MATLAB图形用户界面设计仿真等.ppt

第7章 MATLAB图形用户界面设计,7.1 菜单设计 7.2 对话框设计 7.3 用户界面设计工具,目录,7.1 菜单设计,7.1.1 用户菜单的建立 建立一级菜单项的函数调用形式为： 一级菜单项句柄=uimenu(图形窗口句柄，属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，) 建立子菜单项的函数调用形式为： 子菜单项句柄=uimenu(一级菜单项句柄，属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，),目录,7.1.2 菜单对象常用属性 菜单对象具有Children、Parent、Tag、Type、UserData、Visible等公共属性。除公共属性外，还有一些常用的特殊属性。,目录,例7.1建立“图形演示系统”菜单。菜单条中含有3个菜单项：Plot、Option和Quit。Plot中有Sine Wave和Cosine Wave两个子菜单项，分别控制在本图形窗口画出正弦和余弦曲线。Option菜单项的内容如图7.1所示。其中Grid on和Grid off控制给坐标轴加网格线，Box on和Box off控制给坐标轴加边框，而且这4项只有在画有曲线时才是可选的。Figure Color控制图形窗口背景颜色。Quit控制是否退出系统。,程序如下： screen=get(0,ScreenSize); W=screen(3);H=screen(4); figure(Color,1,1,1,Position,0.2*H,0.2*H,0.6*W,0.4*H,. Name,图形演示系统,NumberTitle,off,MenuBar,none); %定义Plot菜单项 hplot=uimenu(gcf,Label,目录,7.1.3 快捷菜单 在MATLAB中，可以使用uicontextmenu函数和图形对象的UIContextMenu属性来建立快捷菜单，具体步骤为： (1)利用uicontextmenu函数建立快捷菜单。 (2)利用uimenu函数为快捷菜单建立菜单项。 (3)利用set函数将该快捷菜单和某图形对象联系起来。,目录,hfigcor=uimenu(hoption,Label,例7.2 绘制曲线y=2e-0.5xsin(2x)，并建立一个与之相联系的快捷菜单，用以控制曲线的线型和曲线宽度。 程序如下： x=0:pi/100:2*pi; y=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x); hl=plot(x,y); hc=uicontextmenu; %建立快捷菜单 hls=uimenu(hc,Label,线型); %建立菜单项 hlw=uimenu(hc,Label,线宽); uimenu(hls,Label,虚线,Call,set(hl,LineStyle,:);); uimenu(hls,Label,实线,Call,set(hl,LineStyle,-);); uimenu(hlw,Label,加宽,Call,set(hl,LineWidth,2);); uimenu(hlw,Label,变细,Call,set(hl,LineWidth,0.5);); set(hl,UIContextMenu,hc); %将该快捷菜单和曲线对象联系起来,目录,7.2 对话框设计,7.2.1 对话框的控件 (1)按钮(Push Button)。 (2)双位按钮(Toggle Button)。 (3)单选按钮(Radio Button)。 (4)复选框(Check Box)。 (5)列表框(List Box)。 (6)弹出框(Popup Menu)。 (7)编辑框(Edit Box)。 (8)滑动条(Slider)。 (9)静态文本(Static Text)。 (10)边框(Frame)。,目录,7.2.2 对话框的设计 1. 建立控件对象 MATLAB提供了用于建立控件对象的函数uicontrol，其调用格式为： 对象句柄=uicontrol(图形窗口句柄，属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，) 其中各个属性名及可取的值和前面介绍的uimenu函数相似，但也不尽相同，下面将介绍一些常用的属性。 2. 控件对象的属性 MATLAB的10种控件对象使用相同的属性类型，但是这些属性对于不同类型的控件对象，其含义不尽相同。