第1章MATLAB操作基础

第1章MATLAB操作基础1.1MATLAB概述1.2MATLAB的运行环境与安装1.3MATLAB集成环境1.4MATLAB帮助系统1.1MATLAB概述•1.1.1MATLAB的发展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•Matlab经过不断地改进和发展，现在已经成为国际公认的优秀的工程应用开发环境。•Matlab功能强大、简单易学、编程效率高，深受广大科技工作者的欢迎。•Matlab已经不仅仅是一个矩阵实验室了，它已成为一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言。在各高校，matlab已成为线性代数、自动控制理论、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等许多课程的基本教学工具，成为大学生、硕士生必须掌握的基本编程语言。•1.1.2MATLAB的主要功能1．数值计算和符号计算功能MATLAB以矩阵作为数据操作的基本单位，还提供了十分丰富的数值计算函数。在实际应用中，除了数值计算外，往往要得到问题的解析解，这就是符号计算的领域．MATLAB具有强大的符号计算功能。2．绘图功能Matlab既可以绘制各种图形，还可以对图形进行修饰和控制，以增强图形的表现效果．MATLAB提供了两个层次的绘图操作：一种是对图形句柄进行的低层绘图操作，另一种是建立在低层绘图操作之上的高层绘图操作。利用图形句柄操作，用户可以更灵活的对图形进行各种操作．利用高层绘图操作，可以不必过多考虑绘图细节，只需给出一些基本参数就可以绘制所需图形•3．编程语言MATLAB具有程序结构控制、函数调用、数据结构、输入输出、面向对象等程序语言特征，所以应用matlab也可以像使用BASIC、Ｃ等传统编程语言一样，进行程序设计，而且简单易学、编程效率高。•4．MATLAB工具箱MATLAB包含两部分内容：基本部分和各种可选的工具箱。基本部分构成了matlab的核心内容，也是使用和构造工具箱的基础。MATLAB工具箱分为两大类：功能性工具箱和学科性工具箱。•1.1.3初识MATLAB例1-1绘制正弦曲线和余弦曲线。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];%建立多项式系数向量x=roots(p)%求根•例1-3求积分quad('x.*log(1+x)',0,1)•例1-4求解线性方程组。a=[2,-3,1;8,3,2;45,1,-9];b=[4;2;17];x=inv(a)*bdxxx10)1ln(09450238032zyxzyxzyx1.2MATLAB的运行环境与安装•1.2.1MATLAB的运行环境硬件环境：(1)CPU(2)内存(3)硬盘(4)CD-ROM驱动器和鼠标。软件环境：(1)Windows98/NT/2000或WindowsXP(2)其他软件根据需要选用•1.2.2MATLAB的安装安装MATLAB6.5系统，需运行系统自带的安装程序setup.exe，可以按照安装提示依次操作。1.3MATLAB集成环境•1.3.1启动与退出MATLAB集成环境1．MATLAB系统的启动与一般的Windows程序一样，启动MATLAB系统有3种常见方法：(1)使用Windows“开始”菜单。(2)运行MATLAB系统启动程序matlab.exe。(3)利用快捷方式。当MATLAB安装完毕并首次启动时，展现在屏幕上的界面为MATLAB的默认界面，如右图所示。•启动MATLAB后，将进入MATLAB6.5集成环境。MATLAB6.5集成环境包括MATLAB主窗口、命令窗口(CommandWindow)、工作空间窗口(Workspace)、命令历史窗口(CommandHistory)、当前目录窗口(CurrentDirectory)和启动平台窗口(LaunchPad)。•2．MATLAB系统的退出要退出MATLAB系统，也有3种常见方法：(1)在MATLAB主窗口File菜单中选择ExitMATLAB命令。(2)在MATLAB命令窗口输入Exit或Quit命令。(3)单击MATLAB主窗口的“关闭”按钮。•1.3.2主窗口MATLAB主窗口是MATLAB的主要工作界面。主窗口除了嵌入一些子窗口外，还主要包括菜单栏和工具栏。1．菜单栏在MATLAB6.5主窗口的菜单栏，共包含File（文件）、Edit（编辑）、View（查看）、Web（网页）、Window（窗口）和Help（帮助）6个菜单项。•(1)File（文件）菜单项：File菜单项实现有关文件的操作。(2)Edit（编辑）菜单项：Edit菜单项用于命令窗口的编辑操作。(3)View（视图）菜单项：View菜单项用于设置MATLAB集成环境的显示方式。•(4)Web（网页）菜单项：Web菜单项用于设置MATLAB的Web操作。