计算机仿真技术有修改.pptx

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1、A、for循环语句循环语句基本格式基本格式步长缺省值为步长缺省值为1，循环结构可以嵌套使用。，循环结构可以嵌套使用。2.1 循环结构循环结构二二 MATLAB基本控制流程结构基本控制流程结构B、while循环语句循环语句基本格式基本格式若表达式为真，则执行循环体的内容，执若表达式为真，则执行循环体的内容，执行后再判断表达式是否为真，若不为真，行后再判断表达式是否为真，若不为真，则跳出循环体，向下继续执行。则跳出循环体，向下继续执行。while循环和循环和for循环的区别在于，循环的区别在于，while循环结循环结构的循环体被执行的次数不是确定的，而构的循环体被执行的次数不是确定的，而for结结

2、构中循环体的执行次数是确定的。构中循环体的执行次数是确定的。例：用循环求解例：用循环求解能用几种方法实现？能用几种方法实现？2.2 转移结构转移结构例：用例：用 循环和循环和 语句求解语句求解 的最小的最小 m2.3 开关结构开关结构与与C语言区别语言区别当开关表达式的值等于某表达式，执行该当开关表达式的值等于某表达式，执行该语句后结束该结构，不用语句后结束该结构，不用 break同时满足若干个条件之一，则用单元形式同时满足若干个条件之一，则用单元形式otherwise 语句，不是语句，不是 default程序的执行结果和各个程序的执行结果和各个 case 顺序无关顺序无关case 语句中条件

3、不能重复，否则列在后面语句中条件不能重复，否则列在后面的条件将不能执行的条件将不能执行2.4 试探结构试探结构试探执行语句段试探执行语句段1，若出错，则进行记录并，若出错，则进行记录并终止执行，转入语句段终止执行，转入语句段2应用：监取各语句优点或某段程序出错原应用：监取各语句优点或某段程序出错原因因三三 函数编写与调试函数编写与调试3.1 MATLAB的程序类型的程序类型3.2 MATLAB函数的基本结构函数的基本结构四四 MATLAB绘图简介绘图简介4.1 基本的绘图命令基本的绘图命令4.2 选择图像选择图像4.3 栅格设置栅格设置4.4 图形保持设置图形保持设置4.5 设定轴的范围设定轴

4、的范围4.6 添加文字标示添加文字标示4.7 添加曲线分类说明添加曲线分类说明4.8 分割图形显示窗口分割图形显示窗口4.9 半对数坐标图形（了解）半对数坐标图形（了解）4.10 应用型绘图指令应用型绘图指令三三 函数编写与调试函数编写与调试3.1 MATLAB的程序类型的程序类型 一种为命令窗口下执行的命令行，称为一种为命令窗口下执行的命令行，称为M-script文件；文件； 另外一种是扩展名为另外一种是扩展名为.m的的M-function注：注：M-function是是 MATLAB 编程的主流方编程的主流方法；法； M-script 适合于小规模运算适合于小规模运算例：例：若最大值不为若

5、最大值不为 10000，需修改程序，需修改程序对对 m 和和 10000 值的设置，不适合于值的设置，不适合于M-script3.2 MATLAB函数的基本结构函数的基本结构 MATLAB 的的 M 函数是由函数是由 function 语句引语句引导的，其基本格式如下：导的，其基本格式如下： 输入和返回变量的个数分别由输入和返回变量的个数分别由nargin和和nargout两个保留变量给出，一旦进入该函两个保留变量给出，一旦进入该函数，则自动生成这两个变量数，则自动生成这两个变量 matlab从主调函数接收变量，进行处从主调函数接收变量，进行处理后，将结果返回主调函数，除输入和输出理后，将结果

6、返回主调函数，除输入和输出变量外，其他函数内部产生的变量均为局部变量外，其他函数内部产生的变量均为局部变量，函数调用后局部变量消失！变量，函数调用后局部变量消失！例：编写例：编写m-function，找到满足，找到满足的最小的最小m。 编写编写m-function： 在命令窗口输入命令，直接调用在命令窗口输入命令，直接调用m-functionMATLAB程序的基本设计原则程序的基本设计原则1、后面的内容是程序的注解，要善于运用、后面的内容是程序的注解，要善于运用 注解使程序更具可读性。注解使程序更具可读性。2、养成在主程序开头用、养成在主程序开头用clear指令清除变量的指令清除变量的 习惯，

