實(shí)驗(yàn)一認(rèn)識(shí)Matlab編程環(huán)境

1、實(shí)驗(yàn)一 認(rèn)識(shí)Matlab編程環(huán)境實(shí)驗(yàn)?zāi)康?初步掌握MATLAB軟件的基本操作方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 熟悉MATLAB工作環(huán)境2. 掌握MATLAB使用方法3. 掌握MATLAB實(shí)用技巧實(shí)驗(yàn)步驟1.熟悉MATLAB11 認(rèn)識(shí)MATLAB的工作環(huán)境MATLAB 6.1啟動(dòng)后，產(chǎn)生的工作環(huán)境界面，如圖1所示，包含一個(gè)工具欄、三個(gè)區(qū)域、五個(gè)工作窗口，五個(gè)工作窗口分別為資源目錄窗口（Launch Pad）、工作空間瀏覽器（Workspace）、命令歷史瀏覽器（Command History）、當(dāng)前路徑瀏覽器（Current Directory）、命令窗口（Command Windows）。這是MATLAB啟

2、動(dòng)后桌面布置方式的缺省設(shè)置。MATLAB的工作窗口是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Windows界面，用戶可以利用菜單命令完成對(duì)工作窗口的操作，下面將通過(guò)命令窗口菜單欄的逐一介紹來(lái)說(shuō)明這些工作窗口的用法和含義。資源目錄窗口當(dāng)前路徑窗口工作空間窗口命令歷史窗口命令窗口圖1.1MATLAB工作窗口（1）MATLAB菜單項(xiàng)MATLAB窗口從上至下：第一行是標(biāo)題,第二行是菜單,第三行是常用命令的圖形工具欄（為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，僅介紹菜單選項(xiàng)） l File菜單 New ：M_File 打開(kāi)M_文件 Figure 打開(kāi)圖形窗口 Model 打開(kāi)模板 Open 打開(kāi)已存在的.m文件 Close Command Window 關(guān)閉命令

3、窗口 Import Data 導(dǎo)入一個(gè)數(shù)據(jù)文件 Save Workspace As 將命令窗內(nèi)容保存 為一個(gè).mat文件 Set Path 打開(kāi)Path Brower窗口,可添加MATLAB的搜索路徑 Preferences 設(shè)置文檔的格式 Print 打印命令窗口的內(nèi)容 Print Selection 打印所選內(nèi)容 Exit MATLAB 退出MATLAB圖1.2 命令窗口File菜單 l Edit菜單 Undo 刪除上次操作 Redo 恢復(fù)上次操作 Cut 剪切 Copy 復(fù)制 Paste 粘貼 Paste Specia 選擇性粘貼 Select All 選擇所有操作 Delete 刪除

4、Clear Command Windows 清空命令窗口 Clear Command History 清空歷史命令 Clear Workspace 清除工作空間的變量圖1.3 命令窗口Edit菜單l Wiew菜單 Disktop Layout：Default 默認(rèn)布置方式 Undock Command Window 將命令窗口設(shè)成獨(dú)立窗口 Command Windows 打勾表示只顯示命令窗口 Command History 顯示命令歷史窗口 Current Directory 顯示當(dāng)前路徑窗口 Workspac 顯示工作空間瀏覽器 Launch Pad 顯示啟動(dòng)平臺(tái)窗口 Help 幫助圖1.

5、4 命令窗口View菜單l Web菜單 The MathWorks Web Site MathWorks公司主頁(yè) Technical Support Knowledge Base 技術(shù)支持庫(kù) Products 產(chǎn)品信息 Membership 是否加入MATLAB會(huì)員l Windows菜單 當(dāng)打開(kāi)多個(gè)MATLAB窗口時(shí)，此菜單可使用戶方便地在打開(kāi)的窗口間切換。圖1.5 命令窗口Web菜單l Help菜單 Full Products Family Help 顯示所有組件的幫助 Matlab Help 顯示幫助文件 Using The Desktop 產(chǎn)品信息 Using the Command W

