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MATLAB7课件--10自动化目录•第一章Matlab7基础•第二章数值向量和数组•第三章字符串、单元数组和结构•第四章数值计算功能•第五章符号运算•第六章图形处理第一章MATLAB7基础•1-1MATLAB简介•1-2MATLAB的安装使用•1-3MATLAB基本使用方法MATLAB的初步知识–MATLAB最初是由CleveMoler用Fortran语言设计的，有关矩阵的算法来自Linpack和Eispack课题的研究成果；现在的MATLAB程序是MathWorks公司用C语言开发的。–MATLAB作为美国MathWorks公司开发的用于概念设计，算法开发，建模仿真，实时实现的理想的集成环境。是目前最好的科学计算类软件。MATLAB的主要应用领域（1）数值分析。（2）数值和符号计算。（3）工程与科学绘图。（4）控制系统的设计与仿针。（5）数字图像处理。（6）数字信号处理。（7）通讯系统设计与仿真。（8）财务与金融工程。MATLAB的优点•1.容易使用•2.可以由多种操作系统支持•3.丰富的内部函数•4.强大的图形和符号功能•5.可以自动选择算法•6.与其他软件和语言有良好的对接性MATLAB的缺点•运行效率较低•由于MATLAB是一种合成语言，因此，与一般的高级语言相比，用MATLAB编写的程序运行起来时间往往要长一些。•价格比较贵（这个很多人……）•一般的用户可能支付不起它的高昂费用(10000美金左右)。但是，购买MATLAB的昂贵费用在很大程度上可以由使用它所编写的程序的价值抵消MATLAB7.1的新功能•提供了MATLAB、SIMULINK的升级以及其他最新的75个模块的升级•该版本不仅提高了产品质量，同时也提供了最新的用于数据分析、大规模建模、固定点开发和编码等新特征。MATLAB7.1的安装过程–用户在购买到正版MATLAB7.1后，可以按照相关的说明进行安装，安装过程相对比较简单。这里不在赘述。安装MATLAB7.1必须具有由Mathworks公司提供的合法个人使用许可，如果没有使用许可，用户将无法安装MATLAB。MATLAB7.1用户界面概述–MATLAB7.1的用户界面主要包括以下三个方面的内容：•MATLAB7.1的主菜单•MATLAB7.1的工具栏•MATLAB7.1的窗口1.MATLAB7.1的主菜单-MATLAB7.1的主菜单包括File、Edit、Debug（调试）、Desktop、Window和Help菜单。-可以执行的操作有New、Open、Undo、Redo、Cut、copy和Step等。2.MATLAB7.1的工具栏•MATLAB7.1的工具栏包括新建文件、打开文件、剪切、复制和粘贴等常用图标•同时，MATLAB7.1的工具栏适时显示MATLAB7.1的当前路径，用户还可以通过工具栏来改变当前路径3.MATLAB7.1的窗口–打开MATLAB7.1，默认打开的窗口包括：(1)命令窗口(CommandWindow)；(2)命令历史窗口(CommandHistory)；(3)工作间管理窗口(Workspace)；(4)当前路径窗口(CurrentDirectory)–此外，还有编译窗口、图形窗口和帮助窗口等其他种类的窗口。（1）命令窗口在默认设置下，命令窗口自动显示于MATLAB界面中，如果用户只想调出命令窗口，也可以选择Desktop|DesktopLayout|CommandWindowOnly命令。MATLAB7.1用户界面的右侧窗口就为命令窗口。（1）命令窗口•该窗口可以执行matlab语句、函数、命令和程序，也执行外部应用程序，同时还可以显示程序运行结果（2）命令历史窗口–命令历史窗口显示用户在命令窗口中所输入的每条命令的历史记录，并标明使用时间，这样可以方便用户的查询。–如果用户想再次执行某条已经执行过的命令，只需在命令历史窗口中双击该命令。