Matlab學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)教程-第1章 MATLAB操作基礎(chǔ)

第1章MATLAB操作基礎(chǔ)MATLAB的發(fā)展

MATLAB的主要功能

MATLAB系統(tǒng)環(huán)境

MATLAB幫助系統(tǒng)1.1MATLAB概述MATLAB有矩陣實(shí)驗(yàn)室（MATrixLABoratory）之意，1984年由MathWorks公司推出，現(xiàn)已成為國際公認(rèn)的優(yōu)秀的工程應(yīng)用開發(fā)環(huán)境。

1.1.1MATLAB的發(fā)展

1984年，MATLAB第1版(DOS版)

1992年，MATLAB4.0版

1994年，MATLAB4.2版

1997年，MATLAB5.0版

1999年，MATLAB5.3版

2000年，MATLAB6.0版

2001年，MATLAB6.1版

2002年，MATLAB6.5版

2004年，MATLAB7.0版2005年，MATLAB7.1版從2006年起，MathWorks公司每年發(fā)布兩次以年份命名的MATLAB版本，如R2006a（MATLAB7.2）、R2006b（MATLAB7.3）、R2007a（MATLAB7.4）、R2007b（MATLAB7.5）、R2008a（MATLAB7.6）、R2008b（MATLAB7.7）、R2009a（MATLAB7.8）、R2009b（MATLAB7.9）等。

1.1.2MATLAB的主要功能

1．?dāng)?shù)值計(jì)算和符號計(jì)算功能

MATLAB以矩陣作為數(shù)據(jù)操作的基本單位，還提供了十分豐富的數(shù)值計(jì)算函數(shù)。

MATLAB先后和著名的符號計(jì)算語言Maple與MuPAD（從MATLAB2008b開始使用MuPAD）相結(jié)合，使得MATLAB具有符號計(jì)算功能。

2．繪圖功能

MATLAB提供了兩個(gè)層次的繪圖操作：一種是對圖形句柄進(jìn)行的低層繪圖操作，另一種是建立在低層繪圖操作之上的高層繪圖操作。3．編程語言功能

MATLAB具有程序結(jié)構(gòu)控制、函數(shù)調(diào)用、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入輸出、面向?qū)ο蟮瘸绦蛘Z言特征，而且簡單易學(xué)、編程效率高。4．工具箱的擴(kuò)展功能

MATLAB包含兩部分內(nèi)容：基本部分和各種可選的工具箱。

MATLAB工具箱分為兩大類：功能性工具箱和學(xué)科性工具箱。1.1.3初識(shí)MATLAB

例1-1繪制正弦曲線和余弦曲線。

x=[0:0.5:360]*pi/180;

plot(x,sin(x),x,cos(x));

例1-2求方程3x4+7x3+9x2-23=0的全部根。

p=[3,7,9,0,-23];%建立多項(xiàng)式系數(shù)向量

x=roots(p)%求根例1-3求積分例1-4求解線性方程組。

a=[2,-3,1;8,3,2;45,1,-9];

b=[4;2;17];

x=inv(a)*b1.2.1啟動(dòng)與退出MATLAB集成環(huán)境

1.MATLAB的安裝

安裝MATLAB系統(tǒng)，需運(yùn)行系統(tǒng)自帶的安裝程序setup.exe，可以按照安裝提示依次操作。1.2MATLAB系統(tǒng)環(huán)境2．MATLAB的啟動(dòng)

與一般的Windows程序一樣，啟動(dòng)MATLAB系統(tǒng)有3種常見方法：

(1)使用Windows“開始”菜單。

(2)運(yùn)行MATLAB系統(tǒng)啟動(dòng)程序matlab.exe。

(3)利用快捷方式。啟動(dòng)MATLAB后，將進(jìn)入MATLAB集成環(huán)境。3．MATLAB的退出

要退出MATLAB系統(tǒng)，也有2種常見方法：

(1)在MATLAB命令窗口輸入Exit或Quit命令。

(2)單擊MATLAB主窗口的“關(guān)閉”按鈕。

1.MATLAB主窗口

MATLAB主窗口是MATLAB的主要工作界面。MATLAB主窗口除了嵌入一些功能窗口外，主要包括功能區(qū)、快速訪問工具欄和當(dāng)前文件夾工具欄。1.2.2MATLAB操作界面MATLAB功能區(qū)提供了3個(gè)選項(xiàng)卡，分別為主頁、繪圖和應(yīng)用程序。不同的選項(xiàng)卡有對應(yīng)的工具條，通常按功能將工具條分成若干命令組，各命令組包括一些命令按鈕，通過命令按鈕來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的操作。“主頁”選項(xiàng)卡包括“文件”、“變量”、“代碼”、“SIMULINK”、“環(huán)境”和“資源”命令組，各命令組提供了相應(yīng)的命令按鈕；“繪圖”選項(xiàng)卡提供了用于繪制圖形的命令；“應(yīng)用程序”選項(xiàng)卡提供了多類應(yīng)用工具。在選項(xiàng)卡右邊的是快速訪問工具欄，其中包含了一些常用的操作按鈕；功能區(qū)下方的是當(dāng)前文件夾工具欄，通過它可以很方便地實(shí)現(xiàn)文件夾的操作。2.命令窗口

