第一章-MATLAB基本知識

MATLAB應用技術(shù)清華大學出版社王忠禮段慧達高玉峰編著

1MATLAB基本知識1.1MATLAB簡介1.概述歷史：1984年推出MATLAB的正式版，1992年推出MATLB4.0版，1993年推出微機版，到2005年為止，先后推出了MATLAB4.x，MATLAB5.x、MATLAB6.x以及MATLAB7.x等版本。1MATLAB基本知識常見的MATLAB工具箱：

(1)通信工具箱(CommunicationsToolbox)； (2)控制系統(tǒng)工具箱(ControlSystemsToolbox)； (3)數(shù)據(jù)獲得工具箱(DataAcquisitionToolbox)； (4)數(shù)據(jù)庫工具箱(DatabaseToolbox)； (5)濾波器設(shè)計工具箱(FilterDesignToolbox)； (6)模糊邏輯工具箱(FuzzyLogicToolbox)； (7)圖像處理工具箱(ImageProcessingToolbox)； (8)神經(jīng)網(wǎng)絡工具箱(NeuralNetworkToolbox)； (9)模型預測控制工具箱(ModelPredictiveControlToolbox)； (10)優(yōu)化工具箱(OptimizationToolbox)； (11)魯棒控制工具箱(RobustControlToolbox)； (12)信號處理工具箱(SignalProcessingToolbox)； (13)統(tǒng)計學工具箱(StatisticsToolbox)； (14)系統(tǒng)辨識工具箱(SystemIdentificationToolbox)； (15)小波分析工具箱(WaveletToolbox)； (16)偏微分方程工具箱(PartialDifferentialEquationToolbox)； (17)高階譜分析工具箱(High-orderSpectralAnalysisToolbox)； (18)樣條工具箱(SplineToolbox)； (19)定點運算模塊集(Fixed-PointBlockset)。2.MATLAB安裝與運行MATLAB的安裝過程與一般的應用軟件類似,需要定制選擇工具箱。安裝工具箱選擇項安裝路徑選擇

圖1-1MATLAB安裝界面當前工作路徑窗口命令窗口歷史命令窗口工作空間窗口當前工作路徑選擇圖1-2MATLAB命令窗口1.2MATLAB的基本操作MATLAB語句的一般格式為：變量名=表達式；MATLAB是一種類似BASIC語言的解釋性語言，”>>”標志為MATLAB的命令提示符，其后的內(nèi)容才是用戶輸入的信息。每行命令輸入完后，只有用回車鍵進行確定后，命令會被執(zhí)行。>>a=5;↙>>b=6;↙>>c=a*b↙執(zhí)行后顯示：c=30>>d=c+2執(zhí)行后顯示：d=321.2.1MATLAB語言結(jié)構(gòu)1.2.2MATLAB常用命令1．空間管理命令（1）who命令（2）whos命令（3）clear命令（4）save命令（5）load命令（6）clc命令（7）exist命令2．數(shù)據(jù)格式命令（1）format命令（2）sym命令（3）vpa命令1.2.2MATLAB常用命令3.在線幫助（1）help命令（2）lookfor命令(3)從菜單中獲得幫助圖1－3MATLAB幫助窗口1.2.3MATLAB的M文件MATLAB的M文件有兩種形式：文本文件和函數(shù)文件。M文件可以通過M文件編輯器建立完成，即通過MATLAB命令窗口的File菜單下的New命令的建立M－File功能完成。M文件編輯器窗口如圖1－4所示。圖1－4M文件編輯器1.文本文件例如，建立一個正弦函數(shù)在M文件編輯器中輸入以下程序：i=-pi:0.1:pi;y=sin(i)保存為myfile.m文件在MATLAB命令窗口中輸入命令：>>myfile↙2.函數(shù)文件函數(shù)文件允許有多個輸入?yún)?shù)和多個輸出參數(shù)值.其基本格式如下：function[f1，f2，f3，…]=fun(x，y，z，…)注釋說明語句函數(shù)體語句其中，x，y，z…是形式輸入?yún)?shù)；f1，f2，f3，…是返回的形式輸出參數(shù)值;fun是函數(shù)名。3．M文件的管理文件管理命令與功能命令名實現(xiàn)功能cd顯示當前目錄x=cd返回當前工作目錄到目錄xcdpath改變目錄到pathdeletewq刪除文件wq.mdir列出當前目錄的文件matlabroot返回到matlab根目錄path顯示或修改matlab的搜索路徑typewq在命令窗口顯示wq.m文件what顯示當前目錄的M文件和MAT文件whichwq顯示wq.m所在目錄1.2.4輸入與輸出函數(shù)1．Input函數(shù)函數(shù)的調(diào)用格式為：變量名=input(提示信息，選項)2．disp函數(shù)disp()函數(shù)，其調(diào)用格式為：disp(變量名)3．fopen函數(shù)打開文件函數(shù)fopen()的語句格式為：文件名柄=fopen(文件名，文件類型)4．其他相關(guān)函數(shù)int2str()函數(shù)num2str()函數(shù)1.3MATLAB的矩陣運算1.3.1矩陣的實現(xiàn)（1）直接列出元素的形式；（2）通過語句和函數(shù)產(chǎn)生；（3）建立在文件中；（4）從外部的數(shù)據(jù)文件中裝入。1.簡單矩陣的輸入2.矩陣的元素3.特殊矩陣的實現(xiàn)eye、eros、ones、rand、diag、compan、triu、tril1.3.2矩陣的運算矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣的加和減矩陣的乘法矩陣的除法矩陣的乘方矩陣的翻轉(zhuǎn)矩陣的超越函數(shù)關(guān)系運算關(guān)系和邏輯運算函數(shù)1.4MATLAB的向量運算1.向量的加減2.向量的乘法3.向量的除法4.向量的乘方1.5MATLAB的控制語句MATLAB是一個功能極強的高度集成化程序設(shè)計語言,具備一般程序設(shè)計語言的基本語句結(jié)構(gòu)，也提供了條件轉(zhuǎn)移語句，循環(huán)語句等一些常用的控制語句。1.5.1循環(huán)語句MATLAB中可以使用兩種循環(huán)語句：for語句和while語句.1.for語句的基本格式為：for循環(huán)變量=表達式1:表達式2:表達式3循環(huán)語句組end例：mysum=0;fori=1:1:100mysum=i+mysum;endmysum2.while語句while(條件式)循環(huán)體條件組endmysum=0;i=1;while(i<=100)mysum=mysum+i;i=i+1;endmysum1.5.2條件轉(zhuǎn)移語句if條件語句其格式為：if(條件式)條件塊語句組endmysum=0;fori=1:120

if(mysum>=5050)imysumbreak;endmysum=mysum+i;end執(zhí)行結(jié)果：i=101mysum=5050注意break命令的使用MATLAB還提供了其他兩種條件結(jié)構(gòu)if-else格式和if-els