(5)Window菜单项：主窗口菜单栏上的Window菜单，只包含一个子菜单Closeall，用于关闭所有打开的编辑器窗口，包括M-file、Figure窗口等。(6)Help菜单项：Help菜单项用于提供帮助信息。•2．工具栏MATLAB6.5主窗口的工具栏共提供了10个命令按钮。这些命令按钮均有对应的菜单命令，但比菜单命令使用起来更快捷、方便。•1.3.3命令窗口命令窗口是MATLAB的主要交互窗口，用于输入命令并显示除图形以外的所有执行结果。MATLAB命令窗口中的“”为命令提示符，表示MATLAB正在处于准备状态。在命令提示符后键入命令并按下回车键后，MATLAB就会解释执行所输入的命令，并在命令后面给出计算结果。•一般来说，一个命令行输入一条命令，命令行以回车结束。但一个命令行也可以输入若干条命令，各命令之间以逗号分隔，若前一命令后带有分号，则逗号可以省略。例如p=15,m=35p=15;m=35•（区别）*（分号的作用）•如果一个命令行很长，一个物理行之内写不下，可以在第一个物理行之后加上3个小黑点并按下回车键，然后接着下一个物理行继续写命令的其他部分。3个小黑点称为续行符，即把下面的物理行看作该行的逻辑继续。例*在MATLAB里，有很多的控制键和方向键可用于命令行的编辑。*•1.3.4工作空间窗口工作空间是MATLAB用于存储各种变量和结果的内存空间。在该窗口中显示工作空间中所有变量的名称、大小、字节数和变量类型说明，可对变量进行观察、编辑、保存和删除。•1.3.5当前目录窗口和搜索路径1．当前目录窗口当前目录是指MATLAB运行文件时的工作目录，只有在当前目录或搜索路径下的文件、函数可以被运行或调用。在当前目录窗口中可以显示或改变当前目录，还可以显示当前目录下的文件并提供搜索功能。将用户目录设置成当前目录也可使用cd命令。例如，将用户目录c:\mydir设置为当前目录，可在命令窗口输入命令：cdc:\mydir•2．MATLAB的搜索路径当用户在MATLAB命令窗口输入一条命令后，MATLAB按照一定次序寻找相关的文件。基本的搜索过程是：(1)检查该命令是不是一个变量。(2)检查该命令是不是一个内部函数。(3)检查该命令是否当前目录下的M文件。(4)检查该命令是否MATLAB搜索路径中其他目录下的M文件。•用户可以将自己的工作目录列入MATLAB搜索路径，从而将用户目录纳入MATLAB系统统一管理。设置搜索路径的方法有：(1)用path命令设置搜索路径。例如，将用户目录c:\mydir加到搜索路径下，可在命令窗口输入命令：path(path,’c:\mydir’)•(2)用对话框设置搜索路径在MATLAB的File菜单中选SetPath命令或在命令窗口执行pathtool命令，将出现搜索路径设置对话框。通过AddFolder或AddwithSubfolder命令按钮将指定路径添加到搜索路径列表中。在修改完搜索路径后，则需要保存搜索路径。•1.3.6命令历史记录窗口在默认设置下，历史记录窗口中会自动保留自安装起所有用过的命令的历史记录，并且还标明了使用时间，从而方便用户查询。而且，通过双击命令可进行历史命令的再运行。如果要清除这些历史记录，可以选择Edit菜单中的ClearCommandHistory命令。•1.3.7启动平台窗口和Start按钮MATLAB6.5的启动平台窗口可以帮助用户方便地打开和调用MATLAB的各种程序、函数和帮助文件。MATLAB6.5主窗口左下角还有一个Start按钮，单击该按钮会弹出一个菜单，选择其中的命令可以执行MATLAB产品的各种工具，并且可以查阅MATLAB包含的各种资源。1.4MATLAB帮助系统1.4.1帮助窗口进入帮助窗口可以通过以下3种方法：(1)单击MATLAB主窗口工具栏中的Help按钮。(2)在命令窗口中输入helpwin、helpdesk或doc。(3)选择Help菜单中的“MATLABHelp”选项。•1.4.2帮助命令MATLAB帮助命令包括help、lookfor以及模糊查询。1．help命令在MATLAB6.5命令窗口中直接输入help命令将会显示当前帮助系统中所包含的所有项目，即搜索路径中所有的目录名称。同样，可以通过help加函数名来显示该函数的帮助说明。•2．lookfor命令help命令只搜索出那些关键字完全匹配的结果，lookfor命令对搜索范围内的M文件进行关键字搜索，条件比较宽松。lookfor命令只对M文件的第一行进行关键字搜索。若在lookfor命令加上-all选项，则可对M文件进行全文搜索。•3．模糊查询MATLAB6.0以上的版本提供了一种类似模糊查询的命令查询方法，用户只需要输入命令的前几个字母，然后按Tab键，系统就会列出所有以这几个字母开头的命令。•1.4.3演示系统在帮助窗口中选择演示系统(Demos)选项卡，然后在其中选择相应的演示模块，或者在命令窗口输入Demos，或者选择主窗口Help菜单中的Demos子菜单，打开演示系统。•1.4.4远程帮助系统在MathWorks公司的主页()上可以找到很多有用的信息，国内的一些网站也有丰富的信息资源。