MATLAB如何使用-教程-初步入门大全资料

MATLAB快速入门1目录MATLAB基本操作MATLAB数值计算MATLAB图形处理MATLAB编程技巧2一、MATLAB的启动与退出1、MATLAB系统的启动（1）在桌面上双击MATLAB快捷方式图标。（2）在开始菜单中单击MATLAB\MATLAB6.5项。（3）在MATLAB安装目录\MATLAB6p5中双击MATLAB快捷方式。（4）在MATLAB安装目录\MATLAB6p5\bin\win32中双击MATLAB.exe图标。2、MATLAB系统的退出（1）点击操作桌面的关闭按钮。（2）执行操作桌面file\ExitMATLAB命令。（3）在命令窗口中输入命令exit或quit，并回车。（4）用快捷键Ctrl+Q。§1MATLAB的基本操作3二、MATLAB窗口启动MATLAB后，将显示包括四个窗口命令窗口（commandwindows）工作空间窗口（workspace）命令历史窗口（commandhistorywindows）当前路径窗口（currentdirectory）4（1）命令窗口(CommandWindow)MATLAB是交互式的语言，输入命令即给出运算结果。而命令窗口则是MATLAB的主要交互窗口，用于输入和编辑命令行等信息，显示结果（图形除外）。当命令窗口中出现提示符“”时，表示MATLAB已经准备好，可以输入命令、变量或运行函数。提示符总是位于行首。在每个指令行输入后要按回车键，才能使指令被MATLAB执行。5（2）工作空间(Workspace)工作空间用于保存MATLAB变量的信息。在工作空间可以对变量进行观察、编辑、保存和删除。保存在工作空间中的自定义变量，直到使用了“clear”命令清除工作空间或关闭了MATLAB系统才被清除。在命令窗口中键入“whos”命令，可以显示出保存在工作空间中的所有变量的名称、大小、数据类型等信息，如果键入“who”命令，则只显示变量的名称。6（3）命令历史窗口(CommandHistory)命令历史窗口记录用户每一次启动MATLAB的时间以及在命令窗口运行过的所有指令。命令历史窗口中的指令可以被复制到命令窗口重新运行。如果要清除掉这些记录，可以选择“Edit”菜单中的“ClearCommandHistory”项。7（4）当前路径窗口(CurrentDirectory)当前路径窗口也称为当前目录窗口。可以显示或改变当前目录。当前目录指的是MATLAB运行文件时的工作目录。只有在当前目录或搜索路径下的文件及函数可以被运用或调用，如果没有特殊指明，数据文件也将储存在当前目录下。如果要建立自己的工作目录，在运行文件前必须将该文件所在目录设置为当前目录。8三、MATLAB的帮助系统帮助命令帮助命令是查询函数语法的最基本的方法，查询信息直接显示在命令窗口。帮助命令有help、lookfor。help函数名%显示关于某个具体函数的功能、调用格式、及相关函数。help帮助主题%列出指定主题下的函数。例如：helpelfun%列出所有基本函数。lookforimage%查找有关图像的函数和命令9四、MATLAB的运行方式1、命令行运行方式在MATLAB的应用中，最基本、最简单的应用，就是在命令窗口中直接输入命令来实现计算或绘图功能。MATLAB命令行的一般形式为：变量＝表达式A=1+2表达式1+210命令行运行方式（续）①使用MATLAB最简单的方式是将MATLAB的命令窗口看作计算器，通过输入数学算式直接计算。1＋2＋3＋4＋5↙ans=15②如果在输入的表达式后面跟上分号“；”，那么运行后就不会马上显示运算的结果，必须键入输出变量后才能显示运算结果。用分号关闭不必要的输出会使程序运行速度成倍甚至成百倍地提高。1＋2＋3＋4＋5；↙则不会马上显示运算结果，要得到运算结果，必须ans↙则显示结果为ans=1511命令行运行方式（续）③如果在表达式后面跟上逗号“，”或什么都不跟，运行后会马上显示该表达式的运算结果。