6、indow 是否加入MATLAB會(huì)員圖1.6 命令窗口Help菜單 （2）MATLAB歷史命令窗口圖1.7 歷史命令窗口在歷史窗口中記錄著用戶在MATLAB命令窗中所輸入過(guò)的全部命令，在這個(gè)窗口中可以實(shí)現(xiàn)幾個(gè)主要的功能是：?jiǎn)涡谢蚨嘈忻畹膹?fù)制在命令歷史窗口用鼠標(biāo)選定所要拷貝的命令，用右鍵彈出上下文菜單，選中Copy項(xiàng)，然后可以用Ctrl+V將其復(fù)制到命令窗口或任何地方。單行命令的運(yùn)行選中單行命令，用右鍵彈出上下文菜單，選中Evaluate Selection,即會(huì)在命令窗口運(yùn)行該行命令，也可直接雙擊該行命令，隨即在命令窗口看到運(yùn)行結(jié)果；多行命令的運(yùn)行方法同于單行命令；選中多行命令，用右鍵彈出上

7、下文菜單，選中Evaluate Selection,即會(huì)在命令窗口運(yùn)行該多行命令；把多行命令寫(xiě)成M文件選中多行命令，用右鍵彈出上下文菜單，選中Create M-File菜單項(xiàng)，就引出M文件編輯器，并將多行文本拷入，再利用M文件編輯器的操作保存即可。圖1.8 Workspace窗口（3）MATLAB工作空間窗口又稱(chēng)內(nèi)存瀏覽器，在其中保存著在命令窗口輸入過(guò)的所有命令和結(jié)果，主要功能是內(nèi)存變量的查閱、保存和編輯。點(diǎn)亮所要操作的變量，用右鍵彈出上下文菜單，可以對(duì)變量進(jìn)行刪除、保存、畫(huà)波形等操作。（如圖1.9所示）圖1.9 工作空間窗口選中Open Selection菜單項(xiàng)，則引出Array Edito

8、r編輯器，所點(diǎn)中的變量出現(xiàn)在該編輯器中。（如圖1.10所示）選中Graph Selection|Special 2-Dgraphis項(xiàng)，則得到該變量的圖形（如圖1.11所示）選中Delete Selection項(xiàng)，則刪除該變量。選中Clear Workspace 則刪除全部?jī)?nèi)存變量。選中Save Workspace As 則保存全部?jī)?nèi)存變量。點(diǎn)亮某些變量，選中Save Selection,可以把這幾個(gè)變量保存到數(shù)據(jù)文件中。圖1.11變量b的二維波形圖圖1.10 變量編輯窗口（4）MATLAB當(dāng)前路徑窗口當(dāng)前路徑窗口用于隨時(shí)顯示系統(tǒng)當(dāng)前目錄下的MATLAB文件信息，可以通過(guò)它來(lái)管理文件，具體操作

9、將在3.2節(jié)中介紹。圖1.12 MATLAB當(dāng)前路徑窗口 工作空間窗口圖1.13 MATLAB資源目錄窗口 工作空間窗口（5）MATLAB資源目錄窗口資源目錄窗口用于將當(dāng)前系統(tǒng)中安裝的所有MATLAB產(chǎn)品說(shuō)明、演示、幫助信息的目錄集成起來(lái)，方便用戶查詢(xún)。2.MATLAB使用方法以下將通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的示例來(lái)引導(dǎo)讀者快速地學(xué)會(huì)使用MATLAB。此例為生成一個(gè)圖形sin(t)，t0,2。MATLAB有兩種工作方式生成該圖形。l 輸入命令行方式就是在MATLAB命令窗口直接輸入簡(jiǎn)單的命令并執(zhí)行。（1）啟動(dòng)MATLAB點(diǎn)擊屏幕上的MATLAB圖標(biāo)，進(jìn)入MATLAB工作窗口，見(jiàn)圖1.1，其中命令窗口是MAT

10、LAB的主窗口。（2）在命令窗口中輸入命令命令窗口中大部分空白區(qū)域?yàn)槊钶斎雲(yún)^(qū)。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，上面的兩行字是提示信息。左下為閃爍光標(biāo)，等待用戶鍵入命令。鍵入命令后，MATLAB運(yùn)行并顯示結(jié)果。下面，在命令輸入?yún)^(qū)中鍵入： t=0:1*pi/100:2*pi; plot(t,sin(t) 如圖 1.14 所示圖 1.14 在MATLAB命令窗口輸入命令則出現(xiàn)圖形輸出窗口，如圖1.15所示。圖1.15 MATLAB圖形輸出窗口說(shuō)明：分號(hào)“；”的三個(gè)作用：當(dāng)它在方括號(hào)內(nèi)時(shí)，是矩陣行間的分割符；在指令與指令之間時(shí)，是分割符；當(dāng)它在賦值指令后時(shí)，該指令執(zhí)行后的賦值結(jié)果不顯示在屏幕上。逗號(hào)“,”的三個(gè)作用：