除Children、Parent、Tag、Type、UserData、Visible等公共属性外，还有一些常用的特殊属性。,目录,例7.3 建立数制转换对话框。在左边输入一个十进制整数和216之间的数，单击“转换”按钮能在右边得到十进制数所对应的216进制字符串，单击“退出”按钮退出对话框。 程序如下： hf=figure(Color,0,1,1,Position,100,200,400,200,. Name,数制转换,NumberTitle,off,MenuBar,none); uicontrol(hf,Style,Text, Units,normalized,. Position,0.05,0.8,0.45,0.1,Horizontal,center,. String,输 入 框,Back,0,1,1); uicontrol(hf,Style,Text,Position,0.5,0.8,0.45,0.1,. Units,normalized,Horizontal,center,. String,输 出 框,Back,0,1,1); uicontrol(hf,Style,Frame,Position,0.04,0.33,0.45,0.45,. Units,normalized,Back,1,1,0); uicontrol(hf,Style,Text,Position,0.05,0.6,0.25,0.1,. Units,normalized,Horizontal,center,. String,十进制数,Back,1,1,0); uicontrol(hf,Style,Text,Position,0.05,0.4,0.25,0.1,. Units,normalized,Horizontal,center,. String,216进制,Back,1,1,0); he1=uicontrol(hf,Style,Edit,Position,0.25,0.6,0.2,0.1,. Units,normalized,Back,0,1,0); he2=uicontrol(hf,Style,Edit,Position,0.25,0.4,0.2,0.1,. Units,normalized,Back,0,1,0); uicontrol(hf,Style,Frame,Position,0.52,0.33,0.45,0.45,. Units,normalized,Back,1,1,0); ht=uicontrol(hf,Style,Text,Position,0.6,0.5,0.3,0.1,. Units,normalized,Horizontal,center,Back,0,1,0); COMM=n=str2num(get(he1,String);,b=str2num(get(he2,String);,. dec=trdec(n,b);,set(ht,string,dec); uicontrol(hf,Style,Push,Position,0.18,0.1,0.2,0.12,. String,转 换,Units,normalized,Call,COMM); uicontrol(hf,Style,Push,Position,0.65,0.1,0.2,0.12,. String,退 出,Units,normalized,Call,close(hf);,目录,程序调用了trdec.m函数文件，该函数的作用是将任意十进制整数转换为216进制字符串。trdec.m函数文件如下： function dec=trdec(n,b) ch1=0123456789ABCDEF; %十六进制的16个符号 k=1; while n=0 %不断除某进制基数取余直到商为0 p(k)=rem(n,b); n=fix(n/b); k=k+1; end k=k-1; strdec=; while k=1 %形成某进制数的字符串 kb=p(k); strdec=strcat(strdec,ch1(kb+1:kb+1); k=k-1; end dec=strdec;,目录,例7.4 建立图形演示对话框。在编辑框输入绘图命令，单击“绘图”按钮能在左边坐标轴得到所对应的图形，弹出框提供色图控制，列表框提供坐标网格线和坐标边框控制。 