準(zhǔn)備實驗軟件操作

準(zhǔn)備實驗軟件操作第一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二

MATLAB是MATrixLABoratory(矩陣實驗室)的縮寫，是由美國MathWorks公司于20世紀(jì)80年代初推出的一套以矩陣計算為基礎(chǔ)的、適合多學(xué)科、多種工作平臺的功能強勁的大型軟件。

第二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二

MATLAB將數(shù)值計算、可視化和編程功能集成在非常便于使用的環(huán)境中，具有編程效率高、用戶使用方便、擴充能力強、移植性好等特點。經(jīng)過MathWorks公司的不斷完善，目前已經(jīng)發(fā)展成為國際上最優(yōu)秀的高性能科學(xué)與工程計算軟件之一。第三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二

1.啟動與退出

MATLAB7.0啟動的3種方式：

①雙擊桌面上的MATLAB圖標(biāo)。②在開始菜單中找到MATLAB程序組點擊MATLAB7.0選項。

③在Matlab7.0的安裝路徑中找到可執(zhí)行文件Matlab.exe，雙擊該文件圖標(biāo)。第四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二MATLAB7.0的退出的3種方式：

①使用簡捷鍵退出。在任何時候，只要按ctrl+c簡捷鍵，MATLAB將停止運行的所有工作，然后按ctrl+q即可退出。②在命令窗口輸入quit命令也可以退出MATLAB程序。③在主窗口的文件菜單中選擇exitMATLAB或點擊主窗口右上角的關(guān)閉圖標(biāo)。第五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二

在Windows桌面上出現(xiàn)MATLAB的圖標(biāo)。雙擊此圖標(biāo)，進(jìn)入MATLAB7.0工作界面。

MATLAB7.0的工作界面主要由菜單、工具欄、命令窗口、工作空間窗口、命令歷史窗口和當(dāng)前目錄窗口組成。2.工作界面簡介第六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二MATLAB工作界面第七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二菜單

File菜單實現(xiàn)有關(guān)文件的操作Edit菜單實現(xiàn)命令窗口的編輯操作Debug菜單用于程序調(diào)試Desktop菜單用于設(shè)置MATLAB工作界面窗口的顯示方式Window菜單用于在已打開的各窗口的切換功能Help菜單用于提供幫助信息第八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二

工具欄按鈕，從左至右按鈕的功能依次為：新建、打開一個Matlab文件剪切、復(fù)制或粘貼所選定的對象、撤銷或恢復(fù)上一次的操作打開Simulink主窗口、打開GUI主窗口打開Matlab幫助窗口設(shè)置當(dāng)前路徑第九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二命令窗口(CommandWindow)

命令窗口是主要工作窗口。符號“>>”為運算提示符，說明系統(tǒng)處于準(zhǔn)備狀態(tài)。當(dāng)用戶在提示符后輸入表達(dá)式按回車鍵之后，系統(tǒng)將給出運算結(jié)果，然后繼續(xù)處于系統(tǒng)準(zhǔn)備狀態(tài)。第十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二命令歷史記錄窗口（CommandHistory）

命令歷史記錄窗口在默認(rèn)情況下，命令歷史記錄窗口會保留自安裝以來所有用過的命令的歷史記錄，并詳細(xì)記錄了命令使用的日期和時間，為用戶提供了所使用的命令的詳細(xì)查詢，所有保留的命令都可以單擊后執(zhí)行。

第十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二

當(dāng)前目錄窗口（CurrentDirectory）

主要功能是顯示或改變當(dāng)前目錄，不僅可以顯示當(dāng)前目錄下的文件，而且還可以提供搜索。選擇上面的目錄下拉菜單，用戶可以輕松地選擇已經(jīng)訪問過的目錄。單擊右側(cè)的按鈕，可以打開路徑選擇對話框，在這里用戶可以設(shè)置和添加路徑。也可以通過上面一行超鏈接來改變路徑。第十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二幫助系統(tǒng)help顯示MATLAB主題目錄help子目錄名顯示子目錄中所有

MATLAB系統(tǒng)命令及函數(shù)help命令或函數(shù)顯示該命令或函數(shù)的說明部分lookfor關(guān)鍵字顯示與該關(guān)鍵字有關(guān)的命令和函數(shù)typeM文件名顯示M文件程序代碼whichM文件名顯示指定的MATLAB文件的路徑demo演示MATLAB功能第十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二工作空間窗口（Workspace）

