MATLAB程序設(shè)計基礎(chǔ)1ppt課件

1、MATLAB程序設(shè)計基礎(chǔ)程序設(shè)計基礎(chǔ)MATLAB的發(fā)展歷程 oMATLAB MATrix LABoratory o20世紀七十年代后期：時任美國新墨西哥大學計算機科學系主任的Cleve Moler教授用FORTRAN設(shè)計了一組程序接口，此即萌芽狀態(tài)的MATLAB。 o1984年成立了MathWorks公司，并把MATLAB正式推向市場。從這時起，MATLAB的內(nèi)核采用C語言編寫，而且除原有的數(shù)值計算能力外，還新增了數(shù)據(jù)圖視功能。 o進入20世紀九十年代的時候，MATLAB已經(jīng)成為國際控制界公認的標準計算軟件。 MATLAB安裝o硬件要求o x86:o軟件要求o Windows:o Linux:

2、o Adobe acrobat reader主要版本o1993年推出MATLAB4.0版本 （1推出了SIMULINK。這是一個交互式操作的動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真、分析集成環(huán)境。（2開發(fā)了與外部進行直接數(shù)據(jù)交換的組件，打通了MATLAB進行實時數(shù)據(jù)分析、處理和硬件開發(fā)的道路。（3推出了符號計算工具包。（4Notebook 實現(xiàn)了MATLAB與Word的無縫連接。其升級版本MATLAB4.2c應用較廣泛。 o2019年，MATLAB5.0版問世，緊接著是5.1、5.2，以及和2019年春的5.3版，真正32位運算，功能強大，數(shù)值計算加快，擁有更豐富的數(shù)據(jù)類型和結(jié)構(gòu)、更友善的面向?qū)ο?、更加快速精良的圖

3、形可視、更廣博的數(shù)學和數(shù)據(jù)分析資源、更多的應用開發(fā)工具。其中MATLAB5.3應用最廣泛。o2019年推出了MATLAB6.0，直到現(xiàn)在廣泛使用的MATLAB 6.5，其界面有較大的改觀，計算速度有了比較大的改善，增加了與Java的接口 。oMATLAB是是MATrix LABoratory的縮寫，是一款由美國的縮寫，是一款由美國The MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學軟件。公司出品的商業(yè)數(shù)學軟件。MATLAB是一是一種用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級種用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術(shù)計算語言和交互式環(huán)境。除了矩陣運算、繪制函數(shù)技術(shù)計算語言和交互

4、式環(huán)境。除了矩陣運算、繪制函數(shù)/數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)圖像等常用功能外，圖像等常用功能外，MATLAB還可以用來創(chuàng)建用戶界面及與還可以用來創(chuàng)建用戶界面及與調(diào)用其它語言包括調(diào)用其它語言包括C，C+和和FORTRAN編寫的程序。編寫的程序。o盡管盡管MATLAB主要用于數(shù)值運算，但利用為數(shù)眾多的附加工主要用于數(shù)值運算，但利用為數(shù)眾多的附加工具箱具箱Toolbox它也適合不同領(lǐng)域的應用，例如控制系統(tǒng)它也適合不同領(lǐng)域的應用，例如控制系統(tǒng)設(shè)計與分析、圖像處理、信號處理與通訊、金融建模和分析等。設(shè)計與分析、圖像處理、信號處理與通訊、金融建模和分析等。另外還有一個配套軟件包另外還有一個配套軟件包Simulink，提供了一