程序如下： clf; set(gcf,Unit,normalized,Position,0.2,0.3,0.65,0.35); set(gcf,Menubar,none,Name,图形演示,NumberTitle,off); axes(Position,0.05,0.15,0.55,0.7); uicontrol(gcf,Style,text, Unit,normalized,. Posi,0.63,0.85,0.2,0.1,String,输入绘图命令,Horizontal,center); hedit=uicontrol(gcf,Style,edit,Unit,normalized,Posi,0.63,0.15,0.2,0.68,. Max,2); %Max取2，使Max-Min1，从而允许多行输入 hpopup=uicontrol(gcf,Style,popup,Unit,normalized,. Posi,0.85,0.8,0.15,0.15,String,Spring|Summer|Autumn|Winter); hlist=uicontrol(gcf,Style,list,Unit,normalized,. Posi,0.85,0.55,0.15,0.25,String,Grid on|Grid off|Box on|Box off); hpush1=uicontrol(gcf,Style,push,Unit,normalized,. Posi,0.85,0.35,0.15,0.15,String,绘 图); uicontrol(gcf,Style,push,Unit,normalized,. Posi,0.85,0.15,0.15,0.15,String,关 闭,Call,close all); set(hpush1,Call,COMM(hedit,hpopup,hlist); set(hlist,Call,COMM(hedit,hpopup,hlist); set(hpopup,Call,COMM(hedit,hpopup,hlist); COMM.m函数文件： function COMM(hedit,hpopup,hlist) com=get(hedit,String); n1=get(hpopup,Value); n2=get(hlist,Value); if isempty(com) %编辑框输入非空时 eval(com); %执行从编辑框输入的命令 chpop=spring,summer,autumn,winter; chlist=grid on,grid off,box on,box off; colormap(eval(chpopn1); eval(chlistn2); end,目录,7.3 用户界面设计工具,7.3.1 图形界面控制面板 7.3.2 属性编辑器 7.3.3 事件过程编辑器 7.3.4 菜单编辑器 7.4.5 位置调整工具,目录,例7.5 利用界面设计工具设计用户界面。具体要求是： (1)在编辑框输入形成数据z的命令，然后选择三个按钮中的一个，即可绘制出z的图形。 (2)选择弹出框中的某个色图，能及时地更改绘图的颜色。 (3)在图形窗口缺省的菜单条上添加一个菜单项Options，Options下又有两个子菜单项White和Red，选中White项时，图形窗口将变成白色，选中Red项时，图形窗口将变成红色。 操作步骤如下： (1)打开图形界面控制面板，添加有关图形对象。 (2)利用属性编辑器，设置图形对象的属性。 (3)添加Options菜单项。,目录,第8章 MATLAB笔记本,8.1 笔记本的安装及启动 8.2 输入单元的定义与执行 8.3 计算区的定义与执行 8.4 输出格式控制 8.5 Notebook菜单的其他命令 8.6 M-book模板样式的修改,目录,8.1 笔记本的安装及启动,8.1.1 笔记本的安装 在MATLAB命令窗口输入：notebook -setup 8.1.2笔记本的启动 1.从Word中启动笔记本 2.从MATLAB中启动笔记本,目录,8.1.3 MATLAB笔记本的界面 MATLAB笔记本的界面和通常的Word界面主要有两点区别： (1)在菜单栏中多了一个Notebook菜单项，笔记本的许多操作都可以通过该菜单项的命令来完成。 (2)在“文件”菜单项下多了一个New M-book命令项。如果在M-book模板下要建立新的M-book文档，可以选择该命令。,目录,8.2 输入单元的定义与执行,8.2.1基本操作 1.输入单元的定义 首先选中所需命令，然后在Notebook菜单项中选择Define Input Cell命令，于是被选中的MATLAB命令成为输入单元。也可以在选中所需命令后，直接按组合键Alt+D。 