Matlab入门学习,MATLAB入门学习,1 Matlab简介 2 Matlab基础操作 3 Matlab变量与函数 4 Matlab数组与矩阵 5 Matlab程序设计 6 Matlab作图,Matlab-矩阵实验室(Matrix Laboratory). matlab语言是由美国的Clever Moler博士于1980年开发的，设计的初衷是为解决“线性代数”课程的矩阵运算问题 Matlab语言是功能强大的计算机高级语言,它以超群的风格与性能风靡全世界. Matlab已成为世界上应用最广泛数学软件之一,该软件以矩阵运算为基础，将计算、可视化、程序设计融合在简单易用的交互式环境中。,1 Matlab简介,一、Matlab简介,MATLAB在美国已经作为大学工科学生必修的计算机语言之一 (C, FORTRAN, ASSEMBLER, MATLAB) 近年来，MATLAB语言已在我国推广使用，现在已应用于各学科研究部门和许多高等院校 MATLAB语言不受计算机硬件的影响，286以上的计算机都可以使用,二、Matlab运用举例,例1、用一个简单命令求解线性系统 程序：dez211.m,例2、用简短命令绘制在0x6范围内的sin(2x)、sinx2、sin2x。,程序：dez212.m,例3、 绘制正弦曲线和余弦曲线。 x=0:0.5:360*pi/180; plot(x,sin(x),x,cos(x); 例4、 求方程 3x4+7x3 +9x2-23=0的全部根。 p=3,7,9,0,-23; %建立多项式系数向量 x=roots(p) %求根,三、Matlab语言特点,语言简洁紧凑，语法限制不严，程序设 计自由度大，可移植性好. 运算符、库函数丰富图形功能强大 图形功能强大 界面友好、编程效率高 功能强大的工具箱 扩展性强,Matlab主工具箱 符号数学工具箱 仿真工具箱 控制系统工具箱 系统辨识工具箱 小波工具箱 模糊逻辑工具箱,神经网络工具箱 通信工具箱 图象处理工具箱 优化工具箱 财政金融工具箱 样条工具箱 统计工具箱 信号处理工具箱,功能强大的工具箱,1.强大的数值（矩阵）运算功能 2.广泛的符号运算功能 3.高级与低级兼备的图形功能（计算结果的可视化功能） 4.可靠的容错功能 5.应用灵活的兼容与接口功能 6.信息量丰富的联机检索功能,四、Matlab语言功能,1.矩阵运算功能 MATLAB提供了丰富的矩阵运算处理功能，是基于矩阵运算的处理工具。 变量 矩阵，运算 矩阵的运算 例如C=A+B,A,B,C都是矩阵,是矩阵的加运算； 即使一个常数,Y=5,MATLAB也看做是一个11的矩阵。,2.符号运算功能 符号运算即用字符串进行数学分析 允许变量不赋值而参与运算 用于解代数方程、微积分、复合导数、积分、二重积分、有理函数、微分方程、泰勒级数展开、寻优等，可求得解析符号解,3.丰富的绘图功能与计算结果的可视化 具有高层绘图功能两维、三维绘图 具有底层绘图功能句柄绘图 使用plot函数可随时将计算结果可视化,4.MATLAB的容错功能 非法操作时，给出提示，并不影响其操作 如1/0,5.MATLAB的兼容功能 可与C语言、FORTURE语言跨平台兼容 用函数CMEX、FMEX实现 此功能不推荐使用,6.强大的联机检索帮助系统 可随时检索matlab函数 可随时查询matlab函数的使用方法,Matlab联机帮助命令,help 功能提供matlab大部分主题的在线帮助信息 help 显示help 主题一览表 help elfun 显示基本的数学函数 help 显示特殊字符与符号帮助信息 (or help ops) help help 显示help 的帮助信息,虽然help可以随时提供帮助，但必须知道准确的函数名称。当不能确定函数名称时，help就无能为力了。,Matlab联机帮助命令,Lookfor函数 它可提供通过一般的关键词，搜索出一组与之相关的命令 lookfor fourier寻找含有傅立叶变换的相关指令 lookfor fouri寻找所有包含fouri的指令和注释,help、lookfor 两个指令构成了matlab语言相当完善的在线帮助查询系统,返回,一、启动、进入 用鼠标双击matlab图标 即可打开matlab命令平台 关闭（退出） 直接点 exit,quit,2 Matlab基础操作,二、Matlab工作界面,命令窗口,工作空间,历史命令,工作目录,当前工作目录,菜单,工具栏,开始菜单,命令窗口（Command Window） 历史命令窗口（Command History） M文件编辑/调试器（Editor/Debugger） 当前目录浏览器（Current Directory Browser） 工作空间浏览器（Workspace Browser） 内存数组编辑器（Array Editor） 图形窗口（Figure） 帮助导航/浏览器（Help）,主要窗口：,命令窗口 命令窗口是命令行语句执行的主要窗口，用于输入命令并显示除图形以外的所有执行结果。 MATLAB命令窗口中的“”为命令提示符，在命令提示符后键入命令并按下回车键后，MATLAB就会执行所输入的命令，并在命令后面给出计算结果。,一个命令行也可以输入若干条命令，各命令之间以逗号分隔，若前一命令后带有分号，则逗号可以省略。若一命令后带有分号，则回车后matlab将执行该命令，但并不显示该命令的结果。 如果一个命令行很长，可以在第一行之后加上3个小黑点（）并按下回车键，接着下一行继续写命令的其他部分。3个小黑点称为续行符。 在MATLAB里，有很多的控制键和方向键可用于命令行的编辑。,常用的操作命令,历史命令窗口 该窗口中显示每次开启matlab的时间和开启后已执行过的命令，单击窗口的右上角的箭号会独立显示该窗口。双击该窗口中某条命令即可将该命令发送到命令窗口重新执行一次。 