④如果一个表达式很长，可以用续行号“…”将其延续到下一行。1+2+3+4+5+…↙%注意加号写在本行。6+7+8+9+10↙则输出结果ans=5512⑤在一行中也可以写几个语句，它们之间用逗号“，”或分号“；”隔开。A=[1,2,3.3,sin(4)],X=1966/310+1↙则输出结果A＝1.00002.00003.3000,-0.7568X=7.3419。命令行运行方式（续）132、m文件运行方式所谓m文件，就是用MATLAB语言编写的、可以在MATLAB中运行的程序。它是以普通文本格式存放的，故可以用任何文本编辑软件进行编辑。MATLAB提供的m文件编辑器就是程序编辑器。在File菜单中选择NEW，再选择M-file，或点击新建图标，就可以调出m文件编辑器，用户可以用此编辑器编写m文件。14（1）命令文件如果要输入较多的命令，或者要经常对某些命令进行重复的输入，则可以将这些命令按执行顺序存放在一个m文件中，以后只要在MATLAB的命令窗口中输入该文件的文件名，系统就会调入该文件并执行其中的全部命令。这种形式就是MATLAB的命令文件。15命令文件（续）求满足1+2+3+…n100的最大正整数n的MATLAB程序为：sum=0;n=0;%赋初始值whilesum100%判断当前的和是否小于100n=n+1;%如果没有超过100，则对n加1sum=sum+n;%计算最新的和endsum=sum-n;%当循环结束时有sum=100，故应对sum减nn=n-1;%当循环结束时有sum=100，故应对n减1n,sum%显示最大正整数n以及和sum16命令文件（续）将上述程序存入文件fl.m，然后在命令窗口键入fl↙显示结果为n=13sum=91指出：程序中由符号“%”开始的文字都是注释文字，用来对程序或程序行行进行注释说明，符号“%”称为注释符，MATLAB在执行时将忽略“%”后的内容。17（2）函数文件①函数文件是另一类m文件，可以像库函数一样方便地被调用，MATLAB提供的许多工具箱，是由函数文件组成的。②对于某一类特殊问题，用户可以建立系统的函数文件，形成专用工具箱。③函数文件的第一行有特殊的要求，它必须遵循如下的形式：function因变量=函数名(自变量)④其他各行都是程序运行语句，没有特别要求。⑤函数文件的文件名必须是函数名.m。18函数文件（续）实现符号函数运算功能的函数m文件为：functiony=sgn(x)%这是一个定义符号函数y=sgn(x)的函数文件。ifx0y1=-1;elseifx==0y1=0;elsey1=1;endy=y1;1,0,sgn()0,0,1,0xyxxx19函数文件（续）将上述程序存为文件sgn.m，便可以将其作为普通的MATLAB函数来使用：x=4/3*pi;↙y=3*sgn(sin(x))↙显示结果为:y=-320五、MATLAB的常用命令MATLAB可以通过菜单对工作着的窗口进行操作，也可以通过键盘在命令窗口输入命令进行操作，下面给出几个常用的通用命令。quit关闭MATLABexit关闭MATLABclc清除MATLAB命令窗口中的所有显示内容clear清除工作空间中保存的所有变量其他命令可以在学习应用中逐步熟悉。21六、MATLAB的基本运算运算数学表达式MATLAB运算符MATLAB表达式示例加a+b+a+b1+2减a-b-a-b5-3乘a×b*a*b2*3除a÷b/(右除)或\(左除)a/b或b\a6/2或2\6幂a^b^a^b2^3指出：右除相当于通常的除法。22七、MATLAB的变量与函数1、变量变量就是在程序的运行过程中，其数值可以变化的量（数据），它可以代表一个或若干个内存单元（变量的地址）中的数据。为了对所有的变量所对应的存储单元进行访问，需要给变量命名。