MATLAB程序设计教程

MATLAB程序设计教程广东松山职业技术学院电气工程系张智军2020/1/10MATLAB2教案教案课程介绍1、绘制正弦曲线和余弦曲线MATLAB语句实现：》x=0:0.1:2*pi;》plot(x,sin(x),’r*’,x,cos(x),’b’)xaxdbxe)cos(2、计算不定积分MATLAB语句实现：》symsxab;》f=exp(a*x)*cos(b*x);》f1=int(f,x)》pretty(f1)3、求解线性方程组MATLAB语句实现：》a=[2,3,-1；8,2,3；45,3,9]；》b=[2；4；23]；》x=inv(a)*b2342*9345328132x教案第一部分MATLAB概论第二部分MATLAB基本运算（数值、矩阵、符号数学）第四部分M文件程序设计第三部分MATLAB基本绘图第五部分Simulink基础（建模和仿真）我们将这门课程分成五大部分一、MATLAB的发展史MATLAB是由美国的MathWorks公司推出的科学及工程计算软件，其名字是由MATRIX（矩阵）和LABORATORY（实验室）这两个词的前三个字母组合而成。20世纪七十年代，时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任的CleveMoler出于减轻学生编程负担的动机，为学生设计了一组调用LINPACK和EISPACK矩阵软件工具包库程序的的“通俗易用”的接口，此即用FORTRAN编写的萌芽状态的MATLAB。1984年由Little、Moler、SteveBangert合作成立MathWorks公司，并把MATLAB正式推向市场。从这时起，MATLAB的内核采用C语言编写，而且除原有的数值计算能力外，还新增了数据图视功能。为MATLAB第1版(DOS版)。1997年仲春，MATLAB5.0版问世，紧接着是5.1、5.2，以及和1999年春的5.3版。现今的MATLAB拥有更丰富的数据类型和结构、更友善的面向对象、更加快速精良的图形可视、更广博的数学和数据分析资源、更多的应用开发工具。教案二、有人称MATLAB为第四代计算机语言。原因是1、与Fortran、C等传统高级语言对比，其语句简单、明了，更符合我们平常的思维习惯；简单易学的“科学便笺式”工作环境和编程语言。2、MATLAB具有良好的数据可视化功能，能将数字结果以图形的形式表现出来，让人一目了然。例：我们画一个周期的正弦波，其程序如下：》x=0：pi/50：2*pi；》y=sin（x）；》plot（x，y）2001年6月，推出最新版本6.1版，现在我们用的是MATLAB6.5.1,与以前版本相比较，其主要特点见教材P1。教案三、MATLAB的应用领域1、数学计算和分析3、通信系统分析与仿真、数字信号处理、图形图象处理2、自动控制、人工智能、模糊逻辑4、金融系统、数理统计第一章MATLAB概论§1.1MATLAB简介一、MATLAB的特点（典型的）1、语言简洁紧凑，运算符丰富算术、逻辑、关系、符号2、具有结构化的控制语言；3、程序设计自由度大，可移植性好；4、具有强大的图形处理功能；5、包含功能强劲的工具箱；6、一个最重要、最受欢迎的特点是它的开放性，可与JAVA、C等语言程序连接。二、MATLAB的启动与退出1、启动：双击桌面上的快捷方式图标或在桌面“开始”—“程序”—“MATLAB6P5”2、退出：（1）直接单击命令窗口右上角的“关闭窗口”按钮；（2）在命令窗口中输入命令“quit”；（3）命令窗口的菜单栏的“File—ExitMATLAB”（4）按快捷键“ctrl+Q”；三、MATLAB的主要组成部分（五部分）1、开发环境由一组工具和组件组成，提供编写程序和调试程序的环境，包括：MATLAB桌面、命令窗口、命令历史窗口、工作空间浏览器、文件和搜索路径浏览器、帮助信息浏览器2、MATLAB数学函数库基本函数：sum、sin、a+jb、exp、abs高级函数：FFT、fourier（）教案3、MATLAB的编程语