2.输入单元的执行 选择Notebook菜单项中的Evaluate Cell命令或直接按组合键Ctrl+Enter。 3.输出单元 输入单元执行后产生输出单元。,目录,例8.1定义并执行输入单元。 操作步骤如下： (1)在文档中输入MATLAB命令。 (2)选中命令行，在Notebook菜单项中选Define Input Cell命令或直接按组合键Alt+D，于是命令行就变成了“绿色”的输入单元。 (3)若要把输入单元送去执行，则可用Notebook菜单项中的Evaluate Cell命令或直接按组合键Ctrl+Enter，执行后产生“蓝色”的输出单元：,目录,4.输入单元定义与执行同时进行 先选中MATLAB命令，然后从Notebook菜单项中选择Evaluate Cell命令或直接按组合键Ctrl+Enter，不但使被选中的命令成为输入单元，而且送去执行，产生输出单元。 例8.2输入单元定义与执行同时进行。 在英文状态下，以文本方式键入命令，然后选中命令并按Ctrl+Enter键，则得到输入、输出单元。,目录,8.2.2 自初始化单元及其应用 1.自初始化单元 选择Notebook菜单中的Define AutoInit Cell命令即可。 2.自初始化单元的应用,目录,8.2.3单元群及其应用 1.单元群 单元群(Cell Group)是多行输入单元或自初始化单元组成的一个整体。 2.单元群的应用 单元群的用途主要有两个： (1)为保证MATLAB命令结构(如循环结构、条件结构)的完整。 (2)为保证输出结果(如图形)的完整。,目录,8.2.4单元的循环执行 利用Notebook菜单中的Evaluate Loop命令可实现单元的循环执行。,目录,8.3 计算区的定义与执行,定义计算区的方法是：先选定包含普通Word文本、输入单元和输出单元的一个连续区，然后选择Notebook菜单中的Define Calc Zone命令。 一旦计算区被定义后，不管光标在计算区的什么位置，只要选择Notebook菜单中的Evaluate Calc Zone命令即可执行计算区中的全部输入单元，且在每个输入单元后面以输出单元形式给出相应的计算结果。,目录,8.4 输出格式控制,可以通过Notebook菜单中的Notebook Options命令来实现。选择该命令后，会弹出输出格式控制对话框，以后的操作都是针对该对话框进行。,目录,8.4.1 输出数据格式控制 1.输出数据的表示方式 2.输出数据间的空行控制 8.4.2 输出图形格式控制 利用输出格式控制对话框，也可以实现对输出图形的控制。 1.图形镶嵌的控制 2.曲面图色彩控制 3.图形背景色的控制 4.图形大小的控制,目录,8.5 Notebook菜单的其他命令,8.5.1整个M-book文档输入单元的执行 Notebook菜单项中的Evaluate M-book命令可以把整个M-book文档中的所有输入单元送到MATLAB中去执行。不管光标处于文档的什么位置，执行总是从文档首部开始。 8.5.2删去M-book文档中所有输出单元 Notebook菜单项中的Purge Output Cells命令可以删去M-book文档中所有输出单元。,目录,8.5.3单元转化为文本 选定单元，再选择Notebook菜单中的Undefine Cells命令。或将光标置于单元之中，按组合键AltU。 当某输入单元或单元群被转化为文本时，与之相应的输出单元也被自动转化为文本。,目录,8.6 M-book模板样式的修改,同其他Word模板一样，用户既可以修改M-book模板原有样式，也可以加入新样式。例如，现有的M-book模板中，输入单元是绿色的，输出单元和自初始化单元是蓝色的，错误单元是红色的。现在可以把输出单元的颜色变为黑色。,目录,第9章 MATLAB环境下的仿真软件Simulink,9.1 Simulink的基本操作 9.2 Simulink的几类基本模块 9.3 仿真模型参数的设置 9.4 子系统的建立与封装 9.5 在命令窗口中创建模型 9.6 S-函数的设计和应用 9.7 仿真系统的线性化分析,目录,9.1 Simulink的基本操作,9.1.1 Simulink的启动与退出 1. Simulink的启动 启动Simulink的方法有3种： (1)在MATLAB的命令窗口直接键入simulink。 (2)单击MATLAB命令窗口工具栏上的Simulink模块库浏览器命令按钮。 (3)在MATLAB命令窗口File菜单中选择New菜单项下的Model命令。 