7、以消除工作空间中其他变量对程序习惯，以消除工作空间中其他变量对程序 运行的影响。但注意在子程序中不要用运行的影响。但注意在子程序中不要用 clear。3、参数值要集中放在程序的开始部分，以便、参数值要集中放在程序的开始部分，以便 维护。要充分利用维护。要充分利用MATLAB工具箱提供的工具箱提供的 后输入分号使其及中间结果不在屏幕上显后输入分号使其及中间结果不在屏幕上显 示，以提高执行速度。示，以提高执行速度。4、input指令可以用来输入一些临时的数据；指令可以用来输入一些临时的数据； 而对于大量参数，则通过建立一个存储参而对于大量参数，则通过建立一个存储参 数的子程序，在主程序中用子程序的

8、名称数的子程序，在主程序中用子程序的名称 来调用。来调用。5、程序尽量模块化，也就是采用主程序调用、程序尽量模块化，也就是采用主程序调用 子程序的方法，将所有子程序合并在一起子程序的方法，将所有子程序合并在一起 来执行全部的操作。来执行全部的操作。6、设置好、设置好MATLAB的工作路径，以便程序运的工作路径，以便程序运 行。行。补充：常用的编程命令补充：常用的编程命令pause：停止：停止m文件的执行直至有键按文件的执行直至有键按pause(n)：将使程序暂停：将使程序暂停n秒。秒。keyboard：停止程序执行，把控制权交给键盘。：停止程序执行，把控制权交给键盘。输入输入return并回车

9、后继续程序执行。并回车后继续程序执行。x=input(prompt)：把输入的字符串作为提示符，：把输入的字符串作为提示符，等待使用者输入一个响应，然后把它赋值到等待使用者输入一个响应，然后把它赋值到x。例：已知例：已知a和和b的值，暂停显示，直至按任意的值，暂停显示，直至按任意键继续，计算键继续，计算c的值，在键盘上输入的值，在键盘上输入“return”，回车后键入回车后键入d的值，计算的值，计算e和和f。cleara=4;b=6;disp(暂停，请按任意键继续暂停，请按任意键继续) pause % 暂停，直到用户按任意键暂停，直到用户按任意键c=a+bkeyboard% 暂时把控制权交给键

10、盘（在命令窗暂时把控制权交给键盘（在命令窗口中出现口中出现k提示符提示符), 输入输入return, 回车后回车后退出退出, 继续执行以下命令继续执行以下命令d=input(Enter the value of d=); %提示用户输入提示用户输入d的值的值e=a*24+b*8+d*6-cf=e/d四四 绘图简介绘图简介help graph2d 所有画二维图形的命令帮助所有画二维图形的命令帮助help graph3d 所有画三维图形的命令帮助所有画三维图形的命令帮助 4.1 基本的绘图命令基本的绘图命令 假设已经获得了实验或仿真数据，例如，假设已经获得了实验或仿真数据，例如，已知时刻已知时刻t

11、=t1，t2，tn及这些时刻所对应及这些时刻所对应的函数值的函数值y(t1)，y(t2)，y(tn)，则可构成，则可构成向量向量t=t=t1，t2，tn y=y(t1)，y(t2)，y(tn)，由，由 plot(t,y)；plot(t,y,option) 选项参数选项参数option定义了图形曲线的颜色、线型定义了图形曲线的颜色、线型及标示符号，它由一对单引号括起来。及标示符号，它由一对单引号括起来。 若有多组数据需要绘制相应的曲线，则有若有多组数据需要绘制相应的曲线，则有 plot（t1,y1,option1，t2,y2,option2，） t1,y1给出的数据分别为给出的数据分别为x,y轴

12、坐标值，轴坐标值，option1为选项参数，以逐点连折线的方式绘为选项参数，以逐点连折线的方式绘制制1个二维图形；同时类似地绘制第二个二个二维图形；同时类似地绘制第二个二维图形，维图形，等。等。例例t=0:pi/20:9*pi; %定义时间范围定义时间范围y1=sin(t);y2=cos(t);plot(t,y1,t,y2)例例 close all %关闭打开的所有图形窗口关闭打开的所有图形窗口clc %清屏命令清屏命令clear %清除工作空间中所有变量清除工作空间中所有变量t=0:pi/20:8*pi; %定义时间范围定义时间范围y=sin(t);plot(t,y,b:square)其中其

13、中“option”选项中有多种方案可以选择选项中有多种方案可以选择 颜色颜色 线型线型 r 红色红色 -. 点划线点划线 y 黄色黄色 - 实线实线 g 绿色绿色 : 虚线虚线 b 蓝色蓝色 - 破折线破折线 w 白色白色 * 星号星号 k 黑色黑色 + 正号正号 m 紫色紫色 o 圆形字母圆形字母 c 青色青色 x 交叉字母交叉字母 square 方形方形 . 点点例例 设显示方程为设显示方程为y=sin(tan x)-tan(sin x)，令令x=-pi，pi，则可绘制方程图形，则可绘制方程图形1) x=-pi：0.05：pi；%自变量取值范围自变量取值范围 y=sin(tan(x)-ta

