2017MATLAB基础培训课件

数学建模培训——Matlab2017.10.21目录前言第1章MATLAB概述第2章MATLAB基本语法第3章MATLAB基本绘图第4章MATLAB数值计算第5章MATLAB基本程序设计第6章MATLAB图形用户界面设计第7章MATLAB符号数学工具箱前言（一）为什么开设本课程由于MATLAB的独特优势，开设本课程：2、简单易用的程序语言3、强大的科学计算及数据处理能力4、出色的图形处理功能1、友好的工作平台和编程环境5、工程师必备的工具前言（二）课程特点1、是一门计算机语言课2、是一门实践性很强的课前言（三）课程内容1、MATLAB概述2、MATLAB基本语法4、MATLAB数值计算3、MATLAB基本绘图5、MATLAB基本程序设计7、MATLAB工具箱（符号数学）6、MATLAB图形用户界面设计前言（四）要求勤学习、勤实践。多沟通、共提高。第1章MATLAB概述■MATLAB简介■MATLAB的特点■MATLAB的组成■MATLAB的工作环境■MATLAB的通用命令主要内容1.1MATLAB简介-发展1970年代中期，CleveMoler博士开发了：EISPACK（特征值求解的程序库）LINPACK（解线性方程的程序库）1970年代后期，CleveMoler编写接口程序：MATLAB,即MATrix和LABoratory前3个字母的组合，是“矩阵实验室”的缩写，它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言。1983年春，CleveMoler和JohnLittle用C语言开发了第二代专业版84年，两人成立了Mathworks公司,正式把MATLAB推向市场。1.1MATLAB简介-发展1988年，推出MATLAB3.x版本(DOS版)。1993年，推出MATLAB4.0版本(Win3.x)。1997年，推出MATLAB5.0版(Windows95)。1999年，推出MATLAB5.3版本R11(流行较广)。2000年，推出MATLAB6.0版本R12(Win98/Win2000)2001年，推出MATLAB6.1(克服6.0不支持P4，Winme,汉字等)。2002年，推出MATLAB6.5R13(速度更快、性能更优越等)。2004年，推出MATLAB7版本R142017年，9月14日正式推出MATLABR2017b版本2006年，推出MATLABR2006a、R2006b版本,每年2个版本1.1MATLAB简介-特点1、运算功能强大2、人机界面友好，编程效率高3、强大而简易的作图功能4、强劲的工具箱5、动态仿真功能是一个强大的功能演算性草稿纸难点：函数较多，仅基本部分就有700多个。1.1MATLAB简介-组成MATLAB软件由四部分组成：1、基本部分（核心）：程序主体和基本函数（约700多个）。2、专业扩展部分（工具箱）：有30多个工具箱，由大量专业函数组成（上千个函数）。3、符号数学工具箱：基于Maple软件的符号数学引擎。4、仿真工具箱（Simulink）：用于建立系统的数学模型和仿真分析等。1.2MATLAB的工作环境•MATLAB的启动–方法一：点击快捷方式图标–方法二：点击文件matlab.exe•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。•界面简介1.2MATLAB工作环境-界面选项卡工具栏当前文件夹命令行窗口当前工作路径工作区1.2.1命令窗口(CommandWindow)MATLAB提供给用户使用的管理功能的人机界面，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。说明：命令窗口中的“”为命令提示符，表示MATLAB处于准备状态。当在提示符后输入一段程序或一段运算式后【Enter】键，MATLAB会给出计算结果，并再次进入准备状态（所得结果将被保存在工作空间窗口中）。在命令窗口内执行的MATLAB主要操作有：运行函数和输入变量；控制输入和输出；执行程序，包括M文件和外部程序。命令窗口中可直接运行MATLAB函数，而这些函数往往又和MATLAB命令直接联系。MATLAB在命令窗口中的语句形式为：变量＝表达式;运行函数和键入变量•在命令窗口的提示符“”下，可以直接输入变量。例：计算A=256/4－100×2＋128A=256/4-100*2+128%从键盘输入，并单击回车键A=%屏幕显示的结果-8MATLAB语法规定，百分号“%”后面的语句为注释语句。例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•b='sin'•b=•sin•ifa1c=true•%如果a1则c为true•end•c=•11.2.2历史命令（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。•按方向键上、下键，可回访历史命令1.2.3当前目录(CurrentDirectory)•当前目录窗口中显示了MATLAB当前工作目录下的所有文件夹与文件，以便用户对当前目录下的文件进行管理。查看工作目录下文件的相关信息的常用命令•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。1.2.4工作空间（Workplace）•MATLAB在进行运算时，将变量存储在内存中，这些存储变量的内存空间称为基本工作空间，简称工作空间。•工作空间窗口以列表形式显示了MATLAB工作区中当前所有变量的名称及其属性。•不同的变量类型使用不同的图标。内存变量查阅、删除的指令操作法–在指令窗中运用who,whos查阅MATLAB内存变量。