2. Simulink的退出 为了退出Simulink，只要关闭所有模型窗口和Simulink模块库窗口即可。,目录,9.1.2 Simulink模块的操作 1. 选取模块 2. 复制与删除模块 3. 模块的参数和属性设置 4. 模块外形的调整 5. 模块名的处理 6. 模块的连接 7. 在连线上反映信息。,目录,9.2 Simulink的几类基本模块,9.3 仿真模型参数的设置 9.3.1 通过菜单命令设置仿真模型参数 选择模型窗口Simulation菜单中的Parameter命令，将出现仿真参数对话框。对话框分四个选项卡：Solver(算法)、Workspace I/O(工作空间输入输出)、Diagnostics(诊断)和Real-Time Workshop(实时工作间)。,目录,9.3.2 在命令窗口调用函数设置仿真模型参数 1. sim 函数 其调用格式为： t, x, y =sim(modname,timespan,options,data); 2. simset函数 它有如下4种用法： (1)options=simset(property,value,) (2)options=simset(old_opstruct,property,value,) (3)options=simset(old_opstruct,new_opstruct) (4)simset,目录,例9.1以图9.15所示的仿真模型为例，说明simset函数的用法。 (1)在命令窗口输入命令： option=simset(OutputVariables,x,OutputPoints,all,FinalstateName,date); t,x,y=sim(mode1,1,10,option) (2)在命令窗口中输命令： optionl=simset(OutputVariables,xy,OutputPoints,all)； t,x,y=sim(Simul,2,4,6,8,option1);,目录,3. simget函数 该函数有如下3种用法： (1)struct=simget(model) (2)value=simget(model,property) (3)value=simget(Option,Structure,property) 4.set_param函数 (1)设置仿真参数 调用格式为：set_param(mode,property,value,) (2)控制仿真进程 调用格式为： set_param(mode,SimulationCommand,cmd),目录,例9.2 假设从实际应用领域(力学、电学、生态或社会)中，抽象出有初始状态为0的二阶微分方程x“+0.2x+0.4x=0.2u (t), u(t)是单位阶跃函数。用积分器直接构造求解微分方程的模型exm1.mdl。 步骤如下： (1)改写微分方程。把原方程改写为：x“=0.2u(t)-0.2x-0.4x (2)利用Simulink模块库中的标准模块构作模型。 (3)仿真操作。 (4)保存在MATLAB工作空间中的数据。,目录,例9.3利用传递函数模块建模。 步骤如下： (1)根据系统传递函数构造系统模型 (2)仿真操作。 例9.4利用状态方程模块建模。 (1)利用构造仿真模型 (2)仿真,目录,9.4 子系统的建立与封装,9.4.1 子系统的建立 1. 通过Subsystem模块建立子系统 操作步骤为： (1)先打开Simulink模块库浏览器，新建一个仿真模型。 (2)打开Simulink模块库中的Signals & Systems模块库，复制Subsystem模块到新的模型窗口中。 (3)用鼠标左键双击Subsystem模块打开一个空白的Subsystem窗口，将要组合的模块添加到该窗口中，另外还要根据需要复制一个或多个Input和Output模块，表示子系统的输入和输出端口。这样，一个子系统就建好了。,目录,2. 通过已有的模块建立子系统 操作步骤为： (1)先选择要建立子系统的模块，不包括输入端口和输出端口。 (2)选择模型窗口Edit菜单中的Create Subsystem 命令，这样，子系统就建好了。在这种情况下，系统会自动把Input模块和Output模块添加到子系统中，并把原来的模块变为子系统的图标。,目录,9.4.2 子系统的条件执行 1. 使能子系统 建立使能子系统的方法是：打开Simulink模块库中的Signals & Systems模块库，将Enable模块复制到子系统模型中，则系统的图标发生了变化。