Matlab与Sinmulink仿真应用(07---Matlab程序设计)

第七节matlab的程序设计——matlab语言称为第四代编程语言，程序简洁、可读性很强而且调试十分容易。是matlab重要组成部分。内容m文件简介matlab的工作模式（指令驱动模式、m文件模式）m文件的创建matlab文件的类型(数据文件.mat\2.m文件[命令文件\内置函数文件\函数m文件系统文件--s函数])matlab的程序结构(顺序结构，循环结构，分支结构)matlab程序流的控制小结m文件简介用户如想灵活应用matlab去解决实际问题，充分调用matlab的科学技术资源，就需要编辑m文件包含matlab语言代码的文件称为m文件，其扩展名为m。编辑m文件可使用各种文本编辑器。一、matlab的工作模式指令驱动模式通常matlab以指令驱动模式工作，即在matlab窗口下当用户输入单行指令时，matlab立即处理这条指令，并显示结果，这就是matlab命令行方式。命令行操作时，matlab窗口只允许一次执行一行上的一个或几个语句。例如：x1=0:10x1=012345678910x2=0:3:11x2=0369x3=11.5:-3:0x3=11.50008.50005.50002.5000x1=0:10,x2=0:3:11,x3=11.5:-3:0x1=012345678910x2=0369x3=11.50008.50005.50002.5000在matlab窗口输入数据和命令进行计算时，当处理复杂问题和大量数据时是不方便的。因此应编辑m文件。命令行方式程序可读性差，而且不能存储，对于复杂的问题，应编写成能存储的程序文件。m文件模式将matlab语句构成的程序存储成以m为扩展名的文件，然后再执行该程序文件，这种工作模式称为程序文件模式。程序文件不能在指令窗口下建立，因为指令窗口只允许一次执行一行上的一个或几个语句。二、m文件的创建m文件的类型是普通的文本文件，我们可以使用系统认可的文本文件编辑器来建立m文件。如dos下的edit，windows的记事本和word等。具体的创建方法：1.在matlab命令窗口点击file菜单newm-file2.点击file—SaveWorkspaceAs将工作空间中的内容存入文件。3.!edit——用dos下edit编辑器编制m文件。4.edit——用matlab自带的编辑器编制m文件。5.word——用word编辑m文件。注意：所创建的m文件必须纳入matlab搜索路径后，才能在matlab命令窗口运行。matlab搜索路径的设置matlab缺省路径是c:\matlab\bin1.cdc:\myfile2.path(path,'c:\myfile')3.打开matlabrc.m文件，将c:\myfile加上即可。4.用pathtool路径浏览器设定当前目录。三、matlab文件的类型1.数据文件.matmat文件是matlab以标准二进制格式保存的数据文件，可将工作空间中有用的数据变量保存下来。mat文件的生成和调用是由函数save和load完成的。2.m文件m文件的语法类似于c语言，但又有其自身特点。它只是一个简单的ASCII码文本文件，执行程序时逐行解释运行程序，matlab是解释性的编程语言。m文件有两类独立的m文件—称命令文件可调用m文件—称函数文件(1)命令文件—简单的m文件命令文件实际上是一串指令的集合，与在命令窗口逐行执行文件中的所有指令，其结果是一样的。没有输入输出参数。命令文件包括两部分：注释文件和程序文件%RANKNumberoflinearlyindependentrowsorcolumns.%K=RANK(X)isthenumberofsingularvaluesofX%thatarelargerthanMAX(SIZE(X))*NORM(X)*EPS.%K=RANK(X,tol)isthenumberofsingularvaluesofXthat%arelargerthantol.%Copyright(c)1984-94byTheMathWorks,Inc.s=svd(x);if(nargin==1)tol=max(size(x))*max(s)*eps;endr=sum(stol);程序部分(2)matlab内置函数文件matlab自定义的函数文件称内置函数文件调用内置函数的方法：使用函数名并给出相应的入口、出口参数即可。例如：sin.m函数——用typesin查不到。调用格式：y=sin(2*x)实际应用中：x=0:2*pi/180:2*pi;y=sin(2*x)plot(x,y)01234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81又如sqrt(x)——求x的平方根abs(x)——求x的绝对值det(a)——求行列式的值等等。