Matlab简介与使用方法

Matlab基本情况MATLAB是MatrixLaboratory的缩写MATLAB是由MathWorks公司开发的一款高级科学计算和工程仿真软件；MATLAB支持数学计算（例如数值计算、符号计算和数据拟合）、数据可视化（绘图、图像处理、声音和动画处理），还提供简单易用算法开发语言（M语言）及环境，以及专业的应用工具箱（例如系统模拟和仿真）。MATLAB可用来进行数学建模与分析、信号处理、图像处理、财经金融建模与分析等。目前，MATLAB已成为国内外高校和科研部门进行科学研究的重要工具。通信仿真的意义仿真是衡量系统性能的手段，通过仿真模型得到的仿真结果可用于推断系统的性能，为系统改造提供可靠的参考。1.2MATLAB7.3开发环境1.2.1MATLAB7.3的环境设置历史命令窗口工作空间窗口/当前目录浏览器窗口开始按钮命令窗口MATLAB菜单MATLAB工具栏1.2.2MATLAB的启动和退出1.MATLAB的启动选择“开始”→“程序”→“MATLAB”，或者在桌面上的图标，就可以启动MATLAB7.3的工作界面。2.MATLAB的退出在MATLAB的命令窗口输入“exit”命令；在MATLAB的命令窗口输入“quit”命令；直接单击MATLAB命令窗口的按钮。（7）开始菜单在MATLAB操作界面的左下角有一个按钮，是MATLAB的快捷菜单。开始菜单中显示的为现场菜单，包括交互界面窗口的列表，快捷方式和常用的子菜单项。2.工具栏工具栏是在编程环境下提供的对常用命令的快速访问，当鼠标停留在工具栏的按钮上时，就会显示出该按钮的功能。NewM-FileProfiler后退OpenFileGUIDEHelpSimulink当前路径图1-3默认工具栏1.2.4通用窗口MATLAB7.3工作界面中的常用窗口包括命令窗口、历史命令窗口、当前工作目录窗口、工作空间浏览器窗口、变量编辑窗口、M文件编辑／调试窗口、帮助窗口和程序性能剖析窗口等。所有窗口都可以单独显示，使用Undock（浮动）和Dock（固定）可使窗口单独出来和返回到MATLAB工作界面中。1.命令窗口（CommandWindow）在命令窗口中输入MATLAB的命令和数据后按回车键，立即执行运算并显示结果。MATLAB在命令窗口中的语句形式为：变量＝表达式[;]说明：命令窗口中的每个命令行前会出现提示符“”，没有“”符号的行则是显示的结果。[]表示该项是可选项。例1-1在命令窗口中输入不同的命令和数值，并查看其显示方式。a=0.5a=0.5000ifa1c=trueendc=1练习•命令窗口中的标点符号：P9参看表1-7所示，其中有：空格,.;:‘’()[]…%SpecialSymbols+Addition-Subtraction*Multiplication./Division^ExponentiationForExample4*u/(3*v)v^3/(u^2-v^3)vu34323vuv数值计算结果的显示格式：一种方法是在“File”→“Preferences”，进入参数设置对话框的“NumericFormat”栏设置数据的显示格式，如右图所示。另一种方法是直接在命令窗口中使用“format”命令来进行数值显示格式的设置format格式如表1－9所示：例1-3使用format函数在命令窗口中显示运算结果。a=sin(60*pi/180)a=0.8660formatlong%long格式为15位数字显示aa=0.86602540378444formatshorte%shorte为5位科学计数显示aa=8.6603e-001练习命令窗口的常用控制命令：clc:清屏。清除命令窗口中的所有已显示的内容；clear:删除内存中的变量。2.历史命令窗口（CommandHistory）历史命令窗口用来记录并显示已经运行过的命令、函数和表达式。在默认设置下，该窗口会显示自安装以来所有使用过命令的历史记录，并标明每次开启MATLAB的时间。例1-4选择历史命令窗口的命令行执行并创建快捷方式。单击鼠标右键在快捷菜单中选择“CreateShortcut”，则会出现“ShortcutEditor”对话框3.当前目录浏览器窗口（CurrentDirectoryBrowser）用来设置当前目录，并显示当前目录下的M文件、MAT文件、MDL文件等文件信息，窗口中包括文件类型（FileType）、文件大小（Size）、最后修改（LastModified）时间和文件的说明信息（Description）等。查看工作目录下文件的相关信息的常用命令如下：what：列出当前目录下的M、MAT、MEX文件清单。dir：显示当前目录或指定当前目录下的文件。