,目录,例9.5利用使能原理构成一个正弦半波整流器。 操作步骤如下： (1)打开Simulink模块库浏览器以及新建一个模型窗口。 (2)双击空子系统模块Subsystem，打开其结构模型窗。 (3)将Simulink浏览库中的In输入口模块、Out输出口模块、Enable使能模块拖至子系统的结构模型窗；把In模块的输出直接送到Out模块的输入端；Enable模块无须进行任何连接，且采用它的缺省设置实现题目所需使能子系统。 (4)完成新建模型窗口中各模块间的连接并存盘。 (5)双击示波器模块，打开显示窗。然后选择Simulink菜单中的Start命令，就可看到半波整流波形。,目录,2. 触发子系统 触发子系统是指当触发事件发生时开始执行子系统。与使能子系统相类似，触发子系统的建立要把Signals & Systems模块库中的Trigger模块拷贝到子系统中。,目录,例9.6 利用触发子系统原理将一锯齿波转换成方波。 操作步骤如下： (1)用Signal Generator、Subsystem和Scope模块构成一子系统，双击Signal Generator模块图标在Wave from的下拉列表框中选择sawtooth，即锯齿波。 (2)将上例中的Enable模块换成Trigger触发模块。双击该模块并选Trigger type触发事件形式为either，即上跳沿或下跳没触发。 (3)完成新建模型窗口中各模块间的连接，并存盘。 (4)双击示波器模块，然后选择Simulink菜单中的start命令，就可看到方波。,目录,3. 使能加触发子系统 所谓使能加触发子系统就是把Enable和Tirgger模块都加到子系统中，使能控制信号和触发控制信号共同作用子系统的执行，也就是前两种子系统的综合。该系统的行为方式与触发子系统相似，但只有当使能信号为正时，触发事件才起作用。,目录,9.4.3 子系统的封装 子系统的封装过程很简单：先选中所要封装的子系统，再选择模型窗口Edit菜单中的Mask Subsystem命令，这时将出现Mask Editor对话框。 Mask Editor对话框中共包括3个选项卡：Icon、Initialization和Documentation。子系统的封装主要就是对这3页参数进行设置。,目录,9.5 在命令窗口中创建模型,9.5.1 构造模型的命令 9.5.2 设置参数,目录,9.6 S-函数的设计和应用,9.6.1 S-函数概述 9.6.2 用M文件编写S-函数 (1)MATLAB5.3为用户提供了一个模板，只要在必要的子程序里编写代码并输入参数就可以了。 (2)从Function & Tables子库里把S-Function系统的功能模块复制过来，输入程序的文件名，以供调用。,目录,例9.7利用M文件来写一个限幅积分器的S-函数，并借助S-函数模块来调用此文件。限幅积分器的数学模型如下： 操作步骤如下： (1)根据数学模型，编写S-函数sfun97.m。 function sys, x0, str, ts = sfun97(t, x, u, flag, lb, ub, xi) switch flag, case 0, sys, x0, srt, ts = mdlInitializeSizes(xi); case 1, sys = mdlDerivatives(t, x, u, lb, ub); case 2 , sys = mdlUpdate(t, x, u); case 3, sys = mdlOutputs(t, x, u); case 4, sys = mdlGetTimeOfNextVarHit(t, x, u); case 9, sys = mdlTerminate (t , x , u); otherwise error ( Unhandled flag = ,num2str ( flag) ); end function sys,x0,str,ts=mdlInitializeSizes(xi) sizes =simsizes; sizes.NumContStates=1; sizes.NumDiscStates=0; sizes.NumOutputs=1; sizes.NumInputs=1; sizes.DirFeedthrough=0; sizes.NumSampleTimes=1; sys=simsizes(sizes); xo=xi; str= ; ts=0, 0; function sys=mdlDerivatives(t,x,u,lb,ub) if(x=ub,目录,(2)完成S-函数的编写后，接着建立 Simulink模型，将功能模块S-function复制到设计区域，打开其参数页，输入S-函数的文件名sfun97.m和S-函数的参数lb、ub、xi。 (3)编写主程序。 clear; lb=-0.5; ub=0.5; xi=0; sim(sfun97); (4)在命令窗口运行主程序，并双击示波器，即可查看到输入波形及限幅积分的结果。,目录,9.7 仿真系统的线性化分析,9.7.1 连续系统的线性化 线性化分析函数linmod用来提取非线性系统的近似线性模型，也可以用来获取线性系统的数学模型。linmod函数的调用格式为： A,B,C,D=linmod (sys) A,B,C,D=linmod (sys, x ,u) A,B,C,D=linmod (sys, x, u, pert) A,B,C,D=linmod (sys, x, u, pert, xpert, upert),目录,9.7.2离散系统的线性化 dlinmod能够以任意给定的采样时间对离散系统、多速率系统以及连续和离散混合系统进行线性化。除了第2个选项需要插入采样时间来对系统线性化外，dlinmod的调用格式和linmod是相同的： A,B,C,D=dlinmod (sys, Ts, x ,u),目录,9.7.4 平衡分析 在给定输入、输出及状态条件下，Simulink提供的函数trim可以用来确定系统的稳态平衡点。其调用格式为： x,u,y,dx=trim(sys) x,u,y,dx=trim(sys,x0,u0,y0,ix,iu,iy) 其中x,u,y,dx分别代表状态向量、输入向量、输出向量和状态向量的导数。sys是模型名。x0,u0,y0分别为状态向量x、输入向量u和输出向量y的初始猜测值，它们的输入格式必须是列向量形式。ix是向量，它的元素是那些在寻找过程中，要求保持其值固定不变(等于初始猜测值)的那些状态变量的序号。iu、iy与ix类似，分别适用于u和y。,目录,MATLAB使用注意项,101 脚本文件和函数文件 102 函数调用和参数传递 103 M文件的调试 4 环境设置 10. 5 MATLAB使用中的常用命令,目录,101 脚本文件和函数文件,1011 M脚本文件,对于一些比较简单的问题 ，在指令窗中直接输入指令计算 。,对于复杂计算，采用脚本文件（Script file）最为合适 。,MATLAB只是按文件所写的指令执行 。,M脚本文件的特点是：,脚本文件的构成比较简单，只是一串按用户意图排列而成的（包括控制流向指令在内的）MATLAB指令集合。,脚本文件运行后 ，所产生的所有变量都驻留在 MATLAB基本工作空间（Base workspace）中。只要用户不使用清除指令（clear）， MATLAB指令窗不关闭，这些变量将一直保存在基本工作空间中。,M文件有两种形式 ：脚本文件（Script File）和函数文件（Function File ）。这两种文件的扩展名，均为“ . m” 。,目录,1012 M函数文件,与脚本文件不同 ，函数文件犹如一个“黑箱”，把一些数据送进并经加工处理，再把结果送出来。,MATLAB提供的函数指令大部分都是由函数文件定义的。,M函数文件的特点是：,从形式上看 ，与脚本文件不同 ，函数文件的笫一行总是以 “function”引导的“函数申明行”。,从运行上看 ，与脚本文件运行不同 ，每当函数文件运行， MATLAB就会专门为它开辟一个临时工作空间，称为函数工作空间（ Function workspace） 。当执行文件最后一条指令时 ，就结束该函数文件的运行，同时该临时函数空间及其所有的中间变量就立即被清除。,MATLAB允许使用比 “标称数目 ”较少的输入输出宗量，实现对函数的调用 。,目录,1013 M文件的一般结构,由于从结构上看 ，脚本文件只是比函数文件少一个“函数申明行”，所以只须描述清楚函数文件的结构 。,典型 M函数文件的结构如下 ：,函数申明行：位于函数文件的首行，以关键字 functio 开头，函数名以及函数的输入输出宗量都在这一行被定义。,笫一注释行：紧随函数申明行之后以%开头笫一注释行。该行供lookfor关键词查询和 help在线帮助使用 。,在线帮助文本区 ：笫一注释行及其之后的连续以%开头的所有注释行构成整个在线帮助文本。,编写和修改记录：与在线帮助文本区相隔一个“空”行，也以%开头，标志编写及修改该M文件的作者和日期等 。,函数体：为清晰起见，它与前面的注释以“空”行相隔。