工作空間窗口的顯示功能可以顯示目前內(nèi)存中存放的變量名、變量存儲數(shù)據(jù)的維數(shù)、變量存儲的字節(jié)數(shù)、變量類型說明等。工作空間窗口按鈕的功能從左至右依次新建變量、打開選擇的變量、載入數(shù)據(jù)文件、保存、打印和刪除等。第十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二cd顯示當(dāng)前工作目錄；dir顯示當(dāng)前工作目錄或指定目錄下的文件；clc清除命令窗口中的所有內(nèi)容；clf清除圖形窗口；quit(exit)退出MATLAB；what顯示當(dāng)前目錄或指定目錄下的M、MAT、MEX文件．在命令窗口中常用命令有：第十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二在命令窗口中，實現(xiàn)變量的顯示、清除、儲存和調(diào)出的命令如下：who顯示當(dāng)前工作空間中的所有變量名；whos顯示當(dāng)前工作空間中的所有變量的變量名、變量的大小和數(shù)據(jù)類型；whosx顯示工作空間中的變量x的大小、數(shù)據(jù)類型；disp(x)顯示變量x的內(nèi)容；clear清除工作空間中的所有變量；clearx清除工作空間中的變量xsave文件名把工作空間中的變量保存在當(dāng)前MATLAB目錄下產(chǎn)生的一個擴展名為mat的文件中；load文件名把該mat文件中的變量調(diào)入到MATLAB的內(nèi)存中．第十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二3.簡單的運算（1）輸入：(12+2*(7-4))/(3^2)（2）按Enter鍵，該指令就被執(zhí)行。（3）輸出：ans=2

例：第十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二表達(dá)式的輸入Matlab語句由表達(dá)式和變量組成，有兩種常見的形式：（1）表達(dá)式；（2）變量=表達(dá)式（1）輸入：（2）按Enter

鍵。（3）輸出：

y=(12+2*(7-4))/(3^2)y=2第十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二（1）輸入：（2）按Enter鍵（3）顯示：

x=3;y=x^3-x^(1/4)+2.15*sin(x)

y=25.9873第十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二符號‘；’‘，’‘…’

‘%’和回車的作用表達(dá)式后面跟分號‘；’，將不顯示結(jié)果；跟‘，’或‘回車’，將顯示表達(dá)式的計算結(jié)果；當(dāng)一個表達(dá)式?jīng)]寫完就需換行時，應(yīng)在該行末尾鍵入‘…’之后再回車換行?！?’用于注釋例如，s=1-1/2+1/3+1/4+sin(pi/3)...-1/8+1/10+1/20第二十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二↑ Ctrl+p 調(diào)用上一次的命令↓ Ctrl+n 調(diào)用下一行的命令← Ctrl+b 退后一格→ Ctrl+f前移一格Ctrl+← Ctrl+r向右移一個單詞Ctrl+→ Ctrl+l向左移一個單詞第二十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二Home Ctrl+a光標(biāo)移到行首End Ctrl+e光標(biāo)移到行尾

Esc Ctrl+u清除一行

Del Ctrl+d清除光標(biāo)后字符

Backspace Ctrl+h清除光標(biāo)前字符

Ctrl+k清除光標(biāo)至行尾字

第二十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二4.變量及管理變量名的命名規(guī)則（1）以字母開頭，后面可跟字母、數(shù)字和下短線,不含空格和標(biāo)點符號;（2）大小寫字母有區(qū)別；例如：fun,Zheng12第二十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二特殊變量表第二十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二

數(shù)學(xué)運算符號第二十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二關(guān)系運算符運算符含義<小于<=小于或等于>大于>=大于或等于==等于~=不等于第二十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二邏輯運算符運算符含義&與|或~非第二十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二數(shù)學(xué)函數(shù)第二十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二數(shù)學(xué)函數(shù)第二十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二5.數(shù)組的輸入與分析輸入：A=[123;456]輸出：A=123456或輸入：A=[123456]

輸入：size(A)

輸出：ans=23

size(A)返回一個二元素向量，第一個元素為A的行數(shù)，第二個元素為A的列數(shù)。length(A)返回max(size(A))。直接輸入數(shù)組的元素，用中括號[]表示一個數(shù)組，同行元素間用空格或逗號分隔，不同行間用分號或回車分隔。第三十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二x=1:5輸出x=12345x=10:-2:0輸出x=1086420x=linspace(0,1,5)輸出x=00.25000.50000.75001.0000x=linspace(a,b,n)在[a,b]區(qū)間產(chǎn)生n個等分點(包括端點)常采用“first:increment:last”和函數(shù)“l(fā)inspace”兩種方式來創(chuàng)建向量，省略increment則增量為1第三十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二x(3)x(1:5)x(1:2:5)x([2,1,4])第三十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二輸入：A=[123;456;789];A(3,:)%A的第三行輸出：ans=789輸入：B=A(2:3,:)%A的2，3行輸出：B=456789輸入：A(:,1)%A的第一列輸出：ans=147輸入：A(:,1:2)%A的第一,二列輸出：ans=124578第三十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二向量的運算

設(shè)x=[x1x2x3];y=[y1y2y3];為兩個三維向量，a,b為標(biāo)量。向量的數(shù)乘：a*x=[a*x1a*x2a*x3]

向量的平移：x+b=[x1+bx2+bx3+b]

向量和：x+y=[x1+y1x2+y2x3+y3]

向量差：x-y=[x1-y1x2-y2x3-y3]

