9.1MATLAB概述.ppt

1、歡迎學(xué)習(xí)MATLAB,第一節(jié) MATLAB語(yǔ)言概述,一、MATLAB語(yǔ)言的發(fā)展 matlab語(yǔ)言是由美國(guó)的Clever Moler博士于1980年開(kāi)發(fā)的 設(shè)計(jì)者的初衷是為解決“線性代數(shù)”課程的矩陣運(yùn)算問(wèn)題 取名MATLAB即Matrix Laboratory 矩陣實(shí)驗(yàn)室的意思,它將一個(gè)優(yōu)秀軟件的易用性與可靠性、通用性與專(zhuān)業(yè)性 、一般目的的應(yīng)用與高深的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用有機(jī)的相結(jié)合 MATLAB是一種直譯式的高級(jí)語(yǔ)言，比其它程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言容易,MATLAB語(yǔ)言與其它語(yǔ)言的關(guān)系仿佛和C語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言的關(guān)系一樣,計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的發(fā)展,標(biāo)志著計(jì)算機(jī)語(yǔ)言向“智能化”方向發(fā)展，被稱(chēng)為第四代編程語(yǔ)言。,MATLAB已經(jīng)

2、不僅僅是一個(gè)“矩陣實(shí)驗(yàn)室”了，它集科學(xué)計(jì)算、圖象處理；聲音處理于一身，并提供了豐富的Windows圖形界面設(shè)計(jì)方法 MATLAB語(yǔ)言是功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言, 它以超群的風(fēng)格與性能風(fēng)靡全世界, 成功地應(yīng)用于各工程學(xué)科的研究領(lǐng)域,MATLAB在美國(guó)已經(jīng)作為大學(xué)工科學(xué)生必修的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言之一 (C, FORTRAN, ASSEMBLER, MATLAB) 近年來(lái)，MATLAB語(yǔ)言已在我國(guó)推廣使用，現(xiàn)在已應(yīng)用于各學(xué)科研究部門(mén)和許多高等院校 MATLAB語(yǔ)言不受計(jì)算機(jī)硬件的影響，286以上的計(jì)算機(jī)都可以使用,二、matlab能在各領(lǐng)域做什麼 工業(yè)研究與開(kāi)發(fā) 數(shù)學(xué)教學(xué)，特別是線性代數(shù) 數(shù)值分析和科學(xué)計(jì)算

3、方面的教學(xué)與研究 電子學(xué)、控制理論和物理學(xué)等工程和科學(xué) 學(xué)科方面的教學(xué)與研究 經(jīng)濟(jì)學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)等計(jì)算問(wèn)題的所有其他領(lǐng)域中的教學(xué)與研究,例、用一個(gè)簡(jiǎn)單命令求解線性系統(tǒng) 3x1+ x2 - x3 = 3.6 x1+2x2+4x3 = 2.1 -x1+4x2+5x3 = -1.4 A=3 1 -1;1 2 4;-1 4 5;b=3.6;2.1;-1.4; x=Ab x = 1.4818 -0.4606 0.3848,對(duì)于線性系統(tǒng)有Ax=b,例、用簡(jiǎn)短命令計(jì)算并繪制在0 x6范圍內(nèi)的sin(2x)、sinx2、sin2x。 x=linspace(0,6) y1=sin(2*x),y2=sin(x.

4、2),y3=(sin(x).2; plot(x,y1,x, y2,x, y3),階梯圖,用四種方法描述cos(x)*sin(y)圖形,二、MATLAB語(yǔ)言的特點(diǎn)： 語(yǔ)言簡(jiǎn)潔緊湊，語(yǔ)法限制不嚴(yán)，程序設(shè)計(jì) 自由度大，可移植性好 運(yùn)算符、庫(kù)函數(shù)豐富 圖形功能強(qiáng)大 界面友好、編程效率高 擴(kuò)展性強(qiáng),三、MATLAB語(yǔ)言的功能： 強(qiáng)大的數(shù)值（矩陣）運(yùn)算功能 廣泛的符號(hào)運(yùn)算功能 高級(jí)與低級(jí)兼?zhèn)涞膱D形功能（計(jì)算結(jié)果的可視化功能） 可靠的容錯(cuò)功能 應(yīng)用靈活的兼容與接口功能 信息量豐富的聯(lián)機(jī)檢索功能,1.矩陣運(yùn)算功能,MATLAB提供了豐富的矩陣運(yùn)算處理功能，是基于矩陣運(yùn)算的處理工具。 變量 矩陣，運(yùn)算 矩陣的運(yùn)