在该窗口的某一命令上单击鼠标右键会弹出菜单。,下拉菜单的功能：,Copy 将所选历史命令拷贝到剪贴板 EvaluateSelection 运行所选历史命令 CreateM-File 打开编辑器，将所选历史命令复制到编辑器 DeleteSelection 删除所选历史命令(不确认是否删除) DeletetoSelection 从头删除到所选历史命令(不确认是否删除) DeleteEntireHistory 清除全部历史命令(将弹出对话框确认是否清除),M文件编辑/调试器 选择【File】【New】 【M-File】或者直接在命令窗口中输入edit就可以打开M文件编辑窗口,当前目录浏览器 当前目录是指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、函数可以被运行或调用。在该窗口中可以显示或改变当前目录，还可以显示当前目录下的文件并提供搜索功能。 将用户目录设置成当前目录可以使用交互式界面设置法。也可使用cd命令。例如，将用户目录c:mydir设置为当前目录，可在命令窗口输入命令： cd c:mydir,MATLAB的搜索路径 当用户在MATLAB命令窗口输入一条命令后，MATLAB按照一定次序寻找相关的文件。基本的搜索过程是： (1) 检查该命令是不是一个变量。 (2) 检查该命令是不是一个内部函数。 (3) 检查该命令是否当前目录下的M文件。 (4) 检查该命令是否MATLAB搜索路径中其他目录下的M文件。,用户可以将自己的工作目录列入MATLAB搜索路径，从而将用户目录纳入MATLAB系统统一管理。设置搜索路径的方法有： (1) 用path命令设置搜索路径。例如，将用户目录c:mydir加到搜索路径下，可在命令窗口输入命令：path(path,c:mydir) (2) 用对话框设置搜索路径 。在MATLAB的File菜单中选Set Path命令或在命令窗口执行pathtool命令，将出现搜索路径设置对话框。通过Add Folder或Add with Subfolder命令按钮将指定路径添加到搜索路径列表中。 在修改完搜索路径后，则需要保存搜索路径。,工作空间浏览器,工作空间浏览器（又称内存浏览器）是MATLAB的一个变量管理中心，用于存储各种变量和结果。可以显示变量的名称、大小、字节和变量类型说明等信息，可对变量进行观察、编辑、保存和删除,变量查询函数who与whos。作用都是列出在工作空间中已经存在的变量名清单；不同的是whos在给出变量的同时，还给出其详细信息。 matlab中本身自带的变量是不能用该命令查询的。,内存数组编辑器,选中工作空间中的任一数组，双击该数组即可打开内存数组编辑器,图形窗口,图形窗口的打开方式有三种： 在主窗口上依次选择FileNew Figure或Open file操作时，选择打开图形文件。 在命令窗口输入figure命令。 执行结果为图形的命令。,% This m-file calculates and plots the function sin(x) for 0 = x = 6. x = 0:0.1:6; y = sin(x); plot(x,y);,选择Desktop菜单中的Help菜单项或选择Help菜单中的MATLAB Help菜单项可以打开帮助浏览器。,帮助导航/浏览器,help命令,help 功能：列出帮助主题，内容为函数库和工具箱的名称和功能简介。 help 函数库名 功能：列出指定的函数库中所有函数的名称和功能简介。 help 函数名 功能：指定的函数的帮助信息，即语法、参数说明和例子。,lookfor命令,lookfor 关键词 功能：搜索出一系列与给定关键词相关的命令和函数。,模糊查询,输入命令的前几个字母，然后按Tab键，就可以列出所有以这几个字母开始的命令和函数。需要注意的是，lookfor和模糊查询查到的不是详细信息，通常还需要在确定了具体函数名称后用help命令显示详细信息。,三、Matlab的运行方式,命令行运行方式：在命令窗口中输入命令行来实现运算或作图. 处理复杂的问题和大量数据时较困难 M文件运行方式：以.m为扩展名的M文件中输入一系列数据和命令，然后执行. M文件分为两种：脚本M文件和函数M文件,3.1 变量 3.2 运算符号及标点符号 3.3 数学函数 3.4 M文件 作业题1,3 Matlab的变量与函数,1）矩阵：由mn个数组成的排成m行n列的一个矩形的数表，其中00矩阵为空矩阵。数表中第i(1im)行第j(1jn)列的数据称为矩阵元素 2）标量 ：11的矩阵，即为只含一个数的矩阵。 3）向量：1n或n1的矩阵，即只有一行的或者一列的矩阵。只有一行的矩阵称为行向量，只有一列的矩阵称为列向量。数表中第i(1in)个数据称为向量元素。 4）数组：矩阵的延伸，一般指多维数组，其中标量、向量和矩阵都是数组的特例。,3.1 变量,基础知识,5）数据类型,数据类型包括数值型、字符串型、元胞型、构架型等。数值型有单精度型、双精度型和整数型。整数型有uint8,uint16,uint32和uint64等无符号型和int8，int16，int32和int64等符号型整数。 数值型数据可以用带小数点的形式和科学计数法表示，数值的表示范围是10-30910+309。 -20、1.25、2.88e-56(表示2.8810-56)、7.68e204(表示7.6810204) 都是合法的数据表示。 一般在计算时采用双精度型，在输出时有多种数值显示格式可供选择。,数值显示格式的设置通过format 命令， 格式如下：,format short 默认设置，以5位数字形式输出 format long 以15位十进制数形式输出 format short e 以5位十进制数加指数形式输出 format long e 以16位十进制数加指数形式输出