Matlab简介和基础知识.ppt

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1、MATLAB 语言语言教师：徐慧朴教师：徐慧朴电话：电话：5195191 1地点：西山信息楼地点：西山信息楼B B区区402402课程内容简介课程内容简介p MATLAB简介和基础知识简介和基础知识（2学时）学时）p MATLAB数值运算数值运算（3学时）学时）p数组与结构数组与结构（2学时）学时）p字符串、多项式、关系与逻辑运算字符串、多项式、关系与逻辑运算（3学时）学时）p MATLAB符号计算符号计算（2学时）学时）pM文件文件（2学时）学时）p 数据的可视化数据的可视化（3学时）学时）p 文件导入和导出文件导入和导出（1学时）学时）p控制工具箱的使用控制工具箱的使用（2学时学时）pSi

2、mulink及应用及应用（2学时）学时）MATLAB的学习方法的学习方法p必须做大量的上机练习，熟悉其中必须做大量的上机练习，熟悉其中的函数的函数p多看帮助文件，有一本好的参考书多看帮助文件，有一本好的参考书p会提问题，寻求大家的帮助会提问题，寻求大家的帮助p记住：记住：Matlab可以做很多事情可以做很多事情p到好的一些到好的一些MATLAB学习网站获取学习网站获取自己所需要的资料自己所需要的资料推荐几本参考书：推荐几本参考书：推荐几个学习网站：推荐几个学习网站：v基于基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用的系统仿真技术与应用薛定宇，陈阳泉著薛定宇，陈阳泉著v精通精通MATL

3、AB综合辅导与指南综合辅导与指南 西安交通西安交通大学李人厚大学李人厚 张平安张平安 等译校等译校 1997.3v精通精通MATLAB 6.5版版张志涌，北航出版社张志涌，北航出版社matlab大观园：清华大学水木清华北京大学北大未名中国仿真互动论坛:http:/ matlab公司网站：v 工业研究与开发工业研究与开发v 数学教学，特别是线性代数数学教学，特别是线性代数v 数值分析和科学计算方面的教学与研数值分析和科学计算方面的教学与研究究v 电子学、控制理论和物理学等工程和电子学、控制理论和物理学等工程和科学科学v 学科方面的教学与研究学科方面的教学与研究v 经济学、化学和生物学等计算问题的

4、经济学、化学和生物学等计算问题的所有其他领域中的教学与研究所有其他领域中的教学与研究matlab能在各领域做什麽能在各领域做什麽例、用一个简单命令求解线性系统例、用一个简单命令求解线性系统 3x1+x2-x3=3.6 x1+2x2+4x3=2.1 -x1+4x2+5x3=-1.4A=3 1-1;1 2 4;-1 4 5;b=3.6;2.1;-1.4;x=Abx=1.4818 -0.4606 0.3848对于线性系统有对于线性系统有Ax=bAx=b例、用简短命令计算并绘制在例、用简短命令计算并绘制在0 0 x x 6 6范围内的范围内的sin(2x)sin(2x)、sinxsinx2 2、sin

5、sin2 2x x。x=linspace(0,6)y1=sin(2*x),y2=sin(x.2),y3=(sin(x).2;plot(x,y1,x,y2,x,y3)用四种方法描述cos(x)*sin(y)图形学会学会MATLAB将会使你在本专业游将会使你在本专业游刃有余刃有余网络对你的改变将远远的超过一台独立网络对你的改变将远远的超过一台独立的计算机的计算机Now,lets begin第一章第一章 简介简介 MATLAB MATLAB是一种交互式的以矩阵为基础的系统计算是一种交互式的以矩阵为基础的系统计算平台平台,它用于科学和工程的计算与可视化。它的优它用于科学和工程的计算与可视化。它的优点在

6、于快速开发计算方法，而不在于计算速度。点在于快速开发计算方法，而不在于计算速度。在欧美各高等院校，在欧美各高等院校，MATLABMATLAB已经成为线性代数、自已经成为线性代数、自动控制理论、数字信号处理、时间序列分析、动态动控制理论、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等课程的基本教学工具，成为系统仿真、图像处理等课程的基本教学工具，成为大学生、硕士生以及博士生必须掌握的基本技能。大学生、硕士生以及博士生必须掌握的基本技能。MATLAB MATLAB功能强大、简单易学、编程效率高，深受广功能强大、简单易学、编程效率高，深受广大科技工作者的欢迎。大科技工作者的欢迎。一、一、概述概

