matlab 7.0 自学教程第一章

16775D1第1章MATLAB基础1.1概述1.2MATLAB操作界面1.3CommandWindow运行1.4CommandHistory窗1.5CurrentDirectory、路径设置器和文件管理1.6WorkspaceBrowser和ArrayEditor1.7M文件编辑器和脚本编写1.8使用MATLAB帮助Matlab及其应用21课程内容简介MATLAB基础基于matlab的数值分析绘制图形符号计算动态系统仿真：Simulink基础与其它程序交互:转换为c、编译、实时控制最优化方法Matlab及其应用32Matlab的学习方法必须做大量的练习，熟悉其中的函数联系和自己的课题相关，深刻的体会多看帮助文件，又一本好的参考书会提问题，寻求大家的帮助记住：Matlab可以做很多事情Matlab及其应用4学会Matlab将改变你的一生网络对你的改变将远远的超过一台独立的计算机Matlab及其应用5OK,Nowbegin……Matlab及其应用6MATLAB基础及其应用第一讲MATLAB基础•概述•MATLAB基本使用•MATLAB的基本矩阵分析•矩阵操作•流程控制Matlab及其应用7一、概述MATLAB是一种交互式的以矩阵为基础的系统计算平台,它用于科学和工程的计算与可视化。它的优点在于快速开发计算方法，而不在于计算速度。Matlab及其应用81.1MATLAB的出现70年代中期，CleveMoler和他的同事开发了LINPACK和EISPACK的Fortran子程序库70年代末期，CleveMoler在新墨西哥大学给学生开线性代数，为学生编写了接口程序，这程序取名为MATLAB，即MATrixLABoratory1983年春天，工程师JohnLittle与Moler、SteveBangert一起开发了第二代专业版MATLAB1984年，MathWorks公司成立，MATLAB正是推向市场。Matlab及其应用91.2学习Matlab的基本原因不希望学生在编程上化太多时间，课程目的不是学习编程社会化的运行带来的好处：合理利用可以节约大量的时间为什么相同的时间别人比自己做出了更多的事情：硕士论文调查结果面向对象的思想带来巨大的好处紧密结合科学的前沿FromBBS:博士论文=Matlab+wordMatlab及其应用101.3Matlab的版本演化Matlab1.0Pcmatlab-matlab386Matlab3.5+simulinkMatlab4.0：simlink内嵌Matlab5.0:全面的面向对象Matlab5.1~5.3Matlab6.0Matlab6.5：购并了MATRIXxMatlab7.0:2004Matlab及其应用111.4MATLAB特点高度适应性、开放性：MATLAB的工具箱可以任意增减，任何人可以自己生成MATLAB工具箱可扩充性：MATLAB的函数大多为ASCII文件，可以直接编辑、修改基于矩阵运算的工作平台。多版本：windows/unix/dos/Macintosh极多的工具箱。Matlab及其应用121.5Matlab能做什么基本的数据处理优化和解方程动态过程仿真：实时的和非实时的数据来源：Excel、数据库、A/D等等嵌入式的控制：Pc/104和DSP神经元网络、小波分析、GA等等虚拟现实仿真Matlab及其应用13Matlab产品家族Matlab扩展支持在matlab中队系统的实施和开发。工具箱：专用的函数库，解决特定领域的问题。Simulink非线性系统仿真Blockset是专门为simulink建立的模块。Matlab及其应用14Matlab是所有系统工具的基础Matlab及其应用15设计自动化工具Matlab及其应用16一般用途工具Matlab及其应用17信号和图像处理Matlab及其应用18控制系统设计和分析Matlab及其应用191.6网络资源1.USENET新闻组MATLAB的新闻组是comp.soft-sys.MATLAB。浏览器指向网络上的工具箱及其应用201.6网络资源(2)3.BBS哈尔滨工业大学bbs:telnet://bbs.hit.edu.cn上海交通大学bbs:telnet://bbs.sjtu.edu.cn清华大学bbsmathtools4.服务Matlab大观园:相似的软件Mathmatica数学计算功能。复杂符号计算，主要在理论界Mathcad数学文字软件。直接写出报告Maple符号计算功能强大SciLab免费的matlab科隆体仿真软件：MATRIXx、VisSim等等Matlab及其应用22二、MATLAB基础使用2.1MATLAB安装启动Matlab的安装定制安装关于Java的问题:XP系统必须安装虚拟机安装pdf文件Matlab启动自动批处理startup.mmatlabrc.mMatlab及其应用232.2Matlab菜单的含义多窗口界面Matlab的设置快速启动版本控制图形粘贴设置字体的改变Matlab及其应用242.3帮助的使用help命令：已知命令不知道用法lookfor命令：知道命令的关键词MatlabHelp:命令查找，索引，说明书Demo有效的利用帮助Matlab及其应用252.3.1怎样获得详尽的帮助信息1.首先是MATLAB窗口中的help命令，它最常用、最快，往往也是最有效的。给出关键字就能找到相应的说明。Help命令简单易用，但是它要求准确给出关键字，如果记忆不准，就很难找到。