Matlab工程數值計算應用基礎1

Matlab工程應用基礎

ApplicationofMatlabinEngineering

學時：32（講課16，

上機16）

學分：2適用對象：工程類專業(yè)本科生教學方法：授課、上機練習和自學相結合考核要求：平時成績（以上機為主）30%，最終考試70%授課教師：姜歌東（gdjiang@)上課：星期2、4（7、8節(jié)），西2-西305上機：星期1、3（7、8節(jié)），教1-南406使用教材及參考書1.蘇曉生，《掌握Matlab6.0及其工程應用》，北京科學出版社2002。2.王沫然編，《Matlab與科學計算》（第2版），電子工業(yè)出版社，2003。3.Magrab,EdwardB.著，高會生等譯，《Matlab原理與工程應用》，北京電子工業(yè)出版社，2002。4.精銳創(chuàng)作組編著，《Matlab6.0科學運算完整解決方案》，人民郵電出版社，2001。課程的性質、目的和任務Matlab是一個可視化的計算程序，被廣泛地應用在科學運算領域里。它具有功能強大、使用簡單等特點，內容包括：數值計算、符號計算、數據擬合、圖形圖像處理、系統模擬和仿真分析等功能。此外，用Matlab還可以進行動畫設計、有限元分析等。本課程的目的是使學生能夠運用Matlab進行一般的工程計算，掌握Matlab的基本技術（基本計算、矩陣處理、符號運算和圖形顯示技術等），為將來從事工程技術方面的產品開發(fā)、科學研究、工程計算和管理打下一定的基礎。教學基本要求1.了解Matlab語言特點、熟悉Matlab視窗環(huán)境、掌握Matlab幫助功能的基本使用方法。2.掌握Matlab中變量和函數的有關概念、以及矩陣和多項式的構造和運算方法。初步具有將一般數學問題轉化為計算模型的能力，并能夠使用常用的幾種常用的函數進行簡單的問題求解。3.搞清符號變量和符號表達式的定義，并能用符號運算解決一般的微積分和方程求解問題。掌握Matlab程序設計的幾種基本控制轉移語句，學會使用數組和簡單M文件的編程，了解類和對象的概念。4.掌握二維平面圖形和三維立體圖形的繪制方法，進行數據可視化處理。理解用戶圖形界面程序的構造，掌握編程方法。第1章Matlab概述

1、Matlab簡介

2、Matlab的工作環(huán)境

3、Matlab幫助系統

Matlab簡介1、MATLAB的起源與發(fā)展MATLAB是“矩陣實驗室”（MATrixLABoratory）的縮寫，最初版本是由CleveMoler博士用FORTRAN語言開發(fā)的矩陣分析軟件。80年代初期，由CleveMoler和JohnLittle采用C語言改寫了MATLAB的內核。成立了Mathworks軟件開發(fā)公司，并于1984年將MATLAB正式推向市場。1992年初推出了應用于Windows操作系統的MATLAB4.x版本。1997年推出5.1版本。1998年推出5.2版本。1999年推出MATLAB5.3版本，MATLAB5.3對應于Release11。2000年又推出了更為簡便易學的MATLAB6.0版本，MATLAB6.0對應于Release12。Matlab簡介2、MATLAB的主要特點MATLAB的基本單位為矩陣.MATLAB語言以解釋方式工作.具有非常友好的人機界面。具有強大的作圖和數據可視化功能.具有極強的可擴展性。3、MATLAB的基本組成MATLAB主程序、Simulink動態(tài)系統仿真和MATLAB工具箱（Toolbox）三大部分組成。主程序包括了MATLAB語言、工作環(huán)境、句柄圖形、數學函數庫和應用程序接口五部分.Matlab工作環(huán)境界面1.MATLAB的啟動

桌面快捷方式啟動開始菜單方式啟動2.MATLAB和退出

Matlab菜單命令/關閉按鈕在Matlab命令窗口輸入exit或quitMatlab工作環(huán)境界面包含一行標題欄、一行菜單欄、一行工具欄、五個工作窗口和一行注釋欄。五個工作窗口分別為:發(fā)射臺（