MATLAB变量命名的规则是：①以字母开头，后面可以跟字母、数字或下划线。②不超过31个字符。③字符间不可以留空格。④区分大小写。23MATLAB的变量与函数（续）系统变量变量名意义ans用于存储计算结果的默认变量pi圆周率πinf(Inf)无穷大∞，例如1/0eps计算机的最小数，和1相加产生比1大的数，在pc机上为2－52。NaN(nan)不定量，如0/0i或j虚数单位，i=j=sqrt(-1)242、函数数学函数函数名含义函数名含义abs(x)x的绝对值atant(x)x的反正切sqrt(x)x的平方根cot(x)x的余切exp(x)e的x次方acot(x)x的反余切sin(x)x的正弦log(x)x的自然对数cos(x)x的余弦log10(x)x的常用对数asin(x)x的反正弦sinh(x)双曲正弦acos(x)x的反余弦cosh(x)双曲余弦tan(x)x的正切25函数（续）机器函数①pause程序将暂时停在该函数所在位置，击任意键程序继续执行②echoon在命令窗口显示正在执行的程序指令③cputime给出MATLAB所耗用的总机器时间④clock给出日期及当前时间26§2MATLAB的数值计算MATLAB运算的基本数据对象是矩阵，标量可以看作是1×1的矩阵，向量可以看作是1×n或n×1的矩阵。因此，可以说MATLAB的数据结构就是矩阵，以矩阵运算为代表的基本运算功能一直是MATLAB引以为自豪的核心与基础。27一、矩阵的创建矩阵是线性代数的基本运算单元。通常矩阵是指含有m行n列数值的矩形结构。矩阵中的元素可以是实数也可以是复数，由此可以将矩阵划分为实矩阵和复矩阵。MATLAB支持线性代数所定义的全部矩阵运算。在MATLAB中创建矩阵应遵循以下原则：①矩阵的元素必须在方括号“［］”中。②矩阵的同行元素之间用空格或逗号“，”分隔。③矩阵的行与行之间用分号“；”或回车符分隔。④矩阵的尺寸不必预先定义。⑤矩阵元素可以是数值、变量、表达式或函数。如果矩阵元素是表达式，系统将自动计算出结果。28矩阵的创建（续）1、直接输入法－在命令窗口按规则输入方式创建矩阵例1.在命令窗口创建简单的数值矩阵。A=[132;310;215]回车后在命令窗口显示如下结果A=132310215例2.在命令窗口创建带运算表达式的矩阵，不显示结果。y=[sin(pi/3),cos(pi/6);log(20),exp(2)];输入“y”回车，在命令窗口显示出来。y↙显示出的结果为y=0.86600.86602.99577.389129矩阵的创建（续）2、通过m文件创建矩阵－将矩阵建立为m文件先将矩阵按创建原则写入一个m文件中，在MATLAB命令窗口或程序中直接运行该m文件（输入该m文件名），即可将矩阵调入工作空间。3、通过函数创建矩阵函数功能eye(n)产生n阶单位矩阵ones(m,n)产生m×n矩阵，元素都是“1”zeros(m,n)产生m×n矩阵，元素都是“0”(零矩阵)[]产生空矩阵30矩阵的创建（续）4、其他构造矩阵的方法－冒号法［1］冒号法构造向量冒号表达式的一般格式为：向量名＝初值：步长：终值。例4.在窗口输入x=0:0.5:2回车后显示x=00.50001.00001.50002.0000。例5.在命令窗口输入x=2:-0.5:0回车后显示x=2.00001.50001.00000.5000031矩阵的创建（续）指出：①步长可以省略，省略步长，则步长为1。②步长可以为负，此时初值大于终值。③向量的元素比较多而又有增减规律时，这种方法非常便利。④冒号法表示向量时，向量的全体成员是从初值开始，以步长为增量，直到不超过终值的所有元素构成的序列。⑤冒号法的应用可以避免使用循环，提高程序运行速度。32矩阵的创建（续）［2］冒号法构造矩阵一般格式为：A(:,j):表示矩阵A的第j列；A(i,:):表示矩阵A的第i行。例6.建立矩阵。解：A(1,:)=1: