第八章 Matlab軟件介紹1.1(一次課)

數(shù)學(xué)模型與實(shí)驗(yàn)

MathematicalmodelingUncertaintyTheoryLaboratory

第八章Matlab軟件介紹MATLAB語言是一種廣泛應(yīng)用于工程計(jì)算及數(shù)值分析領(lǐng)域的新型高級語言，自1984年由美國MathWorks公司推向市場以來，歷經(jīng)十多年的發(fā)展與競爭，現(xiàn)已成為國際公認(rèn)的最優(yōu)秀的工程應(yīng)用開發(fā)環(huán)境。MATLAB功能強(qiáng)大、簡單易學(xué)、編程效率高，深受廣大科技工作者歡迎的.UncertaintyTheoryLaboratory

MATLAB作為線性系統(tǒng)的一種分析和仿真工具，是理工科大學(xué)生應(yīng)該掌握的技術(shù)工具，它作為一種編程語言和可視化工具，可解決工程、科學(xué)計(jì)算和數(shù)學(xué)學(xué)科中許多問題。在歐美各高等院校，MATLAB已經(jīng)成為線性代數(shù)、自動控制理論、數(shù)字信號處理、時(shí)間序列分析、動態(tài)系統(tǒng)仿真、圖像處理等課程的基本教學(xué)工具，成為大學(xué)生、碩士生以及博士生必須掌握的基本技能。MATLAB是英文MATrixLABorotory(矩陣實(shí)驗(yàn)室)的縮寫。

矩陣是MATLAB的核心UncertaintyTheoryLaboratory1、數(shù)值計(jì)算和符號計(jì)算功能MATLAB的數(shù)值計(jì)算功能包括：矩陣運(yùn)算、多項(xiàng)式和有理分式運(yùn)算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)值積分、優(yōu)化處理等。符號計(jì)算將得到問題的解析解。2、MATLAB語言MATLAB除了命令行的交互式操作以外，還可以程序方式工作。使用MATLAB可以很容易地實(shí)現(xiàn)C或FORTRAN語言的幾乎全部功能，包括Windows圖形用戶界面的設(shè)計(jì)。3、圖形功能利用MATLAB的高級圖形命令可以輕而易舉地繪制二維、三維乃至四維圖形，并可進(jìn)行圖形和坐標(biāo)的標(biāo)識、視角和光照設(shè)計(jì)、色彩精細(xì)控制等等。一MATLAB特點(diǎn)UncertaintyTheoryLaboratory4、應(yīng)用工具箱基本部分和各種可選的工具箱?；静糠种杏袛?shù)百個(gè)內(nèi)部函數(shù)。其工具箱分為兩大類：功能性工具箱和學(xué)科性工具箱。功能性工具箱主要用來擴(kuò)充其符號計(jì)算功能、可視建模仿真功能及文字處理功能等。學(xué)科性工具箱專業(yè)性比較強(qiáng)，如控制系統(tǒng)工具箱、信號處理工具箱、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱、最優(yōu)化工具箱、金融工具箱等，用戶可以直接利用這些工具箱進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究。5、易于擴(kuò)充除內(nèi)部函數(shù)外，所有MATLAB的核心文件和工具箱文件都是可讀可改的源文件，用戶可修改源文件和加入自己的文件，它們可以與庫函數(shù)一樣被調(diào)用。

UncertaintyTheoryLaboratory二MATLAB通用操作界面

MATLAB的進(jìn)入與運(yùn)行方式（兩種）UncertaintyTheoryLaboratory1、指令窗(CommandWindow)該窗是進(jìn)行MATLAB各種操作的最主要窗口。在該窗內(nèi)，可鍵入各種送給MATLAB運(yùn)作的指令、函數(shù)、表達(dá)式；顯示除圖形外的所有運(yùn)算結(jié)果。2、歷史指令窗(CommandHistory)該窗記錄已經(jīng)運(yùn)作過的指令、函數(shù)、表達(dá)式；允許用戶對它們進(jìn)行選擇復(fù)制、重運(yùn)行、及產(chǎn)生M文件。3、當(dāng)前目錄瀏覽器(CurrentDirectoryBrowser)在此交互界面中，可以進(jìn)行當(dāng)前目錄的設(shè)置4、工作空間瀏覽器(WorkspaceBrowser)該窗口列出MATLAB工作空間中所有的變量名、大小、字節(jié)數(shù)；在該窗中，可對變量進(jìn)行觀察、編輯、提取和保存。UncertaintyTheoryLaboratory5、MATLAB幫助系統(tǒng)MATLAB提供了豐富的幫助信息UncertaintyTheoryLaboratory１、變量和賦值語句MATLAB賦值語句有兩種形式：(1)變量=表達(dá)式(2)表達(dá)式其中“表達(dá)式”是用運(yùn)算符將有關(guān)運(yùn)算量連接起來的式子，其結(jié)果是一個(gè)矩陣?！咀ⅰ康诙N語句形式下，將表達(dá)式的值賦給MATLAB的永久變量ans。三、變量與函數(shù)例1舉例說明賦值語句的兩種用法>>(5*2+1.3-0.8)*10/25ans=4.2000>>x=(5*2+1.3-0.8)*10/25x=4.2000UncertaintyTheoryLaboratoryMATLAB中變量的命名規(guī)則是：（1）變量名必須是不含空格的單個(gè)詞；（2）變量名區(qū)分大小寫；（3）變量名最多不超過19個(gè)字符；（4）變量名必須以字母打頭，之后可以是任意字母、數(shù)字或下劃線，變量名中不允許使用標(biāo)點(diǎn)符號.例2判斷下列變量命名的正誤。a11a5_233a45_a35√√××UncertaintyTheoryLaboratory2、數(shù)學(xué)運(yùn)算符號及標(biāo)點(diǎn)符號（1）MATLAB的每條命令后，若為逗號或無標(biāo)點(diǎn)符號，則顯示命令的結(jié)果；若命令后為分號，則禁止顯示結(jié)果.注意：標(biāo)點(diǎn)符號必須是英文狀態(tài)下輸入（2）“%”后面所有文字為注釋.UncertaintyTheoryLaboratory

