matlab全套教程-西电

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1、 2022-6-30Application of Matlab Language2n 课程的作用课程的作用n 课程的目的课程的目的n 课程的特点课程的特点n 课程安排课程安排 2022-6-30Application of Matlab Language3课程的作用课程的作用 在欧美各在欧美各高等学校高等学校，MatlabMatlab成为线性代数、自动控制理论、成为线性代数、自动控制理论、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等诸多课程的基本教学工具，成为诸多课程的基本教学工具，成为本科生、硕士生和博士生的本科生、硕士生和博士生的

2、必须掌握的基本技能。必须掌握的基本技能。 在在设计研究单位和工业部门设计研究单位和工业部门，MatlabMatlab已被广泛地用于研究已被广泛地用于研究和和解决各种具体的工程问题解决各种具体的工程问题。 可以预见，可以预见，MatlabMatlab将在我国科学研究和工程应用中发挥越将在我国科学研究和工程应用中发挥越来越大的作用。来越大的作用。 2022-6-30Application of Matlab Language4 讲授讲授MATLABMATLAB语言基础入门知识语言基础入门知识，介绍，介绍MATLABMATLAB产品的体系、产品的体系、MATLABMATLAB桌面工具桌面工具的使用方

3、法，的使用方法，重点介绍重点介绍MATLABMATLAB的数据可视化、数值计算的基本步骤的数据可视化、数值计算的基本步骤以及以及如何使如何使用用MATLABMATLAB语言编写整洁、高效、规范的程序。语言编写整洁、高效、规范的程序。并涉及到一些具体的并涉及到一些具体的专业应用工专业应用工具箱具箱（如：信号处理工具箱、图像处理工具箱等）。（如：信号处理工具箱、图像处理工具箱等）。 通过本课程的学习，通过本课程的学习，了解、熟悉、掌握了解、熟悉、掌握 MATLABMATLAB的基本编程方法的基本编程方法，并具有初并具有初步的利用计算机处理、解决实际问题的能力步的利用计算机处理、解决实际问题的能力，

4、为进一步学习后续的专业课程做，为进一步学习后续的专业课程做好准备。好准备。本课程的目的本课程的目的（ Objectives of This CourseObjectives of This Course ） 本课程的特点本课程的特点（ Features of This CourseFeatures of This Course ） 交叉性课程，是交叉性课程，是计算机技术计算机技术、数学理论数学理论知识以及诸多知识以及诸多工程理论工程理论知识的综合。知识的综合。 实践性课程。实践性课程。 内容多，课时少，要求同学上课认真听讲，要充分利用上机实践消化、理解、内容多，课时少，要求同学上课认真听讲，要

5、充分利用上机实践消化、理解、 掌握课上讲解内容。掌握课上讲解内容。 2022-6-30Application of Matlab Language5课程安排课程安排n课堂教学：共课堂教学：共2424学时；学时；（1-121-12周）周）n上机试验：共上机试验：共2424学时。学时。 （2-132-13周，周二周，周二7-87-8节，九实节，九实401401、402402、403403）p学习成绩：学习成绩： 1)上机实验成绩占上机实验成绩占30%;30%; 2)考勤考勤 10% ;10% ; 3) 考试考试60% 60% （随堂考试）（随堂考试）。主要参考书主要参考书精通精通MATLAB 6.

6、5MATLAB 6.5张志涌张志涌 等编著，北航出版，等编著，北航出版，20032003年年高等应用数学问题的高等应用数学问题的MatlabMatlab求解求解 薛定宇等著，清华大学出薛定宇等著，清华大学出版社，版社，20042004年年MatlabMatlab程序设计与应用程序设计与应用 刘卫国主编，高等教育出版社刘卫国主编，高等教育出版社 2022-6-30Application of Matlab Language6授课宗旨授课宗旨 讲授讲授MATLAB的通用功能。的通用功能。 寓教于例，由浅入深。寓教于例，由浅入深。 关于科学计算，着重强调理论概念、算法和实际计算三者关于科学计算，着重