（2）命令历史窗口•可执行的操作如下：•1、单行或者多行指令的复制•2、单行指令的再运行（双击）•3、多行指令的再运行（鼠标右键evaluateselection）•4、将指令保存为M文件（creatM-file）（3）工作间管理窗口–工作间管理窗口就是用来显示当前计算机内存中MATLAB变量的名称、数学结构、该变量的字节数及其类型。–在默认设置下，工作间管理窗口自动显示于MATLAB界面中。（4）当前路径窗口–在默认设置下，当前路径窗口自动显示于MATLAB界面中，用户也可以选择Desktop|CurrentDirectory命令调出或隐藏该命令窗口。–当前路径窗口显示着当前用户工作所在的路径（4）当前路径窗口•当前路径窗口又称为当前目录浏览器，可进行如下操作：•1、修改当前路径•2、打开在当前路径中的matlab文件•3、文件管理MATLAB7.1的路径搜索•MATLAB7.1有一个专门用于寻找“.m”文件的路径搜索器。“.m”文件是以目录和文件夹的方式分布于文件系统中的，一部分“.m”文件的目录是MATLAB7.1的子目录，由于MATLAB7.1的一切操作都是在它的搜索路径(包括当前路径中）进行的，所以如果调用的函数在搜索路径之外，MATLAB7.1就会认为此函数并不存在。MATLAB7.1的路径搜索•（1）MATLAB7.1的当前目录–在命令窗口中输入cd命令，并按Enter键确认，即显示有当前MATLAB7.1工作所在目录。•cd（：系统提示符，在其后输入要执行的命令即可）•C:\MATLAB7.1\work•MATLAB7.1的路径搜索•（2）MATLAB7.1的路径搜索–选择MATLAB的主窗口中File|SetPath命令，进入到设置路径搜索的对话框，用户可以设置新的路径使用帮助系统MATLAB7.1为用户提供了非常完善的帮助系统，例如MATLAB的在线帮助、帮助窗口、帮助提示、HTML格式的帮助、pdf格式的帮助文件及MATLAB的示例和演示等。1.简单的数学运算•最简单的计算器使用法•标点符号的使用（1）最简单的计算器使用法•直接输入法–3*30+3*35+4*30+4*32–ans=–443–•存储变量法–grade1=3*30–grade1=–90–grade2=105–total=grade1+grade2–total=–195–数值运算符号符号功能实例+加法1+2-减法1-2*乘法1*2/、\除法1/2或是1\2^乘方2^1（2）常用标点符号标点符号定义标点符号定义;区分行，取消运行显示等.小数点以及域访问等,区分列，函数参数分隔符等…连接语句:在数组中应用较多‘字符串的标识符号()指定运算优先级等=赋值符号[]矩阵定义的标志等!调用操作系统运算{}用于构成单元数组等%注释语句的标识应用举例–例哈理工自动化08级有3个班，每班30人，09级有3个班，每班35人，10级有4个班，每班30人，11级有4个班，每班32人。求哈理工自动化本科一共有多少人。应用举例•grade1=3*30;•grade2=3*35;•grade3=4*30;•grade4=4*32;•total=grade1+grade2+grade3+grade4•total=•443•2.常用的操作命令和键盘技巧•在使用MATLAB7.1语言编制程序时，掌握一些常用的操作命令和键盘操作技巧，可以起到事半功倍的效果。