7、述二、二、MATLABMATLAB的出现的出现是英文是英文MATrix LABorotory(矩阵实验室矩阵实验室)的缩写。的缩写。l7070年年代代中中期期，CleveMoler和和他他的的同同事事开开发发了了LINPACK和和EISPACK的的Fortran子程序库。子程序库。l7070年年代代末末期期，CleveMoler 在在新新墨墨西西哥哥大大学学给给学学生生开开线线性性代代数数，为为学学生生编编写写了了接接口口程程序序，这这程序取名为程序取名为MATLABMATLAB，即，即MATrixLABoratory。l19831983年年春春天天，工工程程师师John Little与与Mo

8、ler、Steve Bangert一一 起起 开开 发发 了了 第第 二二 代代 专专 业业 版版MATLAB。l19841984年年，MathWorks公公司司成成立立，MATLAB正正式式推推向向市市场场。C语语言言编编写写，而而且且除除原原有有的的数数值值计算能力外，还新增了数据图视功能。计算能力外，还新增了数据图视功能。三、三、MATLABMATLAB版本的演化版本的演化1967年，Cleve Moler教授，MATLAB 1.0。1984年，Math Works公司成立,MATLAB 3.5。1993年，MATLAB4.0，从此告别DOS版；1997年春，MATLAB5.0版，紧接着

9、是5.1、5.2；1999年春，MATLAB5.3版；2000年，MATLAB6.0；2002年推出MATLAB6.5，购并了MATRIXx；2003年推出；2004年9月推出Release 14(MATLAB 7.0)的 Service Pack 1；2008年10月推出R2008b；2009年9月推出R2009b。.四、四、MATLABMATLAB语言的特点语言的特点J 界面友好、编程效率高界面友好、编程效率高J 语言简洁紧凑，语法限制不严，程序设计语言简洁紧凑，语法限制不严，程序设计J 自由度大，可移植性好自由度大，可移植性好J 运算符、库函数丰富运算符、库函数丰富J 图形功能强大图形功

10、能强大J扩展性强扩展性强五、五、MATLABMATLAB语言的功能语言的功能1.1.数值计算和符号计算功能数值计算和符号计算功能 MATLAB MATLAB的数值计算功能包括：矩阵运算、的数值计算功能包括：矩阵运算、多项式和有理分式运算、数据统计分析、数值多项式和有理分式运算、数据统计分析、数值积分、优化处理等。符号计算将得到问题的解积分、优化处理等。符号计算将得到问题的解析解。析解。2.MATLAB2.MATLAB语言语言 MATLABMATLAB除了命令行的交互式操作以外，除了命令行的交互式操作以外，还可以程序方式工作。使用还可以程序方式工作。使用MATLABMATLAB可以很容可以很容易

11、地实现易地实现C C或或FORTRANFORTRAN语言的几乎全部功能，语言的几乎全部功能，包括包括WindowsWindows图形用户界面的设计。图形用户界面的设计。3.3.图形功能图形功能 MATLABMATLAB提提供供了了两两个个层层次次的的图图形形命命令令：一一种种是是对对图图形形句句柄柄进进行行的的低低级级图图形形命命令令，另另一一种种是是建建立立在在低低级级图图形形命命令令之之上上的的高高级级图图形形命命令令。利利用用MATLABMATLAB的的高高级级图图形形命命令令可可以以轻轻而而易易举举地地绘绘制制二二维维、三三维维乃乃至至四四维维图图形形，并并可可进进行行图图形形和和坐坐

12、标标的的标标识识、视视角角和和光光照照设设计计、色色彩精细控制等等。彩精细控制等等。4.4.应用工具箱应用工具箱基本部分和各种可选的工具箱。基本部分和各种可选的工具箱。基本部分中有数百个内部函数。基本部分中有数百个内部函数。其工具箱分为两大类：功能性工具箱和学其工具箱分为两大类：功能性工具箱和学科性工具箱。功能性工具箱主要用来扩充其符号科性工具箱。功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能、可视建模仿真功能及文字处理功能等。计算功能、可视建模仿真功能及文字处理功能等。学科性工具箱专业性比较强，如控制系统工具箱、学科性工具箱专业性比较强，如控制系统工具箱、信号处理工具箱、神经网络工具箱、最优化工具信

13、号处理工具箱、神经网络工具箱、最优化工具箱、金融工具箱等，用户可以直接利用这些工具箱、金融工具箱等，用户可以直接利用这些工具箱进行相关领域的科学研究。箱进行相关领域的科学研究。六、六、MATLABMATLAB语言的运行环境语言的运行环境硬件：硬件：一般要求一般要求486486以上的处理器、以上的处理器、16MB16MB以上内存、足够的的硬盘可用空间以上内存、足够的的硬盘可用空间(随随安装组件的多少而定安装组件的多少而定)、CD-ROMCD-ROM驱动器、驱动器、鼠标等。鼠标等。软件：软件：现在的现在的MATLABMATLAB支持各种操作系统，它可支持各种操作系统，它可以运行在十几个操作平台上，

14、其中比较常以运行在十几个操作平台上，其中比较常见的有基于见的有基于Windows 9X/NTWindows 9X/NT、OS/2OS/2、MacintoshMacintosh、SunSun、UnixUnix、LinuxLinux等平台的系等平台的系统。统。第二章、第二章、MATLAB MATLAB 程序设计语言基础程序设计语言基础 v2.1MATLAB安装与启动安装与启动 v2.2MATLAB环境环境 2.1MATLAB安装与启动安装与启动1.MATLAB对对PC机系统的资源要求机系统的资源要求 2.安装过程安装过程 3.MATLAB的启动的启动 4.MATLAB的退出的退出 MATLAB(R

15、2007b)对对PC机系统的资源要求机系统的资源要求M操作系统（操作系统（Windows(WindowsXP)，Linux，solaris，Mac）。MP4P4或以上或以上CPUCPU。M8 8倍速以上光驱。倍速以上光驱。M16-,24-16-,24-或或 32-32-位位 OpenGL OpenGL 显示卡。显示卡。M推推荐荐使使用用512MB512MB以以上上内内存存(推推荐荐1024M)1024M)；硬硬盘盘空空间间510M510M左右（左右（only matlabonly matlab）M如如果果用用户户要要安安装装NotebookNotebook，计计算算机机里里需需先先安安装装Mi

16、crosoft Word 2000Microsoft Word 2000及以上的任何一个版本。及以上的任何一个版本。M如果用户想创建如果用户想创建MEXMEX文件，需安装文件，需安装MicrosoftMicrosoft、BorlandBorland或或MatcomMatcom的的C C语言编辑器。语言编辑器。安装过程安装过程1)把把MATLAB7.0安安装装盘盘放放入入CD-ROM，一一般般会会自自动动运运行行安安装装程程序序，如如果果不不运运行行，可可以以进进入入光光盘盘双双击击setup.exe文文件件，初初始始化化完完成成，会会出出现现对对话话框：框：安装过程安装过程2)单击单击Next

17、按钮，出现一个对话框，分别按钮，出现一个对话框，分别输入名字、单位和安装序列号。输入后，输入名字、单位和安装序列号。输入后，单击单击Next，出现是否接受协议的对话框。，出现是否接受协议的对话框。安装过程安装过程3)在是否接受协议的对话框中单击在是否接受协议的对话框中单击yes和和Next，出现安装形式对话框，出现安装形式对话框,第一项是典第一项是典型安装，一般选择默认。第二项是定制型安装，一般选择默认。第二项是定制安装，可以选择产品和文件。安装，可以选择产品和文件。安装过程安装过程4)选择典型安装后，需选择安装路径，一选择典型安装后，需选择安装路径，一般默认为般默认为c盘盘MATLAB7。如

18、果选择定制。如果选择定制安装后，单击安装后，单击Next，出现选择安装路径，出现选择安装路径和选择产品和文件的对话框，在选择产和选择产品和文件的对话框，在选择产品和文件部分可选择用户需要安装的品和文件部分可选择用户需要安装的MATLAB和工具箱。和工具箱。5)安装到约安装到约70%，需要在，需要在CD-ROM中放入第中放入第二章光盘，继续安装。二章光盘，继续安装。6)安装完毕后，要重新启动计算机。安装完毕后，要重新启动计算机。安装过程安装过程如果用户需要卸载如果用户需要卸载MATLAB时，单击开始时，单击开始菜单，依次选择程序、菜单，依次选择程序、MATLAB、UninstallMATLAB执

19、行命令执行命令,将会出现将会出现UninstallProductList对话框示，选择需要卸载的内容，对话框示，选择需要卸载的内容，然后单击然后单击Next。单击。单击yes，开始卸载。，开始卸载。MATLAB的启动的启动有三种方式：1）图标快捷启动；2）菜单启动；3）运行MATLAB系统启动程序matlab.exe。还有一种启动方式：还有一种启动方式：随Word文件打开启动（Notebook）。4.MATLAB系统的退出系统的退出要退出要退出MATLAB系统，也有系统，也有3种常见方法：种常见方法：1)在在MATLAB主窗口主窗口File菜单中选择菜单中选择ExitMATLAB命令。命令。2

20、)在在MATLAB命令窗口输入命令窗口输入Exit或或Quit命令。命令。3)单击单击MATLAB主窗口的关闭按钮。主窗口的关闭按钮。2.2MATLAB环境环境a命命 令令 窗窗 口口 及及 帮帮 助助 菜菜 单单（MATLABCommandWindow）a工作空间浏览器（工作空间浏览器（Workspace）a变量浏览器（变量浏览器（WorkspaceBrowser）a程程 序序 编编 辑辑 调调 试试 器器（MATLABEditor/Debugger）a当前路径浏览器（当前路径浏览器（CurrentDirectory）aWork子目录子目录a历史命令窗历史命令窗CommandhistoryM