11、當(dāng)它在括號(hào)內(nèi)時(shí)，是矩陣元素間的分割符或輸入?yún)?shù)間的分割符；在指令與指令之間時(shí)，是分割符；當(dāng)它在賦值指令后時(shí)，該指令執(zhí)行后的賦值結(jié)果將顯示在屏幕上。指令中的“pi”在MATLAB中代表,是一個(gè)擁有16位有效數(shù)字的近似值；指令中的“i”在MATLAB中代表虛數(shù)單位，“pi”和“i”都是MATLAB的預(yù)定義變量。在MATLAB中“”以后的內(nèi)容作為注釋?zhuān)瑢?duì)MATLAB的運(yùn)算不產(chǎn)生任何影響。在每個(gè)指令輸入行后按回車(chē)鍵，該指令被MATLAB執(zhí)行。被賦值過(guò)的變量，不管是否在屏幕上顯示過(guò)，都存放在MATLAB的工作空間（workplace）注意MATLAB函數(shù)用小寫(xiě)字母（如：sin 求正弦值函數(shù)），變量區(qū)分大

12、小寫(xiě)（如：x和X在MATLAB中是不同的變量）由此可見(jiàn)，MATLAB有編程簡(jiǎn)單、圖形功能強(qiáng)大的優(yōu)點(diǎn)。這種直接在命令窗口輸入幾行程序并且運(yùn)行的方式稱(chēng)為命令行方式，適合編幾行語(yǔ)句，解決小問(wèn)題。對(duì)于比較復(fù)雜的問(wèn)題，可以編寫(xiě)一段程序，保存為*.m的文件，然后運(yùn)行該文件來(lái)解決。這就是程序方式。l 編輯命令文件方式如果經(jīng)常對(duì)輸入的多行命令重復(fù)執(zhí)行，就要對(duì)這些命令重復(fù)輸入，利用命令文件就很簡(jiǎn)單：就是在MATLAB編輯/調(diào)試窗口中，將要輸入的所有指令按順序放在一個(gè)擴(kuò)展名為*.m的文本文件中，每次運(yùn)行只在MATLAB命令窗口輸入文件名即可。（1）啟動(dòng)編輯/調(diào)試器在MATLAB命令窗口中點(diǎn)擊“File” “New

13、” “M-file”，即進(jìn)入編輯/調(diào)試窗口，見(jiàn)圖1.16。直接利用按鈕工具欄中的按鈕New或Open;在命令窗口中輸入Edit命令 圖1.16 進(jìn)入MATLAB編輯/調(diào)試窗口 圖1.18 保存MATLAB 文件（2）編輯程序并保存在編輯/調(diào)試窗口的空白區(qū)內(nèi)輸入t=0:1*pi/100:2*pi;plot(t,sin(t)然后保存文件，點(diǎn)擊，在彈出的對(duì)話框內(nèi)輸入文件名為“xh2”,點(diǎn)“Save”按鈕，則程序存為“xh2.m”文件，見(jiàn)圖1.18。 圖1.19運(yùn)行程序（3）執(zhí)行程序需要執(zhí)行程序時(shí)，只要回到命令窗口中，直接鍵入文件名“xh2”，執(zhí)行結(jié)果見(jiàn)圖1.19 MATLAB 的這一編輯器主要用來(lái)編

14、輯M文件。當(dāng)一組命令通過(guò)改變某個(gè)變量的值就可以反復(fù)使用去解決不同的問(wèn)題時(shí)，可以利用M文件編輯器。3. MATLAB 實(shí)用技巧 3. 1讀入、保存數(shù)據(jù)l 在MATLAB 命令窗口中直接輸入矩陣，這是最方便快捷的方式。例如在MATLAB 命令窗口中輸入：a=2 3;4 5 6;7 8 9則其輸出結(jié)果為：a = 1 2 3 4 5 67 8 9注意，輸入時(shí)a的每一行元素用逗號(hào)或空格分開(kāi)；行與行用分號(hào)隔開(kāi)，用方括號(hào)把所有元素括起來(lái)。l 將外部數(shù)據(jù)文件裝入利用save-load命令可以讀取由其它應(yīng)用程序產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。例如在命令窗口鍵入>>save xh3 a %將內(nèi)存變量a保存在文件xh3中去