5、算 例如 C = A + B ，A,B,C都是矩陣,是矩陣的加運(yùn)算 即使一個(gè)常數(shù)，Y=5，MATLAB也看做是一個(gè)11的矩陣,2.符號(hào)運(yùn)算功能 符號(hào)運(yùn)算即用字符串進(jìn)行數(shù)學(xué)分析 允許變量不賦值而參與運(yùn)算 用于解代數(shù)方程、微積分、復(fù)合導(dǎo)數(shù)、積分、二重積分、有理函數(shù)、微分方程、泰樂(lè)級(jí)數(shù)展開(kāi)、尋優(yōu)等等，可求得解析符號(hào)解,3.豐富的繪圖功能與計(jì)算結(jié)果的可視化,具有高層繪圖功能兩維、三維繪圖 具有底層繪圖功能句柄繪圖 使用plot函數(shù)可隨時(shí)將計(jì)算結(jié)果可視化,4.圖形化程序編制功能,動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的軟件包 用結(jié)構(gòu)圖編程，而不用程序編程 只需拖幾個(gè)方塊、連幾條線，即可實(shí)現(xiàn)編程功能,5.豐富的MA

6、TLAB工具箱,MATLAB主工具箱 符號(hào)數(shù)學(xué)工具箱 SIMULINK仿真工具箱 控制系統(tǒng)工具箱 信號(hào)處理工具箱 圖象處理工具箱 通訊工具箱 系統(tǒng)辨識(shí)工具箱 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)工具箱 金融工具箱,許多學(xué)科，在MATLAB中都有專(zhuān)用工具箱，現(xiàn)已有30多個(gè)工具箱，但MATLAB語(yǔ)言的擴(kuò)展開(kāi)發(fā)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有結(jié)束，各學(xué)科的相互促進(jìn)，將使得MATLAB更加強(qiáng)大,6.MATLAB的兼容功能 可與C語(yǔ)言、FORTURE語(yǔ)言跨平臺(tái)兼容 用函數(shù)CMEX、FMEX實(shí)現(xiàn) 此功能不推薦使用,7.MATLAB的容錯(cuò)功能 非法操作時(shí)，給出提示，并不影響其操作 1/0 Warning: Divide by zero ans = Inf

7、,8.MATLAB的開(kāi)放式可擴(kuò)充結(jié)構(gòu),matlab 所有函數(shù)都是開(kāi)放的 用戶可按自己意愿隨意更改 正因?yàn)榇斯δ?，使得matlab的應(yīng)用越來(lái)越廣泛 9.強(qiáng)大的聯(lián)機(jī)檢索幫助系統(tǒng) 可隨時(shí)檢索matlab函數(shù) 可隨時(shí)查詢(xún)matlab函數(shù)的使用方法,三、 啟動(dòng)MATLAB,開(kāi)機(jī)執(zhí)行程序 c:matlabbinmatlab.exe 用鼠標(biāo)雙擊matlab圖標(biāo)） 即可打開(kāi)matlab命令平臺(tái),待機(jī)狀態(tài),工作窗出現(xiàn)以后，即可進(jìn)行各種操作,四、MATLAB界面,與Windows的窗口界面類(lèi)似，有菜單項(xiàng)File、Edit、Option、Windows、Help等項(xiàng)可以選擇。,菜單項(xiàng)File，其功能如下 New 建