數(shù)的乘冪：如a^2第三十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二x.*y=[x1*y1x2*y2x3*y3]x./y=[x1/y1x2/y2x3/y3]x.\y=[y1/x1y2/x2y3/x3]x.^5=[x1^5x2^5x3^5]2.^x=[2^x12^x22^x3]x.^y=[x1^y1x2^y2x3^y3]第三十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二用單引號來設(shè)定字符串

輸入：name='ZhangHua'輸出：name= ZhangHua輸入：g='3*x^2+2*x+6=0'輸出：g=3*x^2+2*x+6=06.符號運算初步第三十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二符號變量和符號表達(dá)式的建立1.用函數(shù)syms定義符號變量和符號表達(dá)式調(diào)用形式：symsvar1var2….例：symsyu

p=exp(-y/u)q=y^2+u^3+u*y2.用函數(shù)sym來建立符號表達(dá)式調(diào)用格式為：變量=sym(表達(dá)式')輸入：y=sym('2+cos(x)')輸出:y=2+cos(x)第三十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二符號表達(dá)式的基本代數(shù)運算

符號表達(dá)式可以進(jìn)行加、減、乘、除及冪運算等的基本的代數(shù)運算。

例如：f=2*x^2+3*x-5;g=x^2+x-7;計算f+gsymsxf=2*x^2+3*x-5;g=x^2+x-7;h=f+gh=3*x^2+4*x-12第三十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二符號和數(shù)值之間的轉(zhuǎn)換

用sym將數(shù)值表達(dá)式轉(zhuǎn)換為符號表達(dá)式

調(diào)用格式為：變量=sym('數(shù)值表達(dá)式')如，輸入：a=sym('1+2*sqrt(3)')輸出：a=1+2*sqrt(3)

第三十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二可用eval(vpa)計算符號表達(dá)式的值

調(diào)用格式：eval（表達(dá)式）其中表達(dá)式可以是符號表達(dá)式或字符串，也可以是有效的MATLAB命令或語句，其作用是執(zhí)行該表達(dá)式。例如eval(a),vpa(a,6)第四十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二例:計算函數(shù)值symsxf=sin(x);x=pi/4;y=eval(f)ans=xy=0.7071第四十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二求解代數(shù)方程格式solve

（'方程'）例:solve('x^2-5*x+6=0')ans=32

第四十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二M文件的建立

M文件，就是用Matlab語言編寫的，可在Matlab里運行的程序。M文件有兩大類：命令文件和函數(shù)文件。單擊“File”選擇“New”單擊“M-file”輸入內(nèi)容保存7.M文件第四十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二M命令文件（腳本文件）

M命令文件，只是一些命令行的組合，而且其中的所有變量也成為工作區(qū)的一部分。(1)打開M文件，輸入：x=2.15;y=3.67;z=6.71;sum=x+y+zfun=(x+y+z)/3第四十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二（2）以名ed.m保存（3）在命令窗口輸入M文件名：ed，即可出現(xiàn)M文件上結(jié)果。第四十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二M函數(shù)文件（1）格式function

輸出變量=函數(shù)名（輸入變量）函數(shù)體語句（2）注意：（a）輸出變量多于一個時，要用方括號；（b）輸入、輸出變量多于一個時，要用逗號隔開；第四十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二(1)打開M文件，輸入：functiony=zheng(x)y=x^2+3.2*x-1.7（2）輸入zheng并保存這個M文件。（3）在命令窗口輸入：zheng(1.1)，zheng(1.3)第四十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二例：x=[23];f=cost(x)或f=cost([23])functionf=cost(x)f=100*(x(2)-x(1)^2)^2-(1-x(1))^2;注意：在MATLAB中，使用M函數(shù)是以該函數(shù)的磁盤文件主名調(diào)用，而不是文件中的函數(shù)名，但為了增強程序可讀性，最好兩者同名。

M函數(shù)不能像M腳本那樣在編輯器窗口用Debug\run執(zhí)行，因為M函數(shù)必須給予輸入?yún)?shù)值。第四十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二比較簡單的函數(shù)表達(dá)式可以不用寫成外部M函數(shù)，而是用更簡捷inline函數(shù)或匿名函數(shù)方式。

fun=inline(expr,arg1,agr2,…)

fun為函數(shù)名，expr為函數(shù)表達(dá)式字符串，arg1,arg2,….為變量名字符串例如：>>fname=inline('sum(1./(1:n).^2)','n')fname=Inlinefunction:fname(n)=sum(1./(1:n).^2)>>feval(fname,1000)ans=1.6439第四十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二例如：>>fname=@(n)sum(1./(1:n).^2)fname=@(n)sum(1./(1:n).^2)>>feval(fname,1000)ans=1.6439匿名函數(shù)的使用格式為：fun=@(arg1,arg2,...)expr第五十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期二8.1循環(huán)語句（1）for循環(huán)變量=初值：增量：終值循環(huán)體