•who命令：查看现存于基本空间的变量•whos命令：详细查看现存于基本空间的变量–在指令窗中运用clear指令可以删除内存（工作空间内）的某一或所有变量•如：clearA,clearall1.2.5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；1.2.6文件编辑/调试(Editor/debugger)•MATLAB通过自带的M文件编辑/调试器来创建和编辑M文件。•进入MATLAB文件编辑器的方法如下：–命令窗口直接键入命令：edit,打开编辑器编辑Untitled.m文件。–使用命令窗口中的菜单或工具条上的快捷工具按钮。•M文件编辑/调试器窗口是标准的windows风格。•编辑M文件可用其它任何文本编辑器进行。1.3MATLAB命令窗口的主要操作•命令窗口显示方式的操作•数值计算结果的显示格式•指令行中的标点符号•命令窗口中指令行的编辑•命令窗口的通用命令命令窗口显示方式的操作–一缺省显示方式•对窗口内的字符数码分类采用不同的颜色。–二显示方式的设置•对命令窗口的字体风格、大小、颜色和数值计算结果格式进行设置。MATLAB数据格式与显示形式•MATLAB既可用传统的十进制数表达数值，也可以用科学计数表达数值，用e代表10的指数形式，用i和j来代表虚数。•MATLAB内部数据格式只有一种，是IEEE浮点标准的双精度二进制（64位）•为了人机交互的友好性，数据输出显示格式有8种。可用菜单选项或format命令选择。注：数值的显示精度并不代表数值的存储精度。•数值计算结果的显示格式：–在参数设置对话框的“变量”栏设置数据的显示格式。–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格式描述预设变量格式数值计算结果的显示格式表中实现的所有格式设置仅在MATLAB的当前执行过程中有效Matlab命令显示形式说明formatlong3.14159265358979316位十进制formatshorte3.1416e+0005位十进制数加指数formatlonge3.141592653589793e+00016位十进制数加指数formathex400921fb54442d1816位十六进制formatbank3.14两位小数format++正、负或零formatrat355/113分数近似formatshort(默认)3.14159二位整数，四位小数•例使用format函数在命令窗口中显示运算结果。•a=sin(60*pi/180)•a=•0.8660•formatlong•a•a=•0.86602540378444•formatshorte•a•a=•8.6603e-001•程序分析：•long格式为15位数字显示，shorte为5位科学计数显示。常见标点符号的作用•半角逗号“,”和半角分号“;”都可以用来分隔MATLAB的指令（函数）或变量。MATLAB允许一行内出现多条指令。•MATLAB的指令（函数）后使用半角分号“;”，它的作用是用来避免在命令窗口显示程序运行的中间结果。–注：可以使用shift+Enter（或shift+Return），表示要输入多行命令后再运行，待最后一行命令输入完毕，再回车，MATLAB才开始运行上述诸条命令。常见标点符号的作用•对于较长的命令行，可用符号“…”来表示换行继续写入。•冒号（一个重要的操作符）的作用：–用于生成默认间隔为1的等间隔向量；–用于选出矩阵指定行、列及元素；–用于循环语句。指令行中的标点符号名称标点作用空格（为机器辨认）用作输入量与输入量之间的分隔符逗号,用作要显示计算结果的指令与其后指令的分隔；用作输入量与输入量之间的分隔符；用作数组元素分隔符号黑点.用作数值表示中的小数点分号;用作不显示计算结果指令的“结尾”标志；用作不显示计算结果指令与其后指令的分隔；用作数组的行间分隔符；冒号:用以生成一维数组；用作单下标援引时，表示全部元素构成的长列；用作多下标援引时，表示那维上的全部注释号%由它“启首”后的所有物理行部分被看作非执行的注释单引号对‘’字符串记述符圆括号()在数组援引时用；函数指令输入宗量列表时用方括号[]输入数组时用；函数指令输出宗量列表时用花括号{}元胞数组记述符下连符_（为使人易读）用作一个变量、函数或文件名中的连字符续行号…由三个以上连续黑点构成。它把其下的物理行看作该行的“逻辑”继续，以构成一个“较长”的完整指令“At”号@放在函数名前，形成函数句柄；放在目录名前，形成用户对象类目录[说明]为保证指令正确执行，以上符号一定要在英文状态下输入。例：•a=10*2;b=a+5,c=a*b;d=c+a,•A=[123;456;789]•B=[1,234,5,6789]•C=[1;2;3]命令窗口中指令行的编辑•为方便操作，MATLAB允许用户对已经输入的指令进行回调、编辑和重运行。键名作用↑前寻式调回已输入过的指令行↓后寻式调回已输入过的指令行←在当前行中左移光标→在当前行中右移光标PageUp前寻式翻阅当前窗中的内容PageDown后寻式翻阅当前窗中的内容Home使光标移到当前行的首端End使光标移到当前行的尾端Delete删去光标右边的字符Backspace删去光标左边的字符Esc清除当前行的全部内容命令窗口的常用控制指令指令含义cd设置当前工作目录clf清除图形窗clc清除指令窗中显示内容clear清除MATLAB工作空间中保存的变量和函数dir列出指定目录下的文件和子目录清单edit打开M文件编辑器，编辑程序exit关闭/退出MATLABquit关闭/退出MATLABmd创建目录more使其后的显示内容分页进行type显示指定M文件的内容which指出其后文件所在的目录！运行外部程序，如!dir;!calc（计算器）1.4MAT