7、强调理论概念、算法和实际计算三者之间的关系。之间的关系。 2022-6-30Application of Matlab Language7第一讲第一讲 Matlab概述n 前言前言n MatlabMatlab软件概述软件概述n MatlabMatlab的桌面环境及入门知识的桌面环境及入门知识 2022-6-30Application of Matlab Language81 Matlab1 Matlab概述概述n 内容内容n MatlabMatlab发展历史发展历史n MatlabMatlab产品家族产品家族( (MatlabMatlab family of productsfamily of

8、 products) )体系体系n Matlab Matlab 语言的特点。语言的特点。n 目的目的n 全面了解全面了解 MatlabMatlab软件包软件包n 激发对激发对MatlabMatlab软件的学习兴趣。软件的学习兴趣。 2022-6-30Application of Matlab Language91.1 MATLAB的历史及影响的历史及影响 7070年代中期年代中期，Cleve MolerCleve Moler博土及其同事在美国国家基金会博土及其同事在美国国家基金会的帮助下，开发了的帮助下，开发了LINPACKLINPACK和和EISPACKEISPACK的的FORTRANFOR

9、TRAN语言语言子程序库，子程序库，这两个程序库代表了当时矩阵运算的最高水平。这两个程序库代表了当时矩阵运算的最高水平。到了到了7070年代后期年代后期，身为美国新墨西哥州大学计算机系系主，身为美国新墨西哥州大学计算机系系主任的任的CIeve MolerCIeve Moler，在给学生上线性代数课时，为了让学生，在给学生上线性代数课时，为了让学生能使用这两个子程序库，同时又不用在编程上花费过多的能使用这两个子程序库，同时又不用在编程上花费过多的时间，开始着手用时间，开始着手用FORTRANFORTRAN语言为学生编写使用语言为学生编写使用LINPACKLINPACK和和EISPACKEISPA

10、CK的接口程序，他将这个程序取名为的接口程序，他将这个程序取名为MATLABMATLAB，其名称是由其名称是由MATrixMATrix和和 LABoratoryLABoratory（矩阵实验室）（矩阵实验室）两个单词的前三个字母所合成两个单词的前三个字母所合成。在在19781978年年，MalabMalab就面世了。这个程序获得了很大的成功，就面世了。这个程序获得了很大的成功，受到了学生的广泛欢迎。在以后的几年里，受到了学生的广泛欢迎。在以后的几年里，MatlabMatlab在多所在多所大学里作为教学辅助软件使用，并作为面向大众的免费软大学里作为教学辅助软件使用，并作为面向大众的免费软件广为流

11、传。件广为流传。Cleve Moler 2022-6-30Application of Matlab Language10 将将MATLABMATLAB商品化的不是商品化的不是Cleve MolerCleve Moler, ,而是一个名叫而是一个名叫Jack LittleJack Little的人。当免费的的人。当免费的MATLABMATLAB软件到软件到StanfordStanford大学，大学，Jack LittleJack Little正在该正在该校主修校主修控制控制，便接触到了当时，便接触到了当时MATLABMATLAB，直觉告诉他，这是一个，直觉告诉他，这是一个具有巨大发展潜力的软件

12、。因此他在毕业沒多久，就开始具有巨大发展潜力的软件。因此他在毕业沒多久，就开始用用C C语语言重新编写了言重新编写了MATLABMATLAB的核心。的核心。在在MolerMoler的协助下，于的协助下，于19841984年成年成立立MathWorksMathWorks公司，首次推出公司，首次推出MATLABMATLAB商用版。在其商用版推出商用版。在其商用版推出的初期，的初期，MATLABMATLAB就以其优秀的品质（就以其优秀的品质（高效的数据计算能力和开高效的数据计算能力和开放的体系结构放的体系结构）占据了大部分数学计算软件的市场，原来应用于）占据了大部分数学计算软件的市场，原来应用于控制