matlab拥有大量的内置数学函数，供我们在数值运算和符号运算中调用。对于某一类特殊问题，如创建了许多m函数文件，则可形成新的工具箱。这种用matlab语言创建定义新的matlab函数的功能，正体现了matlab语言强大的扩展功能。(3)函数m文件—需要输入变量，返回输出变量matlab用户可以根据需要编辑自己的m文件，它们可以像库函数一样方便的调用，从而极大地扩展了matlab的能力。函数m文件的格式：function返回变量=函数名（输入变量）注释说明语句段程序语句段特定规则：1.函数m文件第一行必须以单词function作为引导词，必须遵循如下形式：function因变量=函数名(自变量)2.m文件的文件名必须是函数名.m。3.程序中的变量均为局部变量，不保存在工作空间中。其变量只在函数运行期间有效。(4)系统文件——s函数用于描述系统运动的专用函数，是特殊的m文件。s函数有3类：1、由simulink结构图自动创建2、可用c语言程序设计mex文件直接定义3、用函数m文件编写s函数一旦创建，即可在框图中使用，也可在文件中调用。调用方式与m函数文件类似。四、matlab的程序结构matlab语言的程序结构与其它高级语言是一致的，分为顺序结构，循环结构，分支结构。(1)顺序结构——依次顺序执行程序的各条语句(2)循环结构——被重复执行的一组语句，循环是计算机解决问题的主要手段。循环语句主要有：a.for—end语法为：fori=表达式（表达式为一个向量）可执行语句end例：利用for循环求1！+2！+3！+.....+5！的值sum=0;fori=1:5pdr=1;fork=1:ipdr=pdr*k;endsum=sum+pdr;endsum=153while—end循环while循环将循环体中的语句循环执行不定次数。语法为：while表达式循环体语句end表达式一般是由逻辑运算和关系运算以及一般运算组成的，以判断循环的进行和停止；只要表达式的值非0，继续循环；直到表达式值为0，循环停止。例：用while循环求1~100间整数的和sum=0;i=1;whilei=100sum=sum+i;i=i+1;endsumsum=5050(3)分支结构——根据一定条件来执行的各条语句。if—else—end语句有3种形式a.if表达式执行语句endb.if表达式———是语句1else————否语句2endc.if表达式1———多分支语句1elseif表达式2语句2elseif表达式3语句3···else语句nend这种结构实现了一种多路选择，比较复杂。可替代一般高级语言中的switch-case-end语句在条件表达式中，通常都是由关系操作符,,=,=,==,~=等逻辑操作符&，|，~等逻辑函数：isequal——若是相等则为真isempty——若是空矩阵则为真isstr——若是字符串则为真五、matlab程序流的控制matlab的控制语句同c语言有相似之处,但没有c语言复杂、灵活和多变。因而语法比较简单，容易掌握。echo指令—用来控制m文件在执行过程中是否显示echoon—打开所有命令文件的显示方式echooff—关闭所有命令文件的显示方式echo—在以上两者间切换echo对于命令文件函数文件有所不同，命令文件用法简单，函数对所有命令起作用；函数文件用法较复杂，具体请help查询。echofileon—打开file函数文件的显示方式echofileoff—关闭file函数文件的显示方式echofile—切换file函数文件的显示方式echoonall—打开所有函数文件的显示方式echooffall—关闭所有函数文件的显示方式input——提示用户从键盘输入数值、字符串、表达式。例：n=input('Howmanyapples=')Howmanyapples=5n=5pause——暂停，等待用户响应可令m文件执行暂停，并在继续执行前按任一个键。keyboard——与input类似，功能更强keyboard调用键盘与调用m文件一样，当keyboard在m文件中出现时，它停止文件的执行并控制键盘，用于修改程序。break——中断break中断for,while循环语句的执行，在嵌套循环结构中，break进从最里层循环推出。menu——产生一个拥护可选择输入的菜单格式：k=menu(‘标题’，‘菜单1’，‘菜单2’…）小结本节主要介绍了matlab语言程序设计基础。matlab编程简单，容易掌握。通过学习，应能编写简单程序本课程基于matlab语言基础，望大家以后进一步学习，方能编写出高质量m文件，以适应高科技的需要。望你们今后能成为matlab高手。结束语