5、個可視化開發(fā)，提供了一個可視化開發(fā)環(huán)境，常用于系統(tǒng)模擬、動態(tài)環(huán)境，常用于系統(tǒng)模擬、動態(tài)/嵌入式系統(tǒng)開發(fā)等方面。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)等方面。oMATLAB的主要提供以下功能6：o可用于技術(shù)計算的高級語言 o可對代碼、文件和數(shù)據(jù)進行管理的開發(fā)環(huán)境 o可以按迭代的方式探查、設(shè)計及求解問題的交互式工具 o可用于線性代數(shù)、統(tǒng)計、傅立葉分析、挑選、優(yōu)化以及數(shù)值積分等的數(shù)學函數(shù) o可用于可視化數(shù)據(jù)的二維和三維圖形函數(shù) o可用于構(gòu)建自定義的圖形用戶界面的各種工具 o可將基于MATLAB的算法與外部應用程序和語言如C、C+、Fortran、Java、COM以及Microsoft Excel集成的各種函數(shù)o工具箱工具箱

6、oMATLAB的一個重要特點是可擴展性。作為的一個重要特點是可擴展性。作為Simulink和其它所有和其它所有MathWorks產(chǎn)品產(chǎn)品的基礎(chǔ)，的基礎(chǔ)，MATLAB可以通過附加的工具箱可以通過附加的工具箱Toolbox進行功能擴展，每一個工具箱進行功能擴展，每一個工具箱就是實現(xiàn)特定功能的函數(shù)的集合就是實現(xiàn)特定功能的函數(shù)的集合注注 2。MathWorks提供的工具箱分以下幾大類提供的工具箱分以下幾大類7：o數(shù)學和優(yōu)化數(shù)學和優(yōu)化 o統(tǒng)計和數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計和數(shù)據(jù)分析 o控制系統(tǒng)設(shè)計和分析控制系統(tǒng)設(shè)計和分析 o信號處理和通訊信號處理和通訊 o圖像處理圖像處理 o測試和測量測試和測量 o金融建模和分析金融建

7、模和分析 o應用程序部署應用程序部署 o數(shù)據(jù)庫連接和報表數(shù)據(jù)庫連接和報表 o分布式計算分布式計算o這些工具箱大多是用開放式的這些工具箱大多是用開放式的MATLAB語言寫成，用戶不但可以查看源代碼，還可以語言寫成，用戶不但可以查看源代碼，還可以可根據(jù)自己的需要進行修改以及創(chuàng)建自定義函數(shù)。此外，常有用戶在可根據(jù)自己的需要進行修改以及創(chuàng)建自定義函數(shù)。此外，常有用戶在MATLAB Central: File Exchange發(fā)布自己編寫的發(fā)布自己編寫的MATLAB程序或工具箱，供他人自由下載程序或工具箱，供他人自由下載使用。使用。MATLAB應用與網(wǎng)上資源o工具箱o 信號處理、神經(jīng)網(wǎng)絡、魯棒控制、系統(tǒng)

8、辨識、控制系統(tǒng)、圖形處理、模糊邏輯、小波分析、金融管理、概率統(tǒng)計、非線性控制等。o網(wǎng)絡資源o mathworkso ftp.mathworkso變量與賦值變量與賦值oMATLAB的變量名字跟許多程序語言一樣，嚴格的變量名字跟許多程序語言一樣，嚴格區(qū)分大小寫，例如，區(qū)分大小寫，例如，var、VAR和和Var是三個不同是三個不同的變量。另外，的變量。另外，MATLAB中變量名字必須以字母中變量名字必須以字母為首字母，為首字母，3var、_var等是非法的變量名。等是非法的變量名。 變變量由賦值運算符（量由賦值運算符（=）定義）定義. MATLAB是動態(tài)檢查是動態(tài)檢查的，這意味著變量可以在未定義其類

9、型的情況下賦的，這意味著變量可以在未定義其類型的情況下賦值并且變量的類型也可以改變，除非將變量看做是值并且變量的類型也可以改變，除非將變量看做是符號對象符號對象9。變量值可以取自常量，計算中的其。變量值可以取自常量，計算中的其他變量的值，或某一函數(shù)的輸出。例如：他變量的值，或某一函數(shù)的輸出。例如：o向量和矩陣向量和矩陣MATLAB的意思是的意思是矩陣實驗室矩陣實驗室，因此它，因此它提供了許多創(chuàng)建向量，矩陣和多維數(shù)組的便提供了許多創(chuàng)建向量，矩陣和多維數(shù)組的便捷的方式。在捷的方式。在MATLAB自己的語言中，一自己的語言中，一個向量個向量vector指的是一維指的是一維1N或或N1矩陣，在其他語言