13、领域里的一些封闭式数学计算软件包（如英国的控制领域里的一些封闭式数学计算软件包（如英国的UMISTUMIST、瑞、瑞典的典的LUNDLUND和和SIMNONSIMNON、德国的、德国的KEDDCKEDDC）就纷纷被淘汰或在）就纷纷被淘汰或在MATLABMATLAB上重建。上重建。Jack Little 2022-6-30Application of Matlab Language11 Cleve MolerCleve Moler至今仍是该公司的首席科学家至今仍是该公司的首席科学家，他以，他以6060多岁的高龄，还常常亲自进行撰写多岁的高龄，还常常亲自进行撰写程序的工作，非常令人佩服。如果你有数

14、值运算方面的高水平问题，寄到程序的工作，非常令人佩服。如果你有数值运算方面的高水平问题，寄到 MathWorks MathWorks 后，后，大部份还是会由大部份还是会由 Cleve MolerCleve Moler亲自回答。在亲自回答。在19941994年，年，PentiumPentium芯片曾发生芯片曾发生FdivFdiv的的bugbug， 当时当时Cleve MolerCleve Moler是第一个以软件方式解决此是第一个以软件方式解决此 bugbug的人，曾一时脍炙人口。的人，曾一时脍炙人口。 在公司初创的五年，在公司初创的五年，Jack LittleJack Little非常辛苦，常

15、常身兼数职（董事长、总经理、推销、非常辛苦，常常身兼数职（董事长、总经理、推销、程序开发等），但公司一直稳定发展，从当初的一人公司，到程序开发等），但公司一直稳定发展，从当初的一人公司，到19931993年的年的200200人，到人，到20002000年的年的 500500余人，到余人，到20052005年公司员工达到了年公司员工达到了13001300人，不但打败其他竞争软件，而且前景一片欣欣向人，不但打败其他竞争软件，而且前景一片欣欣向荣。根据荣。根据Jack LittleJack Little个人说法，个人说法，MATLABMATLAB早期成功的两大因素是：选用了早期成功的两大因素是：选用

16、了C C语言及选定语言及选定PCPC为主为主要平台，这似乎和微软的成功有相互呼应之妙。要平台，这似乎和微软的成功有相互呼应之妙。 MathWorksMathWorks公司，目前仍然是私人企业，并未上市，这和公司，目前仍然是私人企业，并未上市，这和Jack LittleJack Little个人理念有关，个人理念有关，他认为他认为MATLABMATLAB的设计方向应该一直是以顾客的需求与软件的完整性为首要目标的设计方向应该一直是以顾客的需求与软件的完整性为首要目标，而不是以盈，而不是以盈利为主要目的，因此利为主要目的，因此MATLABMATLAB一直是在稳定中求进步，而不会因为上市而遭受股东左右

17、其发展一直是在稳定中求进步，而不会因为上市而遭受股东左右其发展方向。这也是为什么方向。这也是为什么MATLABMATLAB新版本总是姗姗来迟的原因，因为他们不会因为市场的需求而推新版本总是姗姗来迟的原因，因为他们不会因为市场的需求而推出不成熟的产品。此外，由于出不成熟的产品。此外，由于Jack LittleJack Little保守的个性，也使得保守的个性，也使得MathWorksMathWorks不曾跨足不曾跨足MATLAB/SimulinkMATLAB/Simulink以外的行业，当前商场上纷纷扰扰的并购或分家，以外的行业，当前商场上纷纷扰扰的并购或分家，MathWorksMathWork

18、s完全是绝缘体。完全是绝缘体。 2022-6-30Application of Matlab Language12 1992 1992年，支持年，支持Windows 3.xWindows 3.x的的MATLAB 4.0MATLAB 4.0版本推出，增加了版本推出，增加了SimulinkSimulink，ControlControl，Neural NetworkNeural Network，Signal ProcessingSignal Processing等专用工具箱。等专用工具箱。 1993 1993年年1111月，月，MathWorksMathWorks公司推出了公司推出了Matlab 4

19、.1Matlab 4.1，其中主要增加了符号运算功能。，其中主要增加了符号运算功能。当升级至当升级至Matlab 4.2cMatlab 4.2c，这一功能在用户中得到广泛应用。，这一功能在用户中得到广泛应用。 1997 1997年，年，Matlab 5.0Matlab 5.0版本问世了版本问世了, ,实现了真正的实现了真正的3232位运算，加快数值计算，图形表现位运算，加快数值计算，图形表现有效。有效。 2001 2001年初，年初，MathWorksMathWorks公司推出了公司推出了Matlab 6.0Matlab 6.0（R12R12）。）。 2002 2002年年7 7月，推出了月，

