matlab基础第1章(简单易学易用)

第1章MATLAB语言概述第1章MATLAB语言概述1.1MATLAB语言及其特点1.2MATLAB语言工作环境1.3MATLAB的基本操作命令第1章MATLAB语言概述1.1MATLAB语言及其特点MATLAB是“MATrixLABoratory”的缩写（矩阵实验室），它是由美国Mathworks公司于1984年正式推出的一种科学计算软件。MATLAB的3.x(DOS)版本于1988年推出，随后1992年推出了4.x(Windows)版本。随着新版本的推出，MATLAB的扩展函数越来越多，功能越来越强大。pipipxxMATLAB集成度高，使用方便，输入简捷，运算高效，内容丰富，并且很容易由用户自行扩展，与其它计算机语言相比，MATLAB有以下显著特点：1．MATLAB是一种解释性语言MATLAB是以解释方式工作的，键入算式立即得结果，无需编译，即它对每条语句解释后立即执行。若有错误也立即作出反应，便于编程者马上改正。这些都大大减轻了编程和调试的工作量。2．变量的“多功能性”(1)每个变量代表一个矩阵，它可以有nm元素；(2)每个元素都看作复数，这个特点在其它语言中也是不多见的；(3)矩阵行数、列数无需定义：若要输入一个矩阵，在用其它语言编程时必须定义矩阵的阶数，而用MATLAB语言则不必有阶数定义语句，输入数据的列数就决定了它的阶数；第1章MATLAB语言概述3．运算符号的“多功能性”所有的运算，包括加、减、乘、除、函数运算都对矩阵和复数有效。4．人机界面适合科技人员语言规则与笔算式相似：MATLAB的程序与科技人员的书写习惯相近，因此易写易读，易于在科技人员之间交流。5．强大而简易的作图功能(1)能根据输入数据自动确定坐标绘图；(2)能规定多种坐标（极坐标、对数坐标等）绘图；(3)能绘制三维坐标中的曲线和曲面；(4)可设置不同颜色、线型、视角等。如果数据齐全，通常只需一条命令即可出图。6．智能化程度高7．功能丰富，可扩展性强MATLAB软件包括基本部分和专业扩展部分。基本部分包括：矩阵的运算和各种变换，代数和超越方程的求解，数据处理和傅里叶变换，数值积分等等。扩展部分称为工具箱(toolbox)，用于解决某一个方面的专门问题，或实际某一类的新算法。现在已经有控制系统、信号处理、图像处理、系统辨识、模糊集合、神经元网络、小波分析等20余个工具箱，并且还在继续发展中。第1章MATLAB语言概述1.2MATLAB语言的工作环境1.2.1MATLAB系统的安装1.2.2MATLAB系统的启动1.2.3MATLAB的命令窗口1.2.4工作空间1.2.5命令窗口与当前路径窗口1.2.6图形窗1.2.7文本编辑窗第1章MATLAB语言概述1.2.1MATLAB系统的安装MATLAB的安装过程(1)将MATLAB6.1的安装盘放入光驱中，找到setup.exe文件，双击它开始安装（或机器自动执行安装文件）。(2)按照安装向导的提示进行，在SelectMATLABComponents对话框中选择用户需要安装的选项，可选择的MATLAB部件包括MATLAB，Simulink和各种工具箱必须安装的文件，以及各部分的帮助文件（包括HTML和PDF两种格式）。(3)在SelectMATLABComponents对话框中选择安装的路径。安装程序默认的路径为“C:\MATLAB”，点击“Brows....”按钮，可以设置安装路径。(4)单击“Next＞”按钮进行文件的解压和复制过程。(5)接下来安装向导会提问是否安装MATLABNotebook。如果用户的计算机上已经安装了MicrosoftWord，那么就可以安装MATLABNotebook。单击Yes确认安装，单击No取消安装。如果安装MATLABNotebook，下一步可以选择Word的版本号以及指定它的位置。(6)安装完毕。如果在安装的选项中选择了ExcelLink，那么为了运行MATLAB，必须重新启动计算机。用户可以选择Yes，Iwanttorestartmycomputernow（立即重新启动计算机）或No,Iwillrestartmycomputerlater（以后启动计算机）。单击Finish结束安装。最后在桌面上将形成如图1.1所示的图标。第1章MATLAB语言概述图1.1MATLAB应用程序图标1.2.2MATLAB系统的启动启动MATLAB系统的方法如下：选择桌面上（或“开始/程序/MATLAB”中）的MATLAB6.1应用程序图标，双击（或单击）。MATLAB6.1启动后，将显示如图1.2所示的操作界面，它表示MATALB系统已建立，用户可与MATALAB系统进行交互操作。第1章MATLAB语言概述1.2.3MATLAB的命令窗口1.命令窗中的菜单与功能MATLAB命令窗口(CommandWindow)是用户和MATLAB系统交互的主要窗口。在该窗口中，用户可以运行函数、执行MATLAB的基本操作命令以及对MATLAB系统的参数设置等操作。在命令窗口的菜单条下，共有6个下拉子菜单：File、Edit、View、Web、Windows和Help。通常情况下，MATLAB的工作环境主要由命令窗口（CommandWindow）、当前路径窗口（CurrentDirectory）、工作区间浏览器（Workspace）、命令历史窗口（CommandHistory）、启动平台(LaunchPad)、图形窗口(Figure)和文本编辑窗口(Editor)组成。启动平台(LaunchPad)窗口是6.x版本的新特点，它为用户提供MATLAB工具箱，用户可以方便地打开工具箱中的内容，包括帮助文件、演示示例、实用工具以及Web文档等内容。第1章MATLAB语言概述图1.3命令窗口下的File子菜单·New及其子菜单：允许用用户打开一个新的文件（M文件）、新的图形窗（Figure）、仿真模型文件(.mdl)和图形用户界面文件(GUI)。·Open....：从指定的相应路径和文件名打开一个已经存在的文件。·CloseCommandWindow：关闭命令窗口。·ImportData....：在MATALB工作空间中生成一变量，并从指定的路径和相应的文件中获取数据。·SaveWorkspaceAs....：将工作空间中的所有变量数据保存在指定的路径下的相应的文件(.mat)中。·SetPath....：设置MATLAB的搜索路径。·Preferences...：允许用户对系统的一些性能参数进行设置，如数据格式、字体大小与颜色等。第1章MATLAB语言概述·View菜单：View菜单所包含的选择项如图1.4所示，各选项的含义：图1.4命令窗口下的View子菜单·DesktopLayout及其子菜单：允许用户在桌面上同时显示不同的窗口。·UndockCommandWindow：单独显示命令窗口。·CurrentDirectoryFilter及其子菜单：允许用户设置当前目录浏览器中浏览的文件类型。·WorkspaceViewOptions及其子菜单：允许用户设置工作空间窗口中所显示变量的属性(大小、比特数、变量类型)以及以显示变量的方式(按变量名、大小)。MATLAB6.1命令窗口的工具栏如图1.5所示。图1.5MATLAB命令窗口工具栏第1章MATLAB语言概述工具栏上按钮的含义依次如下：打开一个新的.m文件编辑器窗口。在编辑器中打开一个已有的MATALB相关文件。剪切。复制。粘贴。撤销上一步操作。恢复上一步操作。创建一个新的Simulink模块文件。打开MATLAB的帮助。第1章MATLAB语言概述2.命令窗的编辑特殊功能键与命令窗口的设置命令窗口是MATLAB的主窗口，当用户使用命令窗口进行工作时，在命令窗口中可以直接输入相应的命令，系统将自动显示信息。MATLAB的特殊的功能键调出上一个（历史）命令行调出下一个命令行Esc恢复命令输入的空白状态当输入命令的语句过长，需要两行或多行才能输入，则要使用“…”作连接符号，按回车键(Enter)转入下一行继续输入。命令窗口的设置首先要选择File菜单中的Preferences项，打开如图1.6所示的参数设置对话框，单击CommandWindow标签即可进入命令窗口的设置。第1章MATLAB语言概述图1.6命令窗口设置对话框·Textdisplay该选项组用来设置命令窗口中的数据格式、窗口数字显示与Tab制表符的字符数。·Display选项组Echoon复选框：在执行M文件时，如果想将执行的命令显示在命令窗口，则可以选中该复选框。Limitmatrixdisplaywidthtoeightycolumns复选框：如果想在命令窗口中显示80列输出，则可以选中该复选框。第1章MATLAB语言概述Enableupto100tabcompletions复选框。Commandsessionscrollbuffersize滑杆。显示形式范例(215/6)说明short(默认)35.8333两位整数，4位小数long35.8333333333333416位十制数shorte3.5833e+0015位十进制数加指数longe3.583333333333334e+00116位十进制数加指数hex4041eaaaaaaaaaab16位十六进制数shortg35.8335位十进制数longg35.833333333333315位十进制数bank35.83两位小数++正、负、零rat215/6分数近似数字显示格式（对同一数据）第1章MATLAB语言概述1.2.4工作空间ATLAB6.x版本的工作空间作为一个独立的窗口，其操作性相当方便。它允许用户查看当前MATLAB工作空间的内容，它的作用与命令“whos”相同（“whos”的作用是：在命令窗口中直接键入“whos”，回车后即可在命令窗口中查看当前MATLAB工作空间的内容），不同的是用图形化的表示方法来显示。而且，通过它可以对工作空间中的变量进行删除、保存、修改等操作。图1.7工作空间图1.8数组编辑器第1章MATLAB语言概述在工作空间中，用鼠标双击所选变量(也可用鼠标先对一个或多个变量完成选择后，再单击工具条中的图标)则进入数组编辑器(ArrayEditor)，此时用户可对变量的维数、内容等进行修改。若在工作空间选择某变量后，再单击鼠标右键即可弹出如图1.9所示的操作菜单，实现对该变量的曲线、曲面等图形的绘制。图1.9工作空间操作菜单命令历史窗口(CommandHistory)主要显示曾经在CommandWindow窗口执行过的命令。当前路径窗口(CurrentDirectory)主要显示当前工作在什么路径下，包括M文件的打开路径等。当前路径窗口允许用户对MATLAB的路径进行查看和修改，如果修改了路径会立即产生作用。通常启动MATLAB之后的默认当前路径是\MATLAB\work，如果不改变当前目录，用户自己的工作空间和文件都将保存到该目录。1.2.5命令窗口与当前路径窗口第1章MATLAB语言概述MATLAB是采用路径搜索的方法来查找文件系统中的M文件的。如果在命令窗口中输入如下命令：testMATLAB对这一命令的搜索顺序为：(1)检查“test”是否是存储在工作空间中的变量。若为工作空间中变量，则返回该变量的内容；(2)检查“test”是否为MATLAB的内部函数。若为内部函数，则返回要求输入内部函数参数信息。.(3)检查当前目录中是否有test.m、test.mex或test.dll文件；(4)检查MATLAB搜索路径上是否存在test.m、test.mex或test.dll文件；(5)如不满足上述任何一条件，则返回出错信息。如果在搜索路径中存在两个或多个同名函数，则只能发现搜索路径中的第一个函数，而其它同名函数不被执行。此搜索的顺序只是一般情况下的顺序，而实际的搜索规则要复杂得多。第1章MATLAB语言概述程序的运行方法为了运行已有程序，用户可事先设置好MATLAB的搜索路