,目录,102 函数调用和参数传递,1021 局部变量和全局变量,局部（Local）变量：它存在于函数空间内部的中间变量，产生于该函数的运行过程中，其影响范围也仅限于该函数本身 。,全局（Global）变量：通过 global 指令，MATLAB也允许几个不同的函数空间以及基本工作空间共享同一个变量，这种被共享的变量称为全局变量。,1022 函数调用,在MATLAB中，调用函数的常用形式是：,输出参数1,输出参数2, = 函数名(输入参数1,输入参数2, ),函数调用可以嵌套，一个函数可以调用别的函数，甚至调用它自己 （递归调用）。,目录,1023 参数传递,MATLAB在函数调用上有一个与众不同之处 ：函数所传递的参数具有可调性 。,传递参数数目的可调性来源于如下两个MATLAB永久变量：,函数体内的 nargin 给出调用该函数时的输入参数数目。,函数体内的 nargout 给出调用该函数时的输出参数数目。,只要在函数文件中包括这两个变量，就可以知道该函数文件调用时的输入参数和输出参数数目。,值得注意：nargin、 nargout 本身都是函数，不是变量，所以用户不能赋值，也不能显示。,“变长度”输入输出宗量：varargin 、 varrgout。具有接受 “任意多输入” 、返回“任意多输出”的能力 。,跨空间变量传递：evalin。,（参考 ： circle .m，am1.m）,目录,103 M文件的调试,编写 M文件时，错误（Bug）在所难免。错误有两种：语法（Syntax）错误和运行（Run-time）错误。,语法错误是指变量名、函数名的误写，标点符号的缺、漏等。对于这类错误，通常能在运行时发现，终止执行，并给出相应的错误原因以及所在行号。,运行错误是算法本身引起的，发生在运行过程中。相对语法错误而言，运行错误较难处理 。尤其是M函数文件，它一旦运行停止，其中间变量被删除一空，错误很难查找。,有两种调试方法：直接调试法和工具调试法。,目录,直接调试法：可以用下面方法发现某些运行错误。,在M文件中，将某些语句后面的分号去掉， 迫使M文件输出一些中间计算结果，以便发现可能的错误。,在适当的位置，添加显示某些关键变量值的语句（包括使用 disp 在内）。,利用 echo 指令，使运行时在屏幕上逐行显示文件内容。echo on 能显示M脚本文件；echo FunNsme on 能显示名为FunNsme 的M函数文件。,在原M脚本或函数文件的适当位置，增添指令 keyboard 。 keyboard 语句可以设置程序的断点 。,通过将原M函数文件的函数申明行注释掉，可使一个中间变量难于观察的M函数文件变为一个所有变量都保留在基本工作空间中的M脚本文件。,目录,GUI 界面调试法：,MATLAB 5.x 版提供了一个基于GUI界面的调试。使用它，可以对函数进行调试。,Debug菜单的使用：,Continue：恢复程序运行至结束或另一个断点 。,Single Step：单步执行函数。,Step In：深入下层局部工作区 。,Quit Debugging：退出调试状态。,Set/Clear Breakpoint：设置/清除光标处的断点 。,Clear All Breakpoints：清除程序中的所有断点 。,Stop if Error：运行至出错或结束。,Stop if Warning：运行至警告消息或结束。,Stop if NaN of Inf：运行至运算结果出现 NaN 或 Inf。,目录,104 环境设置,每次MATLAB遇到一个命令（例如test）时，其处置程序为： 1.将test视为使用者定义的变数。 2.若test不是使用者定义的变数，将其视为永久常数。 3.若test不是永久常数，检查其是否为目前工作目录下 的M档案。 4.若不是，则由搜寻路径寻找是否有test.m的档案。 5.若在搜寻路径中找不到，则MATLAB会发出哔哔声并 印出错误讯息。,目录,假设test.m所在的目录是d:mlbook。如果不先进入这个目录， MATLAB就找不到你要执行的M档案。如果希望MATLAB不论在何处都能执行 test.m，那麽就必须将d:mlbook加入MATLAB的搜寻路径（Search path）上。要检MATLAB的搜寻路径，键入path即可：,要将d:mlbook加入MATLAB的搜寻路径，还是使用path命令： path(path, c:datamlbook);,目录,105 MATLAB使用中的常用命令,Close 关闭窗口命令 Clear 清除变量赋值 Ans 对上一个问题的回答,目录,