MATLAB编程与工程应用——第1章 MATLAB操作基础

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1,章,MATLAB,操作基础,*,MATLAB,编程与工程应用,教 师：曾晓东,电 话：13679007201,E_mail:,QQ:241747139,MATLAB,编程与工程应用,绪论,第1章,MATLAB,操作基础,1.1,MATLAB,简介,1.2,MATLAB,集成环境,1.3,MATLAB,语言的结构,1.4,MATLAB,的磁盘文件,1,.5,MATLAB,帮助系统,第1,章,MATLAB,操作基础,1.1,MATLAB,简介,一、,MATLAB,语言的显著特点,功能强大、适用范围广,具有强大的矩阵运算能力，使得矩阵运算非常简单。,应用于自动控制、生物医学工程、语音处理、图像处理、信号分析、航空航天等各行各业。,2.编程效率高,提供有丰富的基本库函数（称,M,文件）和专用库函数（,TOOLBOX）,3.,扩充能力强,用户在,MATLAB,环境下，可根据需要，自行建立或扩充能完成指定功能的,M,文件（库函数），与,MATLAB,提供的系统的库函数一样保存。,第1,章,MATLAB,操作基础,1.1,MATLAB,简介,一、,MATLAB,语言的显著特点,4.语句简单、内涵丰富,MATLAB,的基本数据单元是既不需要指定维数，也不需要说明数据类型的矩阵（向量和标量为矩阵的特例），而且数学表达式和运算规则与通常的习惯相同。,5.功能齐备的工具包,在欧美各高等院校，,MATLAB,已经成为线性代数、自动控制理论、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等课程的基本教学工具，成为大学生、硕士生以及博士生必须掌握的基本技能。,6.,良好的开放性,可以方便地与,JAVA、C、VB,等语言程序连接。,第1,章,MATLAB,操作基础,1.1,MATLAB,简介,二、,MATLAB,命令窗口,1、命令窗口,计算机安装好,MATLAB,之后，双击,MATLAB,图标，就可以进入命令窗口，此时意味着系统处于准备接受命令的状态，可以在命令窗口中直接输入命令语句。,例1.1：计算,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。,第1,章,MATLAB,操作基础,二、,MATLAB,命令窗口,2、命令行编辑器,（1）方向键和控制键可以编辑修改已输入的命令,：回调上一行命令,：回调下一行命令,（2）命令窗口的分页输出,more off：,不允许分页,more on：,允许分页,more(n)：,指定每页输出的行数,回车前进一行，空格键显示下一页，,q,结束当前显示。,（3）多行命令（,）,如果命令语句超过一行或者太长希望分行输入，则可以使用多行命令继续输入。,S=1-12+13+4+,9-4-18;,第1,章,MATLAB,操作基础,1.1,MATLAB,简介,三、初识,MATLAB,例1.2 绘制正弦曲线和余弦曲线。,x=0:0.5:360*pi/180;,plot(x,sin(x),x,cos,(x);,例1.3 求方程 3,x,4,+7x,3,+9x,2,-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,例1.4 求积分,quad(x.*log(1+x),0,1),例1.5 求解线性方程组。,a=2,-3,1;8,3,2;45,1,-9;,b=4;2;17;,x=inv(a)*b,第1,章,MATLAB,操作基础,1.2 MATLAB,集成环境,一、,MATLAB,主窗口,二、命令窗口(,Command Window),三、工作空间窗口(,Workspace),四、命令历史窗口(,Command History),五、当前目录窗口(,Current Directory),六、启动平台窗口(,Launch Pad),第1,章,MATLAB,操作基础,一、,MATLAB,主窗口,第1,章,MATLAB,操作基础,一、,MATLAB,主窗口,1菜单栏,File,菜单项：实现有关文件的操作。,Edit,菜单项：用于命令窗口的编辑操作。,View,菜单项：用于设置,MATLAB,集成环境的显示方式。,Web,菜单项：用于设置,MATLAB,的,Web,操作。,Window,菜单项：主窗口菜单栏上的,Window,菜单，只包含一个子菜单,Close all，,用于关闭所有打开的编辑器窗口，包括,M-file、Figure、Model,和,GUI,窗口。,Help,菜单项：用于提供帮助信息。,第1,章,MATLAB,操作基础,一、,MATLAB,主窗口,2工具栏,MATLAB,主窗口的工具栏共提供了10个命令按钮。这些命令按钮均有对应的菜单命令，但比菜单命令使用起来更快捷、方便。,第1,章,MATLAB,操作基础,二、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,“,”,为命令提示符，表示,MATLAB,正在处于准备状态。,在命令提示符后键入命令并按下回车键后，,MATLAB,就会解释执行所输入的命令，并在命令后面给出计算结果,一般来说，一个命令行输入一条命令，命令行以回车结束。但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。例如,p=15,m=35p=15;m=35,第1,章,MATLAB,操作基础,三、工作空间窗口,工作空间是,MATLAB,用于存储各种变量和结果的内存空间。