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第1章MATLAB基本知識1.1MATLAB簡介1.1.1概述(1)MATLAB簡介1984年,CleveMoler和JohnLittle等人合作成立了Mathworks軟件公司,并將MATLAB正式推向市場。在三十多年來的發(fā)展和競爭中,MATLAB不斷推出新的版本,截止到2017年,已推出的最新版本是8.5版(R2015a)。目前MATLAB已成為國際認(rèn)可的最優(yōu)秀的科技應(yīng)用軟件。第1章MATLAB基本知識(2)MATLAB簡介Simulink是MATLAB提供的實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模和仿真的一個軟件包,是基于框圖的仿真平臺。Simulink與MATLAB是同步更新,不斷地推出新的版本。電力系統(tǒng)模塊庫(PowerSystemBlockset),該模塊庫主要由加拿大HydroQuebec和TECSIMInternational公司共同開發(fā)。第1章MATLAB基本知識1.1.2MATLAB安裝與運行1.MALAB對硬件和軟件的要求對于32位和64位的MATLAB及Simulink產(chǎn)品,可以安裝到下列操作平臺上:WindowsXPWindowsVistaWindows7RedHatEnterpriseLinux5MacOSX10.8第1章MATLAB基本知識當(dāng)前MATLAB對PC機系統(tǒng)的要求為:支持SSE2指令集的Intel或者AMD處理器;僅安裝MATLAB需要1GB的硬盤空間,典型安裝需要3~4GB;最小1GB的內(nèi)存空間,推薦2GB;2.安裝過程安裝前的設(shè)置(包括填寫安裝密鑰、選擇安裝類型及確定安裝目錄等)安裝MATLAB和相應(yīng)模塊激活MATLAB三個階段第1章MATLAB基本知識1.2MATLAB工作環(huán)境1.菜單和工具欄【File】菜單New:用于建立新的.m文件、圖形、模型和圖形用戶界面。Open:用于打開的.m文件、.fig文件、.mat文件、.mdl文件、.cdr文件等。CloseCommandWindow:關(guān)閉命令窗口。ImportData:用于向工作空間導(dǎo)入數(shù)據(jù)。SaveWorkplaceAs:將工作空間的變量存儲在某一文件中。Setpath:打開搜索路徑設(shè)置對話框。Preferences:打開環(huán)境設(shè)置對話框。第1章MATLAB基本知識“工具欄”中部分按鈕功能。:打開Simulink主窗口。:打開用戶界面設(shè)計窗口。:打開MATLAB的程序性能分析工具Profiler。:打開幫助系統(tǒng)。第1章MATLAB基本知識2.命令窗口MATLAB的命令窗口如圖所示,其中“>>”為運算提示符,表示MATLAB處于準(zhǔn)備狀態(tài)。第1章MATLAB基本知識3.歷史命令窗口該窗口主要用于記錄所有執(zhí)行過的命令,在默認(rèn)設(shè)置下,該窗口會保留自安裝后所有使用過的命令的歷史記錄,并標(biāo)明使用時間。第1章MATLAB基本知識4.當(dāng)前工作目錄窗口在目錄窗口中可顯示或改變當(dāng)前目錄,還可以顯示當(dāng)前目錄下的文件,以及搜索功能與命令窗口類似,該窗口也可以成為一個獨立的窗口第1章MATLAB基本知識5.工作空間管理窗口在工作空間管理窗口中顯示當(dāng)前內(nèi)存中所有的MATLAB變量的變量名、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、字節(jié)數(shù)以及類型等信息,不同的變量類型分別對相應(yīng)不同的變量名圖標(biāo)第1章MATLAB基本知識1.3MATLAB的通用命令1.常用命令第1章MATLAB基本知識2.輸入內(nèi)容的編輯第1章MATLAB基本知識3.標(biāo)點在MATLAB語言中,一些標(biāo)點符號也被賦予了特殊的意義,或代表一定的運算第1章MATLAB基本知識1.4MATLAB的計算基礎(chǔ)MATLAB的計算主要是數(shù)組和矩陣的計算,并且定義的數(shù)值元素是復(fù)數(shù),這是MATLAB的重要特點。1.4.1MATLAB的預(yù)定義變量MATLAB中有很多預(yù)定義變量,這些變量都是在MATLAB啟動后就已經(jīng)定義好的,它們都具有特定的意義。如表1-4所示。第1章MATLAB基本知識1.4.2常用運算和基本數(shù)學(xué)函數(shù)MATLAB中常用的運算符號第1章MATLAB基本知識MATLAB中的關(guān)系運算符號關(guān)系運算是指兩個元素之間的比較,關(guān)系運算的結(jié)果只能是0或1。