21、ATLAB用用户界面界面快速选择快速选择工具条工具条拖动分割栏改拖动分割栏改变各个窗口的变各个窗口的比例大小比例大小路径浏览器标签，浏览当前目录路径浏览器标签，浏览当前目录下的内容下的内容此处输入此处输入MATLAB命令行命令行帮助帮助当前目录当前目录跳出组合界跳出组合界面，成为自面，成为自由窗口由窗口工作空间标签，工作空间标签，浏览当前工作空浏览当前工作空间下的变量间下的变量2.2.1命令窗口命令窗口命令窗口是命令行语句和命令文件执命令窗口是命令行语句和命令文件执行的主要窗口。行的主要窗口。在命令窗口中直接输入命令或在命令窗口中直接输入命令或MATLAB函数，系统自动反馈结果。函数，系统自动

22、反馈结果。命令窗口中的常用操作命令命令窗口中的常用操作命令命令命令功功能能cd显示或改变工作目录显示或改变工作目录clc清除命令窗口清除命令窗口clear清除内存变量清除内存变量clf清除图形窗口清除图形窗口dir显示当前目录下的文件显示当前目录下的文件disp显示变量或文字内容显示变量或文字内容pack整理内存碎片整理内存碎片type显示文件内容显示文件内容path显示搜索路径显示搜索路径quit退出退出MATLAB命令窗口中的常用快捷键命令窗口中的常用快捷键键键相应快捷键相应快捷键功功能能Ctrl+P回调上一行回调上一行Ctrl+N回调下一行回调下一行Ctrl+B回移一个字符回移一个字符C

23、trl+F向前移动一个字符向前移动一个字符CtrlCtrl+L向左移动一个单词向左移动一个单词CtrlCtrl+R向右移动一个单词向右移动一个单词HomeCtrl+A移到行首移到行首EndCtrl+E移到行尾移到行尾EscCtrl+U删除一行删除一行Ctrl+K从光标处一直删到行尾从光标处一直删到行尾2.2.2程序编辑程序编辑/调试调试器器z进入程序编辑调试器有两种方式进入程序编辑调试器有两种方式y通过菜单启动：通过菜单启动：FileNewM-file。y工具栏中的图标。工具栏中的图标。z编辑程序编辑程序y同任何一个文本编辑器。同任何一个文本编辑器。z调试程序调试程序y可单步执行、设置断点、全

24、速运行。可单步执行、设置断点、全速运行。Notebook界面界面设置断点设置断点所设所设断点断点当前执行当前执行语句标语句标状态栏状态栏取消断点取消断点单步执行单步执行进入子函进入子函数单步数单步跳出子跳出子函数函数执行到下执行到下一个断点一个断点退出退出DEBUG变量显示变量显示所用堆所用堆栈名称栈名称2.2.3工作空间浏览器工作空间浏览器工工作作空空间间窗窗口口是是MATLAB的的一一个个变变量量管管理理中中心心，可可以以显显示示变变量量的的名名称称、尺尺寸寸、字字节节和和类类别别等等信信息息，同同时时用用不不同同的的图图标标表表示示矩矩阵阵、字字符符数数组组、元元胞胞数数组组、构构架架数

25、数组组等变量类型。等变量类型。每打开一次，就自每打开一次，就自动建立一个工作空建立一个工作空间，用于存用于存储程序运行程序运行时的的变量。初始量。初始时内部内部仅有几个有几个隐含的特殊常量，运行程序或命含的特殊常量，运行程序或命令令时产生的生的变量被加入到量被加入到该空空间并一直存并一直存在。在。在在调用函数用函数时，会，会为这个函数的运行建立个函数的运行建立一个一个这个函数独有的工作子空个函数独有的工作子空间。退出函。退出函数数时自自动关关闭这个工作子空个工作子空间。在工作空在工作空间中的中的变量可以保存量可以保存为文件文件。帮助系统帮助系统HelpHelptopic例：例：helproot

26、sHelphelpLookfor例：例：lookforrootWhich例：例：whichroots命令窗口里显示的帮助信息用大写来突出命令窗口里显示的帮助信息用大写来突出函数名但在使用函数时应该用小写。函数名但在使用函数时应该用小写。zHelpwindowy菜单上的菜单上的helpy工具栏上的工具栏上的?帮助主题内容(Contents)帮助索引(Index)_帮助搜索(Search)连机演示(Demos)本次课小结本次课小结（1）MATLAB简介；简介；（2）MATLAB的安装、启动和退出；的安装、启动和退出；（3）通过工作空间浏览器查询变量的方法；）通过工作空间浏览器查询变量的方法；（4）MATLAB帮助系统的使用方法。系统的使用方法。