Malab電子信息與控制工程學(xué)院講義

歡迎學(xué)習(xí)MATLABMATLAB語言基礎(chǔ)

主講教師：陳梅蓮電子信息與控制工程學(xué)院

MATLAB課程介紹定位：公共基礎(chǔ)選修課目標(biāo)：了解MATLAB，能夠熟練掌握數(shù)學(xué)（矩陣）運(yùn)算，簡單編程，簡單的數(shù)據(jù)處理及基本圖形繪制.教材：自編教材特點：完全不必具備其它語言的基礎(chǔ)，各年級各專業(yè)的同學(xué)都可選修。MATLAB課程安排學(xué)時:32學(xué)時（基于matlab4.2版本，介紹matlab6)安排：講課16學(xué)時，上機(jī)14學(xué)時，考試2學(xué)時考核要求：不得缺勤，實驗報告必須齊備?？己朔绞?考試學(xué)習(xí)內(nèi)容

一、MATLAB概述

二、MATLAB的數(shù)值運(yùn)算、符號運(yùn)算

三、MATLAB的二維、三維繪圖

四、圖形化仿真程序設(shè)計

五、MATLAB工具箱與跨平臺接口

六、MATLAB6簡介

七、MATLAB程序設(shè)計第一節(jié)MATLAB語言概述

一、MATLAB語言的發(fā)展

matlab語言是由美國的CleverMoler博士于1980年開發(fā)的設(shè)計者的初衷是為解決“線性代數(shù)”課程的矩陣運(yùn)算問題取名MATLAB即MatrixLaboratory矩陣實驗室的意思它將一個優(yōu)秀軟件的易用性與可靠性、通用性與專業(yè)性、一般目的的應(yīng)用與高深的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用有機(jī)的相結(jié)合MATLAB是一種直譯式的高級語言，比其它程序設(shè)計語言容易MATLAB語言與其它語言的關(guān)系仿佛和C語言與匯編語言的關(guān)系一樣計算機(jī)語言的發(fā)展數(shù)值運(yùn)算解析運(yùn)算管理、可視化智能化標(biāo)志著計算機(jī)語言向“智能化”方向發(fā)展，被稱為第四代編程語言。MATLAB已經(jīng)不僅僅是一個“矩陣實驗室”了，它集科學(xué)計算、圖象處理；聲音處理于一身，并提供了豐富的Windows圖形界面設(shè)計方法MATLAB語言是功能強(qiáng)大的計算機(jī)高級語言,它以超群的風(fēng)格與性能風(fēng)靡全世界,成功地應(yīng)用于各工程學(xué)科的研究領(lǐng)域MATLAB在美國已經(jīng)作為大學(xué)工科學(xué)生必修的計算機(jī)語言之一(C,FORTRAN,ASSEMBLER,MATLAB)近年來，MATLAB語言已在我國推廣使用，現(xiàn)在已應(yīng)用于各學(xué)科研究部門和許多高等院校MATLAB語言不受計算機(jī)硬件的影響，286以上的計算機(jī)都可以使用二、matlab能在各領(lǐng)域做什麼工業(yè)研究與開發(fā)數(shù)學(xué)教學(xué)，特別是線性代數(shù)數(shù)值分析和科學(xué)計算方面的教學(xué)與研究電子學(xué)、控制理論和物理學(xué)等工程和科學(xué)學(xué)科方面的教學(xué)與研究經(jīng)濟(jì)學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)等計算問題的所有其他領(lǐng)域中的教學(xué)與研究例、用一個簡單命令求解線性系統(tǒng)3x1+x2-x3=3.6x1+2x2+4x3=2.1-x1+4x2+5x3=-1.4A=[31-1;124;-145];b=[3.6;2.1;-1.4];x=A\bx=1.4818-0.46060.3848對于線性系統(tǒng)有Ax=b例、用簡短命令計算并繪制在0x6范圍內(nèi)的sin(2x)、sinx2、sin2x。x=linspace(0,6)y1=sin(2*x),y2=sin(x.^2),y3=(sin(x)).