在该窗口中显示工作空间中所有变量的名称、大小、字节数和变量类型说明，可对变量进行观察、编辑、保存和删除,。,第1,章,MATLAB,操作基础,四、命令历史窗口,在默认设置下，历史记录窗口中会自动保留自安装起所有用过的命令的历史记录，并且还标明了使用时间，从而方便用户查询。而且，通过双击命令可进行历史命令的再运行。如果要清除这些历史记录，可以选择,Edit,菜单中的,Clear Command History,命令。,第1,章,MATLAB,操作基础,五、当前目录窗口,1当前目录窗口,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。,在当前目录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,第1,章,MATLAB,操作基础,五、当前目录窗口,2,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：(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。,第1,章,MATLAB,操作基础,五、当前目录窗口,3.设置搜索路径,(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,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，需要保存搜索路径,。,第1,章,MATLAB,操作基础,六、启动平台窗口,MATLAB 6.5,的启动平台窗口可以帮助用户方便地打开和调用,MATLAB,的各种程序、函数和帮助文件。,MATLAB 6.5,主窗口左下角还有一个,Start,按钮，单击该按钮会弹出一个菜单，选择其中的命令可以执行,MATLAB,产品的各种工具，并且可以查阅,MATLAB,包含的各种资源。,第1,章,MATLAB,操作基础,1.3,MATLAB,语言的结构,一、,MATLAB,语句形式,变量表达式；或,表达式；,如果语句后不加分号（；），则结果将会显示在屏幕上,在语句之后加上一个分号；则结果不显示。,A=1 2;4 6;,A=1 2;4 6,A=,1 2,4 6,加；，结果不显示,不加；，结果显示,第1,章,MATLAB,操作基础,1.3,MATLAB,语言的结构,二、常量、变量和数值显示格式,1.常量：实数常量和复数常量,十进制计数法或科学计数法。在内存的存储格式都是使用,IEEE,标准的16位长型格式。,2.变量,1)变量的命名：,变量的名字必须以字母开头（不能超过19个字符），之后可以是任意字母、数字或下划线；变量名称区分字母的大小写；变量中不能包含有标点符号。,第1,章,MATLAB,操作基础,1.3,MATLAB,语言的结构,2),MATLAB,特殊变量,ans,：,用于结果的缺省变量名,i、j：,虚数单位,pi：,圆周率,nargin,：,函数的输入变量个数,eps,：,计算机的最小数,nargout,：,函数的输出变量个数,inf,：,无穷大,realmin,：,最小正实数,nan,：,不定量,realmax,：,最大正实数,flops：,浮点运算数,3)变量操作,在命令窗口中，同时存储着输入的命令和创建的所有变量值，它们可以在任何需要的时候被调用。如要察看变量,a,的值，只需要在命令窗口中输入变量的名称即可：,a,第1,章,MATLAB,操作基础,1.3,MATLAB,语言的结构,3、,数值显示格式,任何,MATLAB,的语句的执行结果都可以在屏幕上显示，同时赋值给指定的变量，没有指定变量时，赋值给一个特殊的变量,ans,，,数据的显示格式由,format,命令控制。,format,只是影响结果的显示，不影响其计算与存储；,MATLAB,总是以双字长浮点数（双精度）来执行所有的运算。,第1,章,MATLAB,操作基础,3、数值显示格式,如果结果为整数，则显示没有小数；如果结果不是整数，则输出形式有：,format(short)：,短格式（5位定点数）,99.1253,format long：,长格式（15位定点数,99.12345678900000,format short e：,短格式,e,方式,9.9123,e+001,format long e：,长格式,e,方式,9.912345678900000,e+001,format bank：2,位十进制,99.12,format hex：,十六进制格式,4058,c7e6b74dce59,第1,章,MATLAB,操作基础,1.3,MATLAB,语言的结构,三、简单的数学运算（例,exp1_1.m）,1.,常用的数学运算符,，-，*（乘），/（左除），（右除），（幂）,在运算式中，,MATLAB,通常不需要考虑空格；多条命令可以放在一行中，它们之间需要用分号或逗号隔开；逗号告诉,MATLAB,显示结果，而分号则禁止结果显示。,2.常用数学函数,abs，sin,cos,asin,acos,atan,sqrt,exp,imag,real,sign,log,log10,conj（,共扼复数）,第1,章,MATLAB,操作基础,1.3,MATLAB,语言的结构,四、,MATLAB,的工作空间,1.工作空间命令,who：,显示当前工作空间中所有变量的一个简单列表,whos,：,则列出变量的大小、数据格式等详细信息,clear：,清除工作空间中所有的变量,clear,变量名：清除指定的变量,clc,：,清屏，不改变工作空间,第1,章,MATLAB,操作基础,四、,MATLAB,的工作空间,2.保存和载入,workspace,（1）sa