命令行窗口用于輸入命令并顯示除圖形以外的所有執(zhí)行結(jié)果，它是MATLAB的主要交互窗口，用戶的大部分操作都是在命令行窗口中完成的。MATLAB命令窗口中的“>>”為命令提示符，表示MATLAB正在處于準(zhǔn)備狀態(tài)。在命令提示符后鍵入命令并按下回車鍵后，MATLAB就會(huì)解釋執(zhí)行所輸入的命令，并在命令后面給出計(jì)算結(jié)果。一般來說，一個(gè)命令行輸入一條命令，命令行以回車結(jié)束。但一個(gè)命令行也可以輸入若干條命令，各命令之間以逗號分隔，若前一命令后帶有分號，則逗號可以省略。例如

p=15,m=35

p=15;m=35

如果一個(gè)命令行很長，一個(gè)物理行之內(nèi)寫不下，可以在第一個(gè)物理行之后加上3個(gè)小黑點(diǎn)并按下回車鍵，然后接著下一個(gè)物理行繼續(xù)寫命令的其他部分。3個(gè)小黑點(diǎn)稱為續(xù)行符，即把下面的物理行看作該行的邏輯繼續(xù)。

在MATLAB里，有很多的控制鍵和方向鍵可用于命令行的編輯。3．當(dāng)前文件夾窗口

當(dāng)前文件夾是指MATLAB運(yùn)行時(shí)的工作文件夾，只有在當(dāng)前文件夾或搜索路徑下的文件、函數(shù)才可以被運(yùn)行或調(diào)用。

可以通過當(dāng)前文件夾工具欄中地址框設(shè)置某文件夾為當(dāng)前文件夾，也可使用cd命令。例如，將文件夾e:\matlab9\work設(shè)置為當(dāng)前文件夾，可在命令行窗口輸入如下命令。>>cde:\matlab9\work4.工作區(qū)窗口

工作區(qū)也稱為工作空間，它是MATLAB用于存儲(chǔ)各種變量和結(jié)果的內(nèi)存空間。在工作區(qū)窗口中，可對變量進(jìn)行觀察、編輯、保存和刪除。5．命令歷史窗口

命令歷史記錄窗口中會(huì)自動(dòng)保留自系統(tǒng)安裝起所有用過的命令的歷史記錄，并且還標(biāo)明了使用時(shí)間，從而方便用戶查詢，且通過雙擊命令可進(jìn)行歷史命令的再次執(zhí)行。如果要清除這些歷史記錄，可以在窗口快捷菜單中選擇“清除命令歷史記錄”命令。1.2.3MATLAB的搜索路徑

當(dāng)用戶在MATLAB命令窗口輸入一條命令后，MATLAB按照一定次序?qū)ふ蚁嚓P(guān)的文件。基本的搜索過程是：

(1)檢查該命令是不是一個(gè)變量。

(2)檢查該命令是不是一個(gè)內(nèi)部函數(shù)。

(3)檢查該命令是否當(dāng)前目錄下的M文件。

(4)檢查該命令是否MATLAB搜索路徑中其他目錄下的M文件。

用戶的工作文件夾加入到MATLAB搜索路徑，從而將用戶文件夾納入MATLAB系統(tǒng)統(tǒng)一管理。（1）用path命令設(shè)置搜索路徑。使用path命令可以把用戶文件夾臨時(shí)納入搜索路徑。例如，將用戶文件夾e:\matlab9\work加到搜索路徑下，可在命令行窗口輸入如下命令。>>path(path,'e:\matlab9\work')(2)用對話框設(shè)置搜索路徑

在MATLAB“主頁”選項(xiàng)卡的“環(huán)境”命令組中單擊“設(shè)置路徑”命令按鈕，或在命令行窗口執(zhí)行pathtool命令，將出現(xiàn)“設(shè)置路徑”對話框。1.3MATLAB幫助系統(tǒng)1.3.1MATLAB幫助窗口

進(jìn)入幫助窗口可以通過以下3種方法：（1）單擊MATLAB主窗口“主頁”選項(xiàng)卡“資源”命令組中的按鈕，或“幫助”下拉按鈕并選擇“文檔”命令。（2）單擊MATLAB主窗口快速訪問工具欄中的按鈕，或按F1功能鍵，再單擊“打開幫助瀏覽器”鏈接。（3）在MATLAB命令行窗口中輸入doc命令。1.3.2MATLAB幫助命令

MATLAB幫助命令包括help、lookfor以及模糊查詢。

1．help命令

在命令窗口中直接輸入help命令將會(huì)顯示當(dāng)前幫助系統(tǒng)中所包含的所有項(xiàng)目，即搜索路徑中所有的目錄名稱。同樣，可以通過help加函數(shù)名來顯示該函數(shù)的幫助說明。2．lookfor命令

help命令只搜索出那些關(guān)鍵字完全匹配的結(jié)果，lookfor命令對搜索范圍內(nèi)的M文件進(jìn)行關(guān)鍵字搜索，條件比較寬松。

lookfor命令只對M文件的第一行進(jìn)行關(guān)鍵字搜索。若在lookfor命令加上-all選項(xiàng)，則可對M文件進(jìn)行全文搜索。3．模糊查詢

MATLAB提供了一種類似模糊查詢的命令查詢方法，用戶只需要輸入命令的前幾個(gè)字母，然后按Tab鍵，系統(tǒng)就會(huì)列出所有以這幾個(gè)字母開頭的命令。知道了命令或函數(shù)名之后