（1）常用的操作命令命令该命令的功能命令该命令的功能cd显示或改变工作目录hold图形保持命令clc清除工作窗load加载指定文件的变量clear清除内存变量pack整理内存碎片clf清除图形窗口path显示搜索目录diary日志文件命令quit退出MATLAB7dir显示当前目录下文件save保存内存变量到指定文件disp显示变量或文字内容type显示文件内容echo工作窗信息显示开关（2）常用的键盘操作和快捷键键盘按钮和快捷键该操作的功能键盘按钮和快捷键该操作的功能↑(Ctrl＋p)调用上一行Home(Ctrl＋a)光标置于当前行开头↓(Ctrl＋n)调用下一行End(Ctrl＋e)光标置于当前行结尾←(Ctrl＋b)光标左移一个字符Esc(Ctrl＋u)清除当前输入行→(Ctrl＋f)光标右移一个字符Del(Ctrl＋d)删除光标处字符Ctrl＋←光标左移一个单词Backspace(Ctrl＋h)删除光标前字符Ctrl＋→光标右移一个单词Alt＋BackSpace恢复上一次删除3.MATLAB7.1的数据类型•常量和变量–常量–变量•浮点数和复数–浮点数–复数（1）常量•在MATLAB中有一些特定的变量，它们已经被预定义了某个特定的值，因此这些变量被称为常量。MATLAB7.1中的常量主要有pi、inf和eps等。常量常量的功能常量常量的功能ans用作结果的默认变量名nargin函数的输入参数个数beep使计算机发出“嘟嘟”声varagin可变的函数输入参数个数pi圆周率varagout可变的函数输出参数个数eps浮点数相对误差realmin最小的正浮点数inf无穷大realmax最大的正浮点数NaN或nan不定数bitmax最大的正整数i或j复数单位（2）变量•变量是MATLAB7.1的基本元素之一，MATLAB7.1语言不要求对所使用的变量进行事先说明，而且它也不需要指定变量的类型，系统会根据该变量被赋予的值或对该变量所进行的操作来自动确定变量的类型。•变量名长度不超过31位，超过31位的字符系统将忽略不计•变量名区分大小写•变量名必须以字母开头，变量名中可以包含字母、数字或下划线，但不允许出现标点符号（3）浮点数•几乎在所有的情况下，MATLAB7.1的数据都是以双精度数值来表示的，这些双精度数在系统内部用二进制来表示。这是计算机通常的表示数据的方式，但也带来了一些问题，比如有很多实数不能被精确地表示，对能够表示的值也有一个限制，并且还存在一个浮点相对误差限。•所谓相对误差限是指MATLAB7.1语言能够区分两个不同大小的数时，这两个数之间的最小差值。浮点数举例–下边3个式子的计算结果是相同的，但是由于这些数字都是使用二进制存储的，在使用双精度数来表达这些数时，往往就会出现一些误差•a=0.33-0.5+0.17•a=•2.7756e-017•b=0.33+0.17-0.5•b=•0•c=0.17-0.5+0.33•c=•5.5511e-017•（4）复数•MATLAB7.1语言对复数的处理也是十分简便的，在处理复数问题时，不需要进行其他任何的附加操作。•a2=pi+3.14i•a2=•3.1416+3.1400i••b=4*(1+3/sqrt(-1))•b=•4.0000-12.0000i•复数的数学运算举例•a=1+2*i•a=•1.0000+2.0000i•b=3-4i•b=•3.0000-4.0000i•c=pi+sin(pi/2)*i•c=•3.1416+1.0000i•d=a+b•d=•4.0000-2.0000i第二章数值向量和数组•向量及其运算方法•数组及其运算方法•多项式的创建和运算方法•关系和逻辑运算1.向量及其运算•在命令窗口中直接输入向量•等差元素向量的生成•向量与数的四则运算•向量与向量之间的加减运算•点积、叉积和混合积（1）在命令窗口中直接输入向量•在MATLAB7.1中，生成向量最简单的方法就是在命令窗口中按一定格式直接输入。输入的格式要求是，向量元素用“[]”括起来，元素之间用空格、逗号或者分号相隔。需要注意的是，用它们相隔生成的向量形式是不相同的：用空格或逗号生成行向量；用分号生成列向量。•a2=[15,21,27,93,101];•a1=[15;21;27;93;101];•a1•a1=•15•21•27•93•101•a2•a2=•15212793101•（2）等差元素向量的生成•当向量的元素过多，同时向量各元素有等差的规律，此时采用直接输入法将过