10、中通常被叫做數(shù)矩陣，在其他語言中通常被叫做數(shù)組組array）。）。 矩陣矩陣matrix通常指的通常指的是是2-維數(shù)組，例如維數(shù)組，例如mn數(shù)組其中數(shù)組其中m和和n大大于或等于于或等于1。多維數(shù)組通常指的是維數(shù)大于。多維數(shù)組通常指的是維數(shù)大于2的數(shù)組。的數(shù)組。代數(shù)代數(shù)/符號運算符號運算利用利用MATLAB的符號數(shù)學工具箱的符號數(shù)學工具箱Symbolic Math Toolbox）注注 4可可以進行代數(shù)或符號運算，如分解多項式因子和解代數(shù)方程：以進行代數(shù)或符號運算，如分解多項式因子和解代數(shù)方程：MATLAB程序執(zhí)行方式o立即執(zhí)行 3.5*6.2ans = 21.7000 exp(j*3*pi/4

11、)ans = -0.7071 + 0.7071i oM文件：純文本文件，擴展名為M，用任何字處理軟件都可以編輯修改。?type exa1.m%This is an example.exp(j*3*pi/4)?exa1ans = -0.7071 + 0.7071iMATLAB命令窗口o計算機安裝好MATLAB之后，雙擊MATLAB圖標，就可以進入命令窗口，此時意味著系統(tǒng)處于準備接受命令的狀態(tài)，可以在命令窗口中直接輸入命令語句。o通用命令o cd 顯示或改變工作目錄 hold 圖形保持開關(guān)o dir 顯示目錄下的文件disp 顯示變量或文字內(nèi)容o type 顯示文件內(nèi)容path 顯示搜索目錄o c

12、lear 清理內(nèi)存變量save 保存內(nèi)存變量到指定文件o clf 清除圖形窗口load 加載指定文件的變量o pack 收集內(nèi)存碎片diary 日志文件o clc 清除工作窗quit 退出MATLABo echo 工作窗信息顯示開關(guān)！ 調(diào)用dos命令o命令行鍵盤技巧o 調(diào)用上一行home 光標置于當前行開頭o 調(diào)用下一行end 光標置于當前行末尾o 光標左移一個字符esc 清除當前輸入行o 光標右移一個字符del 刪除光標處的字符o Ctrl 光標左移一個單詞backspace 刪除光標前的字符o Ctrl 光標右移一個單詞altbackspace 恢復上一次的刪除o標點o ： 具有多種應用功

13、能. 小數(shù)點及域訪問符o ；區(qū)分行，取消運行顯示等 續(xù)行符o ，區(qū)分列，函數(shù)參數(shù)分隔符% 注釋標記o () 指定運算先后次序! 調(diào)用操作系統(tǒng)運算o 矩陣定義標志 賦值標記o 用于構(gòu)成單元數(shù)組 字符串標示符MATLAB搜索路徑oMATLAB的一切操作都是在其搜索路徑中進行的，如果調(diào)用的函數(shù)在搜索路徑之外，系統(tǒng)將認為該函數(shù)不存在。o路徑設(shè)置方法o1、通過對話框設(shè)置o 在MATLAB主窗口菜單中【file】【set Path】選項。o2、path命令?pathMATLABPATHE:MATLABworksE:MATLABtoolboxmatlabgeneralE:MATLABtoolboxmatla