^2;plot(x,y1,x,y2,x,y3)階梯圖用四種方法描述cos(x)*sin(y)圖形二、M誕ATL趟AB語握言的特吃點：語言簡潔渣緊湊，語揪法限制不成嚴(yán)，程序裙設(shè)計自由度常大，可匪移植性瓶好運(yùn)算符、駱庫函數(shù)豐抗富圖形功亂能強(qiáng)大界面友驕好、編放程效率禽高擴(kuò)展性體強(qiáng)三、M徒ATL桑AB語痛言的功耽能：強(qiáng)大的裕數(shù)值（木矩陣）晶運(yùn)算功客能廣泛的勉符號運(yùn)翼算功能高級與低泛級兼?zhèn)涞哪鎴D形功能召（計算結(jié)電果的可視炕化功能）可靠的辰容錯功相能應(yīng)用靈活熄的兼容與招接口功能信息量盈豐富的順聯(lián)機(jī)檢推索功能1.矩陣番運(yùn)算功能MAT單LAB漂提供了指豐富的憐矩陣運(yùn)教算處理呢功能，壯是基于矩陣象運(yùn)算的處遵理工具。變量矩陣，運(yùn)算矩陣的運(yùn)弓算例如欲C杰=歉A+灰B困，A,輸B,C劉都是矩限陣,是喂矩陣的拖加運(yùn)算即使一個恢常數(shù)，Y嗎=5，MAT糞LAB絞也看做籠是一個清11的矩陣2.符號逃運(yùn)算功能符號運(yùn)算別即用字符笑串進(jìn)行數(shù)逢學(xué)分析允許變痰量不賦院值而參芳與運(yùn)算用于解李代數(shù)方霉程、微變積分、乒復(fù)合導(dǎo)認(rèn)數(shù)、積動分、二旅重積分盛、有理旋函數(shù)、采微分方忌程、泰扶樂級數(shù)六展開、拘尋優(yōu)等扛等，可按求得解勺析符號略解3.豐富的繪塞圖功能與內(nèi)計算結(jié)果剪的可視化具有高旦層繪圖座功能—著—兩維輛、三維雀繪圖具有底層丙繪圖功能朗——句柄養(yǎng)繪圖使用pl秒ot函數(shù)鉤可隨時將錢計算結(jié)果馳可視化4.圖形弱化程序編臘制功能動態(tài)系欣統(tǒng)進(jìn)行揀建模、幫仿真和喘分析的園軟件包用結(jié)構(gòu)圖急編程，而耍不用程序字編程只需拖幾美個方塊、續(xù)連幾條線愁，即可實逗現(xiàn)編程功析能5.豐富擋的MAT曾LAB工布具箱MATL搬AB主工垃具箱符號數(shù)學(xué)莫工具箱SIM享ULI某NK仿朝真工具握箱控制系統(tǒng)遵工具箱信號處睬理工具驢箱圖象處麥理工具趴箱通訊工砍具箱系統(tǒng)辨識確工具箱神經(jīng)元跪網(wǎng)絡(luò)工殼具箱金融工劫具箱許多學(xué)科顯，在MA超TLAB續(xù)中都有專反用工具箱巷，現(xiàn)已有深30多個阻工具箱，傭但MAT歇LAB語穿言的擴(kuò)展馬開發(fā)還遠(yuǎn)汽遠(yuǎn)沒有結(jié)噴束，各學(xué)黨科的相互沾促進(jìn)，將皺使得MA塞TLAB肌更加強(qiáng)大6.M炭ATL密AB的下兼容功漫能可與C語惑言、FO菜RTUR蹦E語言跨勝平臺兼容用函數(shù)C喬MEX、哪FMEX嚴(yán)實現(xiàn)此功能溪不推薦歲使用7.M佩ATL負(fù)AB的煩容錯功鉗能非法操悠作時，倍給出提嗎示，并瓶不影響辛其操作1/0War響nin困g:逃Div照ide倉by懸ze彩roans堵=Inf8.M蘋ATL難AB的朗開放式免可擴(kuò)充批結(jié)構(gòu)matl鵲ab所狂有函數(shù)都浙是開放的用戶可酬按自己挽意愿隨拋意更改正因為謙此功能尖，使得掉mat酬lab貝的應(yīng)用躺越來越輝廣泛9.強(qiáng)刑大的聯(lián)灘機(jī)檢索聰幫助系掘統(tǒng)可隨時戶檢索m亡atl臣ab函糊數(shù)可隨時謙查詢m劑atl絲式ab函疤數(shù)的使詢用方法三、啟炸動MAT規(guī)LAB開機(jī)執(zhí)行扛程序c:\m蔑atla禽b\bi堂n\ma爸tlab福.exe用鼠標(biāo)雙蘋擊mat協(xié)lab圖僻標(biāo)）即可打蠢開ma迫tla懸b命令秒平臺待機(jī)狀態(tài)工作窗出緊現(xiàn)以后，百即可進(jìn)行正各種操作四、M椅ATL播AB界欄面與Win牽dows聞的窗口界閱面類似，宣有菜單項店File油、Edi繭t、Op角tion讓、Win褲dows累、Hel活p等項可清以選擇。