Matlab工程应用基础

Matlab工程应用基础ApplicationofMatlabinEngineering学时：32（讲课16，上机16）学分：2适用对象：工程类专业本科生教学方法：授课、上机练习和自学相结合考核要求：平时成绩（以上机为主）30%，最终考试70%授课教师：姜歌东（[e-mail])上课：星期2、4（7、8节），西2-西305上机：星期1、3（7、8节），教1-南406使用教材及参考书1.苏晓生，《掌握Matlab6.0及其工程应用》，北京科学出版社2002。2.王沫然编，《Matlab与科学计算》（第2版），电子工业出版社，2003。3.Magrab,EdwardB.著，高会生等译，《Matlab原理与工程应用》，北京电子工业出版社，2002。4.精锐创作组编著，《Matlab6.0科学运算完整解决方案》，人民邮电出版社，2001。课程的性质、目的和任务Matlab是一个可视化的计算程序，被广泛地应用在科学运算领域里。它具有功能强大、使用简单等特点，内容包括：数值计算、符号计算、数据拟合、图形图像处理、系统模拟和仿真分析等功能。此外，用Matlab还可以进行动画设计、有限元分析等。本课程的目的是使学生能够运用Matlab进行一般的工程计算，掌握Matlab的基本技术（基本计算、矩阵处理、符号运算和图形显示技术等），为将来从事工程技术方面的产品开发、科学研究、工程计算和管理打下一定的基础。教学基本要求1.了解Matlab语言特点、熟悉Matlab视窗环境、掌握Matlab帮助功能的基本使用方法。2.掌握Matlab中变量和函数的有关概念、以及矩阵和多项式的构造和运算方法。初步具有将一般数学问题转化为计算模型的能力，并能够使用常用的几种常用的函数进行简单的问题求解。3.搞清符号变量和符号表达式的定义，并能用符号运算解决一般的微积分和方程求解问题。掌握Matlab程序设计的几种基本控制转移语句，学会使用数组和简单M文件的编程，了解类和对象的概念。4.掌握二维平面图形和三维立体图形的绘制方法，进行数据可视化处理。理解用户图形界面程序的构造，掌握编程方法。第1章Matlab概述1、Matlab简介2、Matlab的工作环境3、Matlab帮助系统Matlab简介1、MATLAB的起源与发展MATLAB是“矩阵实验室”（MATrixLABoratory）的缩写，最初版本是由CleveMoler博士用FORTRAN语言开发的矩阵分析软件。80年代初期，由CleveMoler和JohnLittle采用C语言改写了MATLAB的内核。成立了Mathworks软件开发公司，并于1984年将MATLAB正式推向市场。1992年初推出了应用于Windows操作系统的MATLAB4.x版本。1997年推出5.1版本。1998年推出5.2版本。1999年推出MATLAB5.3版本，MATLAB5.3对应于Release11。2000年又推出了更为简便易学的MATLAB6.0版本，MATLAB6.0对应于Release12。Matlab简介2、MATLAB的主要特点MATLAB的基本单位为矩阵.MATLAB语言以解释方式工作.具有非常友好的人机界面。具有强大的作图和数据可视化功能.具有极强的可扩展性。3、MATLAB的基本组成MATLAB主程序、Simulink动态系统仿真和MATLAB工具箱（Toolbox）三大部分组成。主程序包括了MATLAB语言、工作环境、句柄图形、数学函数库和应用程序接口五部分.Matlab工作环境界面1.MATLAB的启动桌面快捷方式启动开始菜单方式启动2.MATLAB和退出Matlab菜单命令/关闭按钮在Matlab命令窗口输入exit或quitMatlab工作环境界面包含一行标题栏、一行菜单栏、一行工具栏、五个工作窗口和一行注释栏。五个工作窗口分别为:发射台（LaunchPad）、工作区（Workspace）、命令历史（CommandHistory）、当前路径（CurrentDirectory）和命令窗口（CommandWindows）。历史命令发射台命令窗口标题栏菜单栏常用工具栏工作区当前路径1、MATLAB菜单项File（文件）菜单Edit（编辑）菜单View（视图）菜单Window（窗口）菜单Web（连网信息）Help（帮助）菜单Matlab工作环境界面Matlab工作环境界面2、MATLAB工具栏用MATLAB的M文件编辑器新建一个M文件；用MATLAB编辑器打开一个文件；将选中的内容剪切到剪贴板；将选中的内容复制到剪贴板；将剪贴板中的内容粘贴到光标指定的位置；撤消最近一次的操作；打开Simulink浏览器；打开MATLAB帮助窗口。当前工作路径例1-1绘制函数y=2sin(1+x)的图像，并计算当x=0.5时的函数值。Matlab工作环境界面x=(1:0.1:10);%给出自变量x的定义域y=2*sin(1+x);%写出函数形式plot(x，y)%绘出函数图形y=2*sin(1+0.5)%求当x=0.5时的y值，其后不加分号，直接在窗口中给出结果y=1.9950%输出y的计算结果Matlab工作环境界面例1-2绘制函数y=3x3-10x2+5x-8的图像fori=1:100x(i)=0.1*i;y(i)=3*x(i)^3-10*x(i)^2+5*x(i)-8;endplot(x,y)Matlab工作环境界面3、MATLAB通用命令Matlab帮助系统1、Matlab联机帮助#工具条中的？按钮；#help菜单栏中前2项中的任何一项；#在命令窗口中执行helpdesk或doc。2、Matlab的网上资源web菜单栏Matlab帮助系统3、Matlab常用的窗口帮助命令Matlab帮助系统help命令直接输入help，MATLAB将列出所有的帮助主题，每个帮助主题对应于MATLAB搜索路径中的一个目录；help后加帮助主题，可获得指定帮助主题的帮助信息；help后加函数名；help后加命令名，将得到指定命令的用法；Matlab帮助系统demo命令基本矩阵演示窗口MATLAB演示窗口Matlab帮助系统helpwin命令用于打开MATLAB的帮助文件窗Matlab帮助系统lookfor命令允许用户通过完整的或部分关键字来搜索要查找的内容who和whos的作用是列出在MATLAB工作内存中驻留的变量名exist命令用来查找或检查变量和函数的存在性第1章上机练习（1）以两种方式打开MATLAB工作窗口，进入MATLAB6.0的工作环境，并退出。（2）尝试、熟悉MATLAB6.0的各栏菜单以及各个工具栏的功能。（3）重新启动MATLAB6.0，进入MATLAB工作窗口，用who命令查看当前工作空间内有无变量及其值。（4）绘制函数y=cos(5x+2)/sin(3x+1)的图像，并求解当x=2时的函数值。（5）此时再次用who命令查看工作空间内的变量名及其值，与（3）比较，同时用whos命令查看变量，比较与who命令的不同。（6）熟练掌握MATLAB的通用命令。（7）练习并熟练掌握MATLAB的帮助命令，学会利用MATLAB的帮助信息。（8）用lookfor命令查找函数cos的信息，并与help命令查找的结果相比较，注意采用两种命令之间的差别。