14、bopsE:MATLABtoolboxmatlablangE:MATLABtoolboxmatlabelmatE:MATLABtoolboxmatlabelfunE:MATLABtoolboxmatlabspecfunE:MATLABtoolboxmatlabmatfunE:MATLABtoolboxmatlabdatafunE:MATLABtoolboxmatlabpolyfun 2.1 path命令?genpathans =E:MATLABtoolboxmatlabdatafun;E:MATLABtoolboxmatlabdatatypes;E:MATLABtoolboxmatlabdem

15、os;E:MATLABtoolboxmatlabelfun;E:MATLABtoolboxmatlabelmat;E:MATLABtoolboxmatlabfunfun;E:MATLABtoolboxmatlabgeneral;E:MATLABtoolboxmatlabgraph2d;E:MATLABtoolboxmatlabgraph3d;E:MATLABtoolboxmatlabgraphics;E:MATLABtoolboxmatlabiofun;E:MATLABtoolboxmatlabiofunsrc;E:MATLABtoolboxmatlablang;E:MATLABtoolbox

16、matlabmatfun;2.2 genpath命令2.3 editpath或pathtool命令2.4 擴展搜索路徑 將新目錄擴展到搜索路徑中 1、用path命令 ?path(path,e:matlabworks) 2、用addpath命令 將新目錄加到搜索路徑的末尾 ?addpath e:matlabworks end 將新目錄加到搜索路徑的開始 ?addpath e:matlabworks -begin 3、使用路徑設(shè)置對話框MATLAB幫助oMATLAB Helpo 完善的HTML格式聯(lián)機幫助系統(tǒng)，非常全面。使用方法：o 1.從help菜單中選取；o 2.在命令窗口中執(zhí)行helpdes

17、k或doc。oPDF文檔o 用Adobe acrobat reader閱讀。Help系列ohelpwinoHelp?helpHELP topics:matlabgeneral - General purpose commands.matlabops - Operators and special characters.matlablang - Programming language constructs.matlabelmat - Elementary matrices and matrix manipulation.matlabelfun - Elementary math functio

18、ns.matlabspecfun - Specialized math functions.matlabmatfun - Matrix functions - numerical linear algebra.matlabdatafun - Data analysis and Fourier transforms. For more help on directory/topic, type help topic.oHelp + 函數(shù)類名?help general General purpose commands. MATLAB Toolbox Version 5.2 18-Dec-2019

19、General information help - On-line help, display text at command line. helpwin - On-line help, separate window for navigation. helpdesk - Comprehensive hypertext documentation and troubleshooting. demo - Run demonstrations. ver - MATLAB, SIMULINK, and toolbox version information. See also PUNCT.?hel

20、p helpwin HELPWIN On-line help, separate window for navigation. HELPWIN TOPIC opens a help window and displays the help text for the given TOPIC. Links are created to functions referenced in the See Also line of the help text. HELPWIN(HELP_STR,TITLE) displays the string HELP_STR in the help window.

21、HELP_STR may be passed in as a string with each line separated by carriage returns, a column vector cell array of strings with each cell (row) representing a line or as a string matrix with each row representing a line. The optional string TITLE will appear in the title edit box. HELPWIN(TITLE1 HELP

22、_STR1;TITLE2 HELP_STR2;.,PAGE) displays one page of multi-page help text. The multi-page help text is passed in as a cell array of strings or cells containing TITLE and HELP_STR pairs. Each row of the multi-page help text cell array (dimensioned number of pages by 2) consists of a title string paire

23、d with a string, cell array or string matrix of help text. The second argument PAGE is a string which must match one of the TITLE entries in the multi-page help text. The matching TITLE represents the page that is to be displayed first. If no second argument is given, the first page is displayed. A

24、third argument may be passed to HELPWIN which is a string that becomes the title of the help window figure. Additional arguments, after the window title, will be interpreted as Handle Graphics parameter-value pairs to be applied to the text displayed in the help window. Examples. helpwin plot helpwin(Help String,title) helpwin(Help text for sprintf(n) my m-file.,tit