言5、应用程序接口（API）API可提供接口程序，使MATLAB与Fortran、C等传统高级语言程序进行交互；MATLAB开发环境有五个主要窗口：（P5图1-6）命令窗口、启动平台窗口、工作空间窗口、历史命令窗口、当前路径窗口（1）启动平台（LaunchPad）和工作空间（Workspace）在同一位置（用箭头或窗口标签来切换）；（2）历史命令（CommandHistory）和当前路径（CurrentDirectory）在同一位置；以矩阵运算为基础的高级编程语言；4、图形处理功能可绘制二维、三维数据的图形，并可创建图形界面（GUI）；§1.2MATLAB开发环境（基础和核心部分）（3）可通过“View”菜单来选择显示哪些窗口；（4）可通过“View-DesktopLayout”设定6种桌面布局方式。见P5教案File—Preferences：参数设置View菜单一、命令窗口是极为重要、使用最频繁的窗口，用户的数据输入和运算结果输出都在此窗口中进行。1.2.2命令窗口（CommandWindow）例：计算1.2.1主菜单和工具栏P6~P96cos56sin718在命令窗口中输入》sqrt（18）+（7*sin（pi/6））/（5+cos（pi/6））注意：（1）“》”为命令提示符；（2）字母要区分大小写，所有命令和函数名都必须用小写。2020/1/10MATLAB11二、命令行功能键“”：调用前一命令行“Esc”：清除当前命令行三、参数设置P10~P111.2.3启动平台（LaunchPad）采用树型结构列出了已安装的各种工具箱，双击选中的工具箱或单击前面的“+”号，就能看到工具箱中的各项功能。例：“SymbolicMathToolbox”项，其显示内容：Help：提供在线帮助Demos：提供系统演示功能ProductPage（Web）：提供internet在线支持1.2.4工作空间（Workspace）1、工作空间是MATLAB的一个变量管理中心刚打开MATLAB时，只能看到一个变量ans，是一个由系统提供的默认输出变量；当在命令窗口输入一个矩阵A=[1，2，3]后，在工作空间中就多了一个新变量A。可显示变量的名称、尺寸、字节、长度等信息教案2、变量处理在某一变量上单击鼠标右键会弹出菜单OpenSelection：打开数据编辑器GraphSelection：绘制当前变量图形1.2.5历史命令窗口（CommandHistory）1、保存已执行过的命令，必要时，用户可以把这些命令提取出来，放在命令窗口中使用；2、例：在某一命令上单击鼠标右键，弹出菜单Copy：将所选命令拷贝到剪切板EvaluateSelection：运行所选命令CreateM-File：打开编辑器，将所选命令复制到编辑器1.2.6当前路径窗口（CurrentDirectory）1、保存当前工作路径下的图形文件和命令文件；2、在某一命令上单击鼠标右键，弹出菜单Open：打开所选文件Run：执行所选文件OpenasText：在编辑器中编辑所选文件2020/1/10MATLAB13§1.3在线帮助和在线演示一、help命令help：列出主要的帮助主题help帮助主题：列出主要主题下的函数help函数名：对所选函数的功能、调用格式及相关的函数给出说明例：helpｓｉｎ二、lookfor命令利用关键词搜索有关命令例：lookforlog三、在线演示是一组旨在介绍MATLAB功能的演示程序（1）在命令窗口中运行命令demo（2）再根据需要，在左侧的方框中选定演示内容的类别，如“Graphics”（3）再在右下方框中选定演示子类，如“3-Dplots”（4）最后单击右下方的“运行”按钮2020/1/10MATLAB14结束第一次课作业：P261.21.4教案日期：2004年9月日星期节学时：2学时内容：1、课程介绍2、MATLAB概论目的：1、了解课程的五大组成部分；2、熟知MATLAB的主要组成部分；3、掌握MATLAB的开发环境的五个主要窗口。重点：命令窗口和历史命令窗口的正确使用难点：无方式：课堂讲解