cd路径：改变或显示当前工作目录；路径可省略，省略时为显示当前工作目录；cd..表示回到上一级目录。type：显示文件内容。delete：删除文件。which文件名：指出M文件、MEX文件、工作空间变量、内置函数或Simulink模型所在的目录。练习4.工作空间浏览器窗口（Workspace）工作空间浏览器窗口用于显示内存中所有的变量名、数据结构、类型、大小和字节数，不同的变量类型使用不同的图标。在MATLAB7.3的命令窗口中也可以通过命令来查看工作空间的变量，以下是常用的命令：who：查阅MATLAB内存变量名。whos：查阅MATLAB内存变量名、大小、类型和字节数。clear:变量名1变量名2…：删除内存中的变量，变量名1变量名2可省略，省略时表示删除所有变量。5.数组编辑器窗口（ArrayEditor）启动数组编辑器窗口的方法有：在工作空间窗口中双击该变量；在工作空间窗口中选择变量，按鼠标右键在快捷菜单中选择“Open…”菜单；单击工具栏中的打开变量（OpenSelection）按钮。6.M文件编辑/调试器窗口(Editor／Debugger)打开M文件编辑／调试器窗口的方法有：单击MATLAB工作界面工具栏上最左边图标；单击菜单“File”→“New”→“M-file”创建新M文件；单击MATLAB工作界面工具栏上打开文件图标；单击菜单“File”→“Open…”，在出现的“Open”对话框中选择文件名后单击“打开”按钮，打开相应文件；用鼠标双击当前目录窗口中的M文件，可直接打开相应的文件。7.程序性能剖析窗口（Profiler）程序性能剖析窗口用来对M文件各命令的耗时进行分析，打开程序性能剖析窗口的方法有：单击MATLAB工作界面工具栏上的图标；选择菜单“Desktop”→“Profiler”；在命令窗口中输入“profileviewer”命令。1.3MATLAB7.3的其它管理1.3.1MATLAB文件格式常用文件类型.m、.mat、.fig、.mdl、.mex、.p。1.程序文件：程序文件即M文件（M-File），其文件的扩展名为.m。2.数据文件：数据文件即MAT文件，其文件的扩展名为.mat。。3.图形文件：图形文件（Figure）的扩展名为.fig4.模型文件：模型文件（Model）扩展名为.mdl，可以在“File”菜单中创建Model时生成.mdl文件。5.可执行文件：可执行文件即MEX文件，其文件的扩展名为.mex。6.项目文件：项目文件的扩展名为.prj。7.P码文件：P码文件即伪代码文件，是M文件被调用后在内存中生成的内部伪代码。1.3.2标识符的搜索路径1.MATLAB的基本搜索过程：以sin(x)为例，按照以下的顺序进行搜索：首先在MATLAB内存中进行检查，检查“sin”和“x”是否为工作空间的变量或特殊变量；其次检查“sin”和“x”是否为MATLAB的内部函数（Built-inFunction）；然后在当前目录上，检查是否有相应的“.m”或“.mex”文件存在；最后在MATLAB搜索路径的所有其他目录中，依次检查是否有相应的“.m”或“.mex”的文件存在；如果都不是，则MATLAB发出错误信息。练习由内到外2.设置搜索路径窗口（SetPath）打开设置搜索路径窗口的方法有两种：在MATLAB界面选择菜单“File”→“SetPath”；在命令窗口中运行“pathtool”或“editpath”命令。3.设置搜索路径的常用命令（1）path命令path(path,'新目录')（2）addpath命令addpath目录1目录2…参数1.6MATLAB7.3的帮助系统1.6.1使用帮助浏览器帮助主题（Contents）、索引（Index）、搜索（Search）和演示（Demos）四个面板来查找帮助信息：Contents面板为可展开的树形结构，向用户提供全方位系统帮助的向导图;Index面板是MATLAB提供的术语索引表，可以查找命令、函数和专用术语等。Search面板是通过关键词来查找全文中与之匹配的章节条目，Index只在专用术语表中查找而Search的搜索是在整个HTML文件中进行的，因此其覆盖面更宽。Demos面板为MATLAB提供了Demo演示。1.6.2使用帮助命令1.help命令help命令可以获得MATLAB命令和M文件的帮助信息，如果知道准确的命令名称或主题词，使用help命令来查找最快捷。help命令名称2.lookfor命令lookfor命令是在所有的帮助条目中搜索关键字，常用来查找具有某种功能而不知道准确名字的命令。lookfortopic-all3.打开帮助窗口命令：helpwin、helpdesk、demo。练习