15、>>clear %清除全部?jī)?nèi)存變量>>who %查閱內(nèi)存變量（應(yīng)該找不到任何變量）>>load xh3 a %把xh3.mat中的變量a裝入內(nèi)存>>who %可以看到變量a已經(jīng)出現(xiàn)在內(nèi)存中裝入數(shù)據(jù)也可以利用File菜單，在File菜單中，Import Data不但可以加載.mat文件，而且可以加載.jpg和.gif等多種格式的文件。圖1.20 切換到當(dāng)前路徑窗口3.2 設(shè)置MATLAB的搜索路徑MATLAB采用路徑搜索的方法來(lái)查找文件系統(tǒng)中的M文件，如果想將M文件保存在自己的目錄中，并在MATLAB中輸入文件名就能運(yùn)行，就要修改的當(dāng)前工作目錄和搜

16、索路徑，步驟如下：（1）在圖1.12的當(dāng)前路徑窗口，單擊“瀏覽”按鈕，如圖1.20。 圖1.21瀏覽文件夾對(duì)話框（2）在瀏覽文件夾對(duì)話框中選擇要加入目錄，單擊“確定”。如圖1.21圖1.22 修改后的當(dāng)前工作目錄（3）在圖1.21的當(dāng)前工作路徑中出現(xiàn)所選的目錄如下圖所示 圖1.23 Set Path 對(duì)話框（4）在命令窗口中點(diǎn)擊或輸入pathtool命令打開(kāi)設(shè)置搜索路徑對(duì)話框如圖1.23 （2）在Set Path 對(duì)話框中單擊“Add Folder”按鈕，打開(kāi)如圖1.21所示的瀏覽文件夾對(duì)話框，選擇要加入目錄，單擊“確定”。（3）在Set Path 對(duì)話框中，單擊 “Save”按鈕，將添加的目

17、錄包含在搜索路徑中，如圖1.23所示。3.4常用的控制命令及功能說(shuō)明 表1 命令窗口常用的控制命令命令功能clear清除內(nèi)存中所有的或指定的變量和函數(shù)cd顯示和改變當(dāng)前工作目錄clc清除MATLAB命令窗口中所有顯示的內(nèi)容clf清除當(dāng)前窗口中的圖形dir列出當(dāng)前或指定目錄下的子目錄和文件清單disp在運(yùn)行中顯示變量或文字類(lèi)型echo控制顯示運(yùn)行的文字命令hold控制保持當(dāng)前的圖形窗口home清除命令窗口中所有顯示的內(nèi)容，并把光標(biāo)移至窗口左上角quit關(guān)閉并退出MATLABtype顯示所指定文件的全部?jī)?nèi)容exit退出MATLAB使用幫助命令 MATLAB為用戶提供了強(qiáng)大的在線幫助功能，用戶可以通

18、過(guò)在線幫助輕松入門(mén)，并在幫助信息的指導(dǎo)下逐步熟練掌握MATLAB的應(yīng)用。獲取幫助信息有如下兩種方式：.利用幫助菜單獲取幫助信息 單擊MALAB命令窗口菜單欄的Help菜單項(xiàng)，彈出幫助菜單選頂，選擇Matlab Help選項(xiàng)，則打開(kāi)如圖1.24所示的MATLAB幫助主題窗口。該窗口列出了MATLAB的所有幫助主題，雙擊相關(guān)主題即可打開(kāi)有關(guān)該主題的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 圖1.24 MATLAB幫助窗口通過(guò)命令窗口獲取幫助信息通過(guò)在命令窗口直接鍵入幫助命令也可獲取MAnAB的在線幫助信息。幫助命令如下：表2常用幫助命令命令功能help列出MAILJLB的所有幫助主題helpwin打開(kāi)MATLAB的幫助主題窗口helpdesk打開(kāi)MATLAB的幫助工作合help help打開(kāi)有關(guān)如何使用幫助信息的幫助窗口Help函數(shù)名查詢(xún)函數(shù)(或主題)的相關(guān)信息3.5 使用演示功能(Demo) MATLAB帶有生動(dòng)直觀的演示程