LaunchPad）、工作區(qū)（Workspace）、命令歷史（CommandHistory）、當前路徑（CurrentDirectory）和命令窗口（CommandWindows）。歷史命令發(fā)射臺命令窗口

標題欄

菜單欄

常用工具欄

工作區(qū)當前路徑1、MATLAB

菜單項File（文件）菜單Edit（編輯）菜單View（視圖）菜單Window（窗口）菜單Web（連網信息）Help（幫助）菜單Matlab工作環(huán)境界面Matlab工作環(huán)境界面2、MATLAB工具欄

用MATLAB的M文件編輯器新建一個M文件；用MATLAB編輯器打開一個文件；將選中的內容剪切到剪貼板；將選中的內容復制到剪貼板；將剪貼板中的內容粘貼到光標指定的位置；撤消最近一次的操作；打開Simulink瀏覽器；打開MATLAB幫助窗口。當前工作路徑例1-1繪制函數y=2sin(1+x)的圖像，并計算當x=0.5時的函數值。

Matlab工作環(huán)境界面x=(1:0.1:10);%給出自變量x的定義域y=2*sin(1+x);%寫出函數形式plot(x，y)%繪出函數圖形y=2*sin(1+0.5)%求當x=0.5時的y值，其后不加分號，直接在窗口中給出結果

y=1.9950%輸出y的計算結果Matlab工作環(huán)境界面例1-2繪制函數y=3x3-10x2+5x-8的圖像fori=1:100x(i)=0.1*i;y(i)=3*x(i)^3-10*x(i)^2+5*x(i)-8;endplot(x,y)Matlab工作環(huán)境界面3、MATLAB通用命令Matlab幫助系統1、Matlab聯機幫助#工具條中的？按鈕；#help菜單欄中前2項中的任何一項；#在命令窗口中執(zhí)行helpdesk或doc。2、Matlab的網上資源

web菜單欄Matlab幫助系統3、Matlab常用的窗口幫助命令Matlab幫助系統help命令直接輸入help，MATLAB將列出所有的幫助主題，每個幫助主題對應于MATLAB搜索路徑中的一個目錄；help后加幫助主題，可獲得指定幫助主題的幫助信息；help后加函數名；help后加命令名，將得到指定命令的用法；Matlab幫助系統demo命令基本矩陣演示窗口MATLAB演示窗口Matlab幫助系統helpwin命令用于打開MATLAB的幫助文件窗Matlab幫助系統lookfor命令允許用戶通過完整的或部分關鍵字來搜索要查找的內容who和whos的作用是列出在MATLAB工作內存中駐留的變量名exist命令用來查找或檢查變量和函數的存在性第1章上機練習（1）以兩種方式打開MATLAB工作窗口，進入MATLAB6.0的工作環(huán)境，并退出。（2）嘗試、熟悉MATLAB6.0的各欄菜單以及各個工具欄的功能。（3）重新啟動MATLAB6.0，進入MATLAB工作窗口，用who命令查看當前工作空間內有無變量及其值。（4）繪制函數y=cos(5x+2)/sin(3x+1)的圖像，并求解當x=2時的函數值。（5）此時再次用who命令查看工作空間內的變量名及其值，與（3）比較，同時用whos命令查看變量，比較與who命令的不同。（6）熟練掌握MATLAB的通用命令。（7）練習并熟練掌握MATLAB的幫助命令，學會利用MATLAB的幫助信息。（8）用lookfor命令查找函數cos的信息，并與help命令查找的結果相比較，注意采用兩種命令之間的差別。MATLAB編輯MATLAB是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數學軟件，用于算法開發(fā)、數據可視化、數據分析以及數值計算的高級技術計算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。MATLAB是matrix&laboratory兩個詞的組合，意為矩陣工廠（矩陣實驗室）。是由美國mathworks公司發(fā)布的主要面對科學計算、可視化以及交互式程序設計的高科技計算環(huán)境。它將數值分析、矩陣計算、科學數據可視化以及非線性動態(tài)系統的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學研究、工程設計以及必須進行有效數值計算的眾多科學領域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統非交互式程序設計語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平。MATLAB和Mathematica、Maple并稱為三大數學軟件。它在數學類科技應用軟件中在數值計算方面首屈一指。MATLAB可以進行矩陣運算、繪制函數和數據、實現算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語