第1章MATLAB基本知識MATLAB中的邏輯運算邏輯量只有0(假)和1(真)兩個值MATLAB的函數(shù)極為豐富,一些最簡單最常用的數(shù)學(xué)函數(shù)見表1-8第1章MATLAB基本知識1.4.3數(shù)值的輸出格式在MATLAB中,數(shù)值的屏幕輸出通常以不帶小數(shù)的整數(shù)格式或帶4位小數(shù)的浮點格式輸出結(jié)果。如果輸出結(jié)果中所有數(shù)值都是整數(shù),則以整數(shù)格式輸出;如果結(jié)果中有一個或多個元素是非整數(shù),則以浮點數(shù)格式輸出結(jié)果。MATLAB中,數(shù)值的默認(rèn)存儲類型是雙精度浮點類型,存儲位寬為64位,在運行中MATLAB總是以所能達到的最高精度計算,輸出格式不會影響計算的精度。使用命令format可以改變屏幕輸出的格式,也可以通過命令窗口的下拉菜單來改變。有關(guān)format命令格式及其他有關(guān)的屏幕輸出命令見表1-9。第1章MATLAB基本知識1.5基本賦值和運算利用MATLAB可以做任何簡單運算和復(fù)雜運算,可以直接進行算術(shù)運算,也可以利用MTALAB定義的函數(shù)進行運算;可以進行向量運算,也可以進行矩陣或張量運算。這里只介紹最簡單的算術(shù)運算、基本的賦值與運算。1.簡單數(shù)學(xué)計算2.簡單賦值運算3.向量或矩陣的賦值和運算第1章MATLAB基本知識1.6MATLAB程序設(shè)計基礎(chǔ)MATLAB是一種解釋性高級程序設(shè)計語言,對程序中的語言邊解釋邊執(zhí)行。MATLAB與其他高級語言一樣,是由順序、選擇和循環(huán)三種基本控制結(jié)構(gòu)組成MATLAB程序的基本結(jié)構(gòu)如下,即%程序說明清除命令定義變量逐行執(zhí)行的命令
......循環(huán)和轉(zhuǎn)移
逐行執(zhí)行的命令......end逐行執(zhí)行的命令......第1章MATLAB基本知識1.順序語句順序語句就是依次順序執(zhí)行程序的各條語句,這種語句不需要任何特殊的流程控制。示例代碼如下:%定義變量tt=0:0.1:4*pi;%定義變量yy=sin(t);%使用缺省設(shè)置進行作圖,以t為橫軸,y為縱軸plot(t,y)第1章MATLAB基本知識2.條件語句條件語句就是程序判定所給的條件是否滿足,根據(jù)判定的結(jié)果(真或假)來執(zhí)行不同的操作。在MATLAB中有if-else-end和switch-case-otherwise兩種條件語句。(1)if-else-end語句最簡單的if-else-end結(jié)構(gòu)如下:ifexpressionstatementsend第1章MATLAB基本知識當(dāng)希望在expression為真和假兩種條件下執(zhí)行不同的操作時,可使用如下語法結(jié)構(gòu):ifexpression statements1else statements2end第1章MATLAB基本知識該語句與C語言中的選擇語句的功能是相同的,它通常用于條件較多而且較單一的情況,類似于一個數(shù)控的多路開關(guān)。其語法結(jié)構(gòu)如下:switchexpression casevalue1 statements1 casevalue2 statements2…… otherwise statementsend第1章MATLAB基本知識3.循環(huán)語句循環(huán)語句一般用于有規(guī)律的重復(fù)計算。被重復(fù)執(zhí)行的語句稱為循環(huán)體,控制循環(huán)語句走向的語句稱為循環(huán)條件。MATLAB中有for循環(huán)和while循環(huán)兩種語句。(1)for循環(huán)for循環(huán)的一般格式如下:forvariable=expression statementsend第1章MATLAB基本知識(2)while循環(huán)while循環(huán)的一般格式如下:whileexpression statementsend第1章MATLAB基本知識1.7MATLAB的繪圖功能MATLAB在數(shù)據(jù)的可視化方面提供了很強大的功能,它可以把數(shù)據(jù)以多種形式加以表現(xiàn)。1.基本形式MATLAB最基本的繪制線性平面圖形的函數(shù)為plot()對于不同的輸入?yún)?shù),該函數(shù)有不同的形式可以實現(xiàn)不同的功能。第1章MATLAB基本知識(1)plot(y)當(dāng)只有一個參數(shù)時,plot以該參數(shù)的值為縱坐標(biāo),橫坐標(biāo)從1開始自動賦值為向量[123…]或
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