这时就应该用第二种方案。2.HelpDesk：这是MATLAB的HTML格式的帮助文档，有着很好的组织。可以在命令行键入helpdesk，进入“MatlabHelpDesk”。HelpDesk的搜索可以使用不完全关键字，这样即使遇到记忆模糊的情况也可以很快查到。3.前面两种方法所得到的帮助信息常常是不够细致的，需要用第三种途径来补充，这就是电子版的使用手册。MATLAB里包含了大量关于MATLAB安装、使用、编程以及各种工具箱等的电子版手册，全部为PDF格式,具有搜索功能，因此也可以在指定的手册中搜索关键字，使用非常方便。Matlab及其应用262.4Matlab变量基本运算变量逗号、分号的意义行内编辑、注释、运算规则变量要求变量区分字母的大小写名字不能超过19个字符，第19个字符后的字符被忽略变量必须以字母开头，之后可以是任意字母、数字或者下滑线变量中不能含有标点符号。Matlab及其应用272.4.1特殊变量特殊变量取值ans用于结果的缺省变量名pi圆周率eps计算机的最小数flops浮点运算书inf无穷大如1/0nan不等量如0/0iji=j=1nargin函数的输入变量数目nargout函数的输出变量数目realmin最小的可用正实数realmax最大的可用正实数Matlab及其应用282.4.2复数不需要特殊的处理。复数可以表示为：a=10-9i复数运算不需要特殊处理，可以直接进行Matlab及其应用292.4.3显示格式MATLAB中所有的量为双字长浮点数，显示按下面显示规则：1.在缺省情况下，当结果为整数，作为整数显示；当结果为实数，以小数后4位的精度近似显示。2.如果结果中的有效数字超出了这一范围，以科学计数法显示结果。3.format命令改变显示格式，常用的的格式有long(16位)bank(2个十进制位)hex(十六进制)short(缺省)shorte(5位加指数)+(符号)longe(16位加指数)rat(有理数近似)Matlab及其应用302.5文件管理功能who(whos)cd(chdir,pwd)dir(ls)typewhatwhichclcedit!echoloadclear/packsavediaryMatlab及其应用31三、MATLAB的基本矩阵运算3.1简单矩阵输入命令行简单键盘输入用于很少数据输入矩阵的方向：,;NaNInf文件形式输入可以用来读入试验数据大量的数据输入load数据文本文件：全部是数据，不含有数据mat文件：matlab自有的数据格式Matlab及其应用322语句生成矩阵线性等间距格式矩阵，使用from:step:tolinspace命令a=linspace(1,10,5);logspace命令b=logspace(0,2,10)矩阵连接c=[ab];zerosoneseyerandn[]Matlab及其应用333.引入特殊的文件格式引入输入：importwizard可以引入的文件格式：文本文件:.txt.dat图片文件:.gif.bmp.jpg.avi声音：.wav.au电子表格：.csv.xls.wk1Matlab及其应用34直接读入特殊格式文件：文本类型Matlab及其应用35直接读入特殊格式文件：二进格式Matlab及其应用363.2矩阵运算矩阵的转置用符号’来表示和实现非共轭转置.’矩阵的四则运算+-*/\点乘：.*右除：./左除：.\矩阵的乘方^矩阵乘方.^元素对元素的乘方矩阵的范数norm1-范数2-范数–无穷范数条件数condMatlab及其应用373.3矩阵的超越函数MATLAB中exp、sprt、sin、cos等命令可以直接使用在矩阵上，这种运算只是定义在矩阵的单个元素上，即分别对矩阵的每个元素进行运算。MATLAB中也提供了基本的三角函数。注意其中的取整函数名含义abs绝对值或者复数模sqrt平方根real实部imag虚部conj复数共轭round4舍5入到整数fix舍入到最接近0的整数floor舍入到最接近-∞的整数ceil舍入到最接近∞的整数Matlab及其应用383.3矩阵的超越函数函数名含义sign符号函数rem留数sin正弦cos余弦tan正切asin反正弦acos反余弦atan反正切atan2第四象限反正切函数名含义sinh双曲正弦cosh双曲余弦tanh双曲正切exp自然指数log自然对数log10以10为底的对数bessel贝赛尔函数gamma伽吗函数rat有理逼近Matlab及其应用393.4关系和逻辑运算1关系操作符MATLAB常用的关系操作符有：(小于)、=(小于或等于)、(大于)、=(大于或等于)、==(等于)、!=(不等于)。MATLAB的关系操作符可以用来比较两个大小相同的数组，或者比较一个数组和一个标量。在与标量比较时，结果和数组大小一样。»a=1:9;b=a4b=000011111»c=a(a4)c=56789Matlab及其应用402逻辑操作符逻辑操作符定义了一种与或非的关系表达式。MATLAB的逻辑操作符有&(与)、|(或)、~(非)。例如：»c=~(a4)c=111100000»c=(a4)&(a7)c=000011000Matlab及其应用41四、矩阵操作4.1矩阵下标MATLAB通过确认下标，可以对矩阵进行插入子块、提取子块和重排子块的操作。为了提取矩阵a的第n行、第m列的元素值，使用a(n,m)可以得到。同样，将矩阵a的第n行、第m列的元素值赋为r，使用a(n,m)=r这