14、n(sin(x); %求函数值求函数值 plot(x,y) %绘制曲线绘制曲线例例 设显示方程为设显示方程为y=sin(tan x)-tan(sin x)，令令x=-pi，pi，则可绘制方程图形，则可绘制方程图形2) x=-pi:0.05:-1.8，-1.801:0.001:-1.2，-1.2:0.05:1.2，1.201:0.001:1.8，1.81:0.05:pi；%变步距构造自变量向量变步距构造自变量向量y=sin(tan(x)-tan(sin(x);plot(x,y)4.2 选择图像选择图像figure（1）；figure（2）；figure(n)打开不同的图形窗口，以便绘制不同的图形

15、。打开不同的图形窗口，以便绘制不同的图形。4.3 栅格设置栅格设置grid on：在所画出的图形坐标中加入栅格：在所画出的图形坐标中加入栅格grid off：除去图形坐标中的栅格：除去图形坐标中的栅格4.4 图形保持设置图形保持设置hold on：把当前图形保持在屏幕上不变，同时：把当前图形保持在屏幕上不变，同时允许在这个坐标内绘制另外一个图形允许在这个坐标内绘制另外一个图形hold off：使新图覆盖旧的图形：使新图覆盖旧的图形例例t=0:pi/20:9*pi; %定义时间范围定义时间范围figure(1) %选择图像选择图像plot(t,sin(t),r:*)grid on %添加栅格，添

16、加栅格，注意用在注意用在plot之后之后figure(2)plot(t,cos(t)例例t=0:pi/20:9*pi; %定义时间范围定义时间范围figure(1) %选择图像选择图像plot(t,sin(t),r:*)grid on %添加栅格，添加栅格，注意用在注意用在plot之后之后hold on %用用hold on替换替换figure(2)plot(t,cos(t)不用不用hold on可不可以？可不可以？画图画图返回以下命令能得到同样的图形！以下命令能得到同样的图形！t=0:pi/20:9*pi; %定义时间范围定义时间范围figure(1) %选择图像选择图像plot(t,sin

17、(t),r:*,t,cos(t)grid on4.5 设定轴的范围设定轴的范围 axis（xmin xmax ymin ymax）例例t=0:0.01:2*pi; %定义时间范围定义时间范围x=sin(t);y=cos(t);plot(x,y)axis(-1.5 1.5 -1.5 1.5) %限定限定x轴和轴和y轴的显轴的显示范围示范围axis(equal)%将将x坐标轴和坐标轴和y坐标轴的单位坐标轴的单位刻度大小调整为一样。刻度大小调整为一样。4.6 文字标示文字标示text(x,y,字符串字符串) 在图形的指定坐标位置在图形的指定坐标位置(x,y)处，标示单引处，标示单引号括起来的字符串。

18、号括起来的字符串。gtext(字符串字符串) 利用鼠标在图形的某一位置标示字符串。利用鼠标在图形的某一位置标示字符串。title(字符串字符串)在所画图形的最上端显示说明该图形的字符在所画图形的最上端显示说明该图形的字符串。串。 xlabel(字符串字符串)，ylabel(字符字符串串)用于设置用于设置x，y坐标轴的名称。坐标轴的名称。输入特殊的文字需要用反斜杠（输入特殊的文字需要用反斜杠（）开头。开头。4.7 legend(字符串字符串1,字符串字符串2,字符串字符串n) 在屏幕上开启小视窗，然后依据绘图命在屏幕上开启小视窗，然后依据绘图命令的先后次序，用对应的字符串区分图形令的先后次序，用

19、对应的字符串区分图形上的线。上的线。例例t=0:pi/20:5*pi;plot(t,sin(t),r:*)axis(0 5*pi -1.5 1.5 )xlabel(t)ylabel(sin(t) %给给x轴和轴和y轴命名轴命名title(sine wave from zero to 5pi) %给图形加标题给图形加标题text(pi/2,sin(pi/2),bulletleftarrow The sin(t) at t=2) %在指定位置创建说明性文字在指定位置创建说明性文字%输入特定的字符：输入特定的字符：pi 、alpha、betahold onplot(t,cos(t)legend(si

20、n(t),cos(t) %区分图形上不同的区分图形上不同的曲线曲线gtext(文字标示命令举例文字标示命令举例) %用鼠标在特定用鼠标在特定位置输入文字位置输入文字hold off4.8 subplot（mnk）：分割图形显示窗口）：分割图形显示窗口 m:上下分割个数，上下分割个数，n:左右分割个数，左右分割个数，k:子子 图编号图编号例例: t=0:pi/20:5*pi; figure(1) subplot(321) plot(t,sin(t) axis(0 16 -1.5 1.5) xlabel(t) ylabel(y=sin(t) grid on title(sin(t)subplot(