菜單項羅Fil捧e，其存功能如犧下New橫建斃立新文治件Open薯M-Fi只le指打開躺M-文件Ope潑nselec哀ted登打厲開選定差文件Save影Wor幻玉kspa皂ceAs鉛將工作區(qū)鼓存為Run蟲M-F機(jī)ile警運(yùn)曠行M浩-文件Look真Fo食rS堅ele引cte蝦d后尋找選秒定文件Print含打印Pri怕ntSetup菜打印設(shè)置Exit夢MAT永LAB乳退憑出M憲ATL洞AB如果選擇將Opti籮ons\劣Nume安ric窩Form圍at(數(shù)核字顯示格頓式）可以趙得出下一鼓級子菜單矩，允許用噴戶設(shè)置m鄙atla肥b下結(jié)果截數(shù)據(jù)的顯娃示格式?？蓮闹羞x濁擇Sho診rt（默趣認(rèn)的簡潔火格式）和憶Long察（高精度著格式）等由于各菜克單項的選掙擇、執(zhí)行互方法與W翁indo習(xí)ws風(fēng)格鵲完全相同魚，就不一悟一說明了礎(chǔ)。五、m功atl區(qū)ab與喇dos筐兼容命旁令1.dir必—可末列出指按定目錄鋒下的文盜件和子錫目錄清錦單例如:Dir場可顯睜示當(dāng)前肆目錄下扮的所有島文件Dir嬸c:罰\ma最tla壓bDir洋c:抱\ma暖tla燥b\*勻.m2.cd—可改變閱當(dāng)前工鵲作目錄cd_圣_——顯示當(dāng)鹿前子目悉錄cd秒c:盛\ma匪tla馬b\t慚ool論boxcd板_.異.——退出當(dāng)前宿子目錄到速上一級目鏈錄cd_撫\——回到根目占錄typ陪e遺my謎fil辭e.m與dos鑰下的用法狠完全一樣3.typ瘋e—可顯示親指定文擇件的全部內(nèi)分容4.d帳ele稈te—刪除指定拍文件del象a列bc—刪除當(dāng)先前目錄牧下的a召bc文截件del嫌c噴:\m安atl槍ab\誓aaa范.m注意：只繭可刪除用英戶文件，品其它文件套不要輕易青刪除，否儀則系統(tǒng)會理癱瘓六、m寺atl裁ab的殊數(shù)據(jù)與機(jī)變量變量查詢桌函數(shù)wh無o與wh舒os作用都是途列出在m依atla限b工作空氣間中已經(jīng)芬駐留的變?nèi)α棵鍐尾煌哪X是wh厲os在雨給出駐秩留變量注的同時責(zé)，還給龍出他們稅的維數(shù)則及性質(zhì)2.永像久變量在ma旬tla毫b工作守內(nèi)存中與,駐留紋了幾個忌由系統(tǒng)秧本身在毀啟動時巨定義的嗎變量，敏我們稱巡壽為永久柱變量永久變量身用who灣指令是查北看不到的芽，只可隨權(quán)時調(diào)用eps揚(yáng)—容差策變量，定立義為1.利0到最近虧浮點數(shù)的糟距離,在遙pc機(jī)滴上=2-52pi—裙圓周率的近因似值3予.14膚159姐26inf仰或In調(diào)f—墊表示杜正無大羊,定義念為1/史0NaN稠—非數(shù)撕，它產(chǎn)生鞭于0×，0/0，/等運(yùn)算i，j墊—贈虛數(shù)單鹿位ans烈—對于遭未賦值運(yùn)主算結(jié)果，類自動賦給甘ans3.wha為t程次序查詢依指令wha傘t按擴(kuò)展藝名分類而列出當(dāng)翠前目錄仍上的文版件what欲*.皮m列出當(dāng)前僵目錄中所斑有m文件七、文匪件系統(tǒng)跟與路徑荒函數(shù)whic單h列出區(qū)指定文件宏所在的目鞋錄whic阻ht偷est.球m顯示te樂st.m所在的技路徑path借路徑函毀數(shù)path顯示mat癥lab縣啟動時薯設(shè)定的需搜索路拉徑path坊(pat慰h,’c予:\my績dir’塔)將根目駱錄下的跡my辜dir漆臨時無納入搜物索路徑可將你陵需要的考目錄永繭久納入幫mat跨lab畏搜索路灘徑打開c:\烤mat染lab課\ma打tla終brc別.m文件在所有搜啄索路徑后推加上‘c:\m泥ydir盼\;’,車…八、matl騙ab聯(lián)機(jī)劍幫助命令hel能p功尖能提供mat棵lab浩大部分雕主題的觀在線幫氧助信息help顯示hel蝴p主攀題一覽偉表hel葛pp松lot用xyz顯示有陡關(guān)三維恨做圖指鵝令幫助酷信息help麥[顯示特扁殊字符惰與符號禁幫助信棕息hel軌ph段elp顯示h決elp查的幫驅(qū)助信息雖然help謝可以隨時味提供幫助閘，但必須非知道準(zhǔn)確排的函數(shù)名紡稱。當(dāng)不嶼能確定函籃數(shù)名稱時肢，hel浸p就無能疤為力了。Loo訓(xùn)kfo艙r函數(shù)乎—它消可提供昂通過一絹般的關(guān)缺鍵