能,2,输入内容的编辑,在命令窗口中，,MATLAB,提供了控制光标位置和进行简单编辑的键盘按键，部分常用的键盘按键及其功能如下表所示。,3,标点,在,MATLAB,中，一些标点符号被赋予了特殊的功能，如下表所示。,4,搜索路径与扩展,用户自己书写的函数有可能并没有保存在搜索路径下。要解决这个问题，只需把程序所在的目录扩展成,MATLAB,的搜索路径即可。,（,1,）查看,MATLAB,的搜索路径,选择,MATLAB,主窗口中的,【,File】|【Set,Path】,菜单，进入,【,设置搜索路径,】,对话框。通过该对话框可为,MATLAB,添加或删除搜索路径。,在命令窗口中输入,path,或,genpath,可得到,MATLAB,的所有搜索路径，具体代码如下：,（,2,）设置,MATLAB,的搜索路径,方法一：在,MATLAB,命令窗口中输入,editpath,或,pathtool,命令或通过,【File】,|【Set Path】,菜单，进入 “设置搜索路,径”对话框，通过该对话框编辑搜索路,径。,方法二：在命令窗口执行“,path(path,D:Study )”,，然后通过 “设置搜索路,径”对话框查看“,D:Study”,是否在搜索路,径中。,方法三：在命令窗口执行“,addpath,D:Study- end”,，将新的目录加到整个,搜索路径的末尾。如果将,end,改为,begin,，可以将新的目录加到整个搜索路,径的开始。,1.5 MATLAB,的帮助系统,1,命令窗口查询帮助系统,2,联机帮助系统,3,联机演示系统,MATLAB,为用户提供了非常完善的帮助系统。下面分别介绍,MATLAB,的三类帮助系统。,1,命令窗口查询帮助系统,常见的帮助命令,2,联机帮助系统,用户可以通过下述方法进入,MATLAB,的联机帮助系统。,直接单击,MATLAB,主窗口中的“ ”按钮；,选中,Help,菜单的前,4,项中的任意一项；,在命令窗口中执行,helpwin,、,helpdesk,或,doc,。,3,联机演示系统,可以通过以下方式打开联机演示统。,选择,MATLAB,主窗口菜单的,【Help】|,【Demos】,选项；,在命令窗口输入,demos,；,直接在帮助页面上选择,Demos,页。,1.6 MATLAB,示例,下面以一个简单的例子展示如何使用,MATLAB,进行简单的数值计算。,【,例,1】,求解线性方程组,AX=B,1 1.5 2 9 7 3,0 3.6 0.5 -4 4 -4,其中,A= 7 10 -3 22 33,，,B= 20,3 7 8.5 21 6 5,3 8 0 90 -20 16,在,MATLAB,命令窗口输入命令：,a=1,1.5,2,9,7,；,0,3.6,0.5,-4,4,；,7,10,-3,22,33,；,3,7,8.5,21,6,；,3,8,0,90,-20;,b=3;-4;20;5;16;,x=ab,得到的结果是：,x =,3.5653,-0.9255,-0.2695,0.1435,0.0101,【,例,2】,求方程,x4+7x3 +9x-20=0,的全部根。,在,MATLAB,命令窗口输入：,p=1,7,0,9,-20; %,建立多项式系数向量,x=roots(p) %,求根,得到的结果是：,x =,-7.2254,-0.4286 + 1.5405i,-0.4286 - 1.5405i,1.0826,习 题,1,简述,MATLAB,的主要功能。,2,在命令窗口输入“,w=3+2”,，然后依次使用,clear,和,clc,命,令，分别观察命令窗口、工作空间窗口和历史命令窗口,的变化。,3,将硬盘上一已有目录，加入到搜索路径，并将其设置为,当前工作目录。,4,通过命令窗口，查询函数,sin(),的用法。,5,通过联机帮助系统，查询函数,inv(),的用法。,6,通过联机演示系统，查询并运行“,Control Systems,Toolboxes”,下的“,Case Studies”,中的“,Yaw Damper,for a 747 Aircraft”,演示程序。,7,在命令窗口依次执行“,w=5;”,、“,p=2*w”,和“,q=,p+w,”,。,8,在命令窗口同时执行下述代码：,w=5,；,p=2*w,q=p+w,