20、推出了Matlab 6.5(R13)Matlab 6.5(R13)，在这一版本中，在这一版本中SimulinkSimulink升级到了升级到了5.05.0，性能有，性能有了很大提高，另一大特点是推出了了很大提高，另一大特点是推出了JITJIT程序加速器，程序加速器，MatlabMatlab的计算速度有了明显的的计算速度有了明显的提高。提高。 2005 2005年年9 9月，推出了月，推出了MAILAB 7.1(Release14 SP3)MAILAB 7.1(Release14 SP3)，在这一版本中，在这一版本中SimulinkSimulink升级到了升级到了6.36.3，软件性能有了新的提

21、高，用户界面更加友好。值得说明的是，软件性能有了新的提高，用户界面更加友好。值得说明的是，Matlab V7.1Matlab V7.1版版采用了更先进的数学程序库，即采用了更先进的数学程序库，即“LAPACK”LAPACK”和和“BLAS”BLAS”。 目前，目前，MatlabMatlab软件支持多种系统平台，如常见的软件支持多种系统平台，如常见的WindowsNT/XPWindowsNT/XP、UNIXUNIX、LinuxLinux等。等。Matlab版本的发展版本的发展 2022-6-30Application of Matlab Language13 MATLABMATLAB就是这样经过

22、了近就是这样经过了近3030年的专门打造、年的专门打造、2020多年的千锤百炼，它以高性能多年的千锤百炼，它以高性能的的数组运算（包括矩阵运算）数组运算（包括矩阵运算）为基础，不仅实现了大多数数学算法的为基础，不仅实现了大多数数学算法的高效运行函高效运行函数数和和数据可视化数据可视化，而且提供了非常高效的，而且提供了非常高效的计算机高级编程语言计算机高级编程语言，在用户可参与的，在用户可参与的情况下，情况下，各种专业领域的工具箱各种专业领域的工具箱不断开发和完善，不断开发和完善，MATLABMATLAB取得了巨大的成功，已取得了巨大的成功，已广泛应用于广泛应用于科学研究、工程应用，用于数值计算

23、分析、系统建模与仿真科学研究、工程应用，用于数值计算分析、系统建模与仿真。 早在早在2020世纪世纪9090年代初年代初，欧美等发达国家的大学就将，欧美等发达国家的大学就将MATLABMATLAB列为一种必须掌握列为一种必须掌握的编程语言。近几年来，国内的很多大学也将的编程语言。近几年来，国内的很多大学也将MATLABMATLAB列为了本科生必修课程。列为了本科生必修课程。 与与MapleMaple、MathematicaMathematica数学计算软件相比，数学计算软件相比，MATLABMATLAB以数值计算见长，而以数值计算见长，而MapleMaple等以符号运算见长，能给出解析解和任意

24、精度解，而处理大量数据的能力远不如等以符号运算见长，能给出解析解和任意精度解，而处理大量数据的能力远不如MATLABMATLAB。 MATLABMATLAB软件功能之强大、应用之广泛，已成为为软件功能之强大、应用之广泛，已成为为2121世纪最为重要的科学计算世纪最为重要的科学计算语言语言。可见学习掌握这一工具的重要性。可见学习掌握这一工具的重要性。 2022-6-30Application of Matlab Language14 MATLABMATLAB产品由若干模块组成，不同的模块完成不同的功能，其中有：产品由若干模块组成，不同的模块完成不同的功能，其中有： 实际上实际上MATLABMAT

25、LAB本身就是一个极其丰富的资源库，那么应该从哪一部分开始着手、学本身就是一个极其丰富的资源库，那么应该从哪一部分开始着手、学习使用习使用MATLABMATLAB呢？这就有必要了解这一软件产品的体系结构呢？这就有必要了解这一软件产品的体系结构 。MATLAB CompilerMATLAB Compiler这种编译器可以将这种编译器可以将MATLABMATLAB程程