21、322)plot(t,-sin(t)axis(0 16 -1.5 1.5)xlabel(t)ylabel(y=-sin(t)grid ontitle(-sin(t)subplot(323)plot(t,cos(t)axis(0 16 -1.5 1.5)xlabel(t)ylabel(y=cos(t)grid ontitle(cos(t) subplot(324)plot(t,-cos(t)axis(0 16 -1.5 1.5)xlabel(t)ylabel(y=-cos(t)grid ontitle(-cos(t)subplot(325)subplot(326)4.9 semilogx(x,y

22、) 绘制以绘制以x轴为对数坐标（以轴为对数坐标（以10为底），为底），y轴为轴为线性坐标的半对数坐标图形。线性坐标的半对数坐标图形。 semilogy(x,y) 绘制以绘制以y轴为对数坐标（以轴为对数坐标（以10为底），为底），x轴为轴为线性坐标的半对数坐标图形。线性坐标的半对数坐标图形。例例 x=0:0.1:1;y=10.x;subplot(211)semilogy(x,y)title(semilogarithmic scales gragh)subplot(212)plot(x,y)title(linear scales graph)4.10 应用型绘图指令应用型绘图指令,可用于数值统计分

23、析可用于数值统计分析或离散数据处理：或离散数据处理：bar（x,y）；stairs（x,y）；stem（x,y）；例例 t=0:0.2:2*pi;y=sin(t);subplot(221),stairs(t,y) %绘制阶梯曲线绘制阶梯曲线subplot(222),stem(t,y) %绘制火柴杆曲线绘制火柴杆曲线subplot(223),bar(t,y) %绘制直方图曲线绘制直方图曲线subplot(224),semilogx(t,y) %绘制半对数坐绘制半对数坐标曲线标曲线补充说明：补充说明： 对于图形的属性编辑同样可以通过在图对于图形的属性编辑同样可以通过在图形窗口上直接进行。但图形窗口

24、关闭之形窗口上直接进行。但图形窗口关闭之后编辑结果不会保存后编辑结果不会保存编辑状态编辑状态添加文字添加文字绘制箭头绘制箭头绘制直线绘制直线放大状态放大状态三维视角三维视角横纵坐标横纵坐标添加标题添加标题小视窗小视窗颜色设置颜色设置添加箭头添加箭头添加直线添加直线添加文本添加文本设置坐标设置坐标补充说明：补充说明：对于三维图形的绘制。请参阅书对于三维图形的绘制。请参阅书中给出的相关知识点，此处不做详细介绍。中给出的相关知识点，此处不做详细介绍。 重点掌握三维曲线和三维曲面的基本绘重点掌握三维曲线和三维曲面的基本绘图操作命令。视角设置做一般了解即可。图操作命令。视角设置做一般了解即可。 本章所要

25、掌握的是本章所要掌握的是MATLAB语言的基语言的基本知识，包括本知识，包括MATLAB窗口环境的使用；矩窗口环境的使用；矩阵运算及多项式处理；基本的绘图命令；程阵运算及多项式处理；基本的绘图命令；程序设计入门。序设计入门。 MATLAB的窗口环境是基础的基础，要的窗口环境是基础的基础，要求熟练掌握语句命令的输入、变量的使用、求熟练掌握语句命令的输入、变量的使用、基本的数学函数及各种工作空间与文件管理基本的数学函数及各种工作空间与文件管理的命令。要善于运用的命令。要善于运用help命令自学。命令自学。 MATLAB具有强大的矩阵运算能力，要具有强大的矩阵运算能力，要求熟练掌握矩阵的输入与生成，

26、掌握矩阵的求熟练掌握矩阵的输入与生成，掌握矩阵的基本运算及操作，区分带点运算与不带点基本运算及操作，区分带点运算与不带点本章小结本章小结与不带点运算点的不同；掌握多项式的建立与不带点运算点的不同；掌握多项式的建立与表示方法及多项式的基本运算。与表示方法及多项式的基本运算。 MATLAB同样具有强大的图形处理能同样具有强大的图形处理能力，要求熟练掌握基本的二维绘图命令。力，要求熟练掌握基本的二维绘图命令。 MATLAB具有两种基本的具有两种基本的M文件类型，文件类型，要求掌握它们的区别及基本结构，熟悉程序要求掌握它们的区别及基本结构，熟悉程序流程控制的使用及常用的命令。流程控制的使用及常用的命令。