關(guān)系操作符UncertaintyTheoryLaboratory邏輯運(yùn)算符運(yùn)算法則：（1）在邏輯運(yùn)算中，確認(rèn)非零元素為真，用1表示，零元素為假，用0表示。（2）參與邏輯運(yùn)算的可以是兩個(gè)標(biāo)量、兩個(gè)同維矩陣或參與邏輯運(yùn)算的元素一個(gè)為標(biāo)量，另一個(gè)為矩陣。在算術(shù)、關(guān)系、邏輯運(yùn)算中，算術(shù)運(yùn)算優(yōu)先級最高，邏輯運(yùn)算優(yōu)先級最低。UncertaintyTheoryLaboratory3、數(shù)學(xué)函數(shù)MATLAB內(nèi)部函數(shù)格式：函數(shù)名（參數(shù)）（多個(gè)參數(shù)時(shí)用逗號間隔）常用數(shù)學(xué)函數(shù)UncertaintyTheoryLaboratory

用MATLAB語言編寫的程序，稱為M文件。M文件有兩類：命令文件和函數(shù)文件。四、M文件M文件的建立與編輯建立新的M文件：從MATLAB命令窗口的File菜單中選擇New菜單項(xiàng)，再選擇M-file命令。編輯已有的M文件：從MATLAB命令窗口的Flie菜單中選擇OpenM-file命令。UncertaintyTheoryLaboratory1、命令文件將需要運(yùn)行的命令編輯到一個(gè)命令文件中，然后在MATLAB命令窗口輸入該命令文件的名字，就會順序執(zhí)行命令文件中的命令。例3建立一個(gè)命令文件將變量a,b的值互換。

liti3．m文件：a=1:9;b=[11,12,13;14,15,16;17,18,19];c=a;a=b;b=c;ab在MATLAB的命令窗口中輸入liti3，將會執(zhí)行該命令文件。【注】文件名也必須滿足變量命名規(guī)則，不能是中文或數(shù)字。UncertaintyTheoryLaboratory

MATLAB的內(nèi)部函數(shù)是有限的，有時(shí)為了研究某一個(gè)函數(shù)的各種性態(tài)，需要為MATLAB定義新函數(shù)，為此必須編寫函數(shù)文件.函數(shù)文件是文件名后綴為M的文件，這類文件的第一行必須是一特殊字符function開始，格式為：

function因變量名=函數(shù)名（自變量名）函數(shù)值的獲得必須通過具體的運(yùn)算實(shí)現(xiàn)，并賦給因變量.

注意：1、函數(shù)文件名必須與函數(shù)名一致。2、自定義函數(shù)表達(dá)式必須是因變量等于表達(dá)式

Matlab的應(yīng)用程序也以M文件保存。2、函數(shù)文件UncertaintyTheoryLaboratory例4定義函數(shù)f(x1,x2)=100(x2-x12)2+(1-x1)2。functionf=fun(x1,x2)f=100*(x2-x1^2)^2+(1-x1)^2;1.建立M文件：fun.m2.可以直接使用函數(shù)fun.m例如：計(jì)算f(1,2),只需在Matlab命令窗口鍵入命令：x1=1;x2=2;fun(x1,x2)UncertaintyTheoryLaboratory1、創(chuàng)建簡單的數(shù)組五、數(shù)組x=[abcdef]創(chuàng)建包含指定元素的行向量x=first：last

創(chuàng)建從first開始，加1計(jì)數(shù)，到last結(jié)束的行向量x=first：increment：last

創(chuàng)建從first開始，加increment計(jì)數(shù)，last結(jié)束的行向量x=linspace(first，last，n）

創(chuàng)建從first開始，到last結(jié)束，有n個(gè)元素的行向量例5舉例說明上面數(shù)組的四種創(chuàng)建方式。x1=[1,2,3,4]x2=1:9x3=1.1:2:9.2x4=linspace(0,8,5)UncertaintyTheoryLaboratory

2、數(shù)組元素的訪問（3）直接使用元素編址序號.x([abcd])表示提取數(shù)組x的第a、b、c、d個(gè)元素構(gòu)成一個(gè)新的數(shù)組[x(a)x(b)x(c)x(d)].（2）訪問一塊元素：x(a：b：c)表示訪問數(shù)組x的從第a個(gè)元素開始，以步長為b到第c個(gè)元素（但不超