8、立新文件 Open M-File 打開(kāi)M-文件 Open selected 打開(kāi)選定文件 Save Workspace As 將工作區(qū)存為 Run M-File 運(yùn)行 M-文件 Look For Selected 尋找選定文件 Print 打印 Print Setup 打印設(shè)置 Exit MATLAB 退出 MATLAB,如果選擇OptionsNumeric Format(數(shù)字顯示格式）可以得出下一級(jí)子菜單，允許用戶設(shè)置matlab下結(jié)果數(shù)據(jù)的顯示格式。 可從中選擇Short（默認(rèn)的簡(jiǎn)潔格式）和Long（高精度格式）等,由于各菜單項(xiàng)的選擇、執(zhí)行方法與Windows風(fēng)格完全相同，就不一一說(shuō)明了。

9、,五、matlab與dos兼容命令 1.dir 可列出指定目錄下的文件和子目錄清單 例如: Dir 可顯示當(dāng)前目錄下的所有文件 Dir c:matlab Dir c:matlab*.m,2.cd可改變當(dāng)前工作目錄 cd _ _ 顯示當(dāng)前子目錄 cd c:matlabtoolbox cd _ . . 退出當(dāng)前子目錄到上一級(jí)目錄 cd _ 回到根目錄,type myfile.m 與dos下的用法完全一樣,3.type 可顯示指定文件的 全部?jī)?nèi)容,4.delete 刪除指定文件,del abc 刪除當(dāng)前目錄下的abc文件 del c:matlabaaa.m 注意：只可刪除用戶文件，其它文件不要輕易刪

10、除，否則系統(tǒng)會(huì)癱瘓,六、matlab的數(shù)據(jù)與變量,變量查詢(xún)函數(shù)who與whos 作用都是列出在matlab工作空間中已經(jīng)駐留的變量名清單 不同的是whos在給出駐留變量的同時(shí)，還給出他們的維數(shù)及性質(zhì),2.永久變量,在matlab工作內(nèi)存中,駐留了幾個(gè)由系統(tǒng)本身在啟動(dòng)時(shí)定義的變量，我們稱(chēng)為永久變量 永久變量用who指令是查看不到的，只可隨時(shí)調(diào)用,eps 容差變量，定義為1.0到最近浮點(diǎn)數(shù)的距離,在 pc機(jī)上= 2-52 pi 圓周率的近似值3.1415926 inf或Inf 表示正無(wú)大,定義為1/0 NaN 非數(shù)，它產(chǎn)生于0 ，0/0，/ 等運(yùn)算 i，j 虛數(shù)單位 ans 對(duì)于未賦值運(yùn)算結(jié)果，自

11、動(dòng)賦給ans,3. what 程序查詢(xún)指令,what 按擴(kuò)展名分類(lèi)列出當(dāng)前目錄上的文件 what *.m 列出當(dāng)前目錄中所有m文件,七、文件系統(tǒng)與路徑函數(shù),which 列出指定文件所在的目錄 which test.m 顯示test.m所在的路徑 path 路徑函數(shù) path 顯示matlab啟動(dòng)時(shí)設(shè)定的搜索路徑,path(path,c:mydir) 將根目錄下的 mydir 臨時(shí)納入搜索路徑 可將你需要的目錄永久納入matlab搜索路徑 打開(kāi)c:matlabmatlabrc.m文件 在所有搜索路徑后加上c:mydir;,八、matlab聯(lián)機(jī)幫助命令,help 功能提供matlab大部分主題的在線幫助信息 help 顯示help 主題一覽表 help plotxyz 顯示有關(guān)三維做圖指令幫助信息 help 顯示特殊字符與符號(hào)幫助信息 help help 顯示help 的幫助信息,雖然help可以隨時(shí)提供幫助，但必須知道準(zhǔn)確的函數(shù)名稱(chēng)。當(dāng)不能確定函數(shù)名稱(chēng)時(shí)，help就無(wú)能為力了。,Lookfor函數(shù) 它可提供通過(guò)一般的關(guān)鍵詞，搜索出一組與之相關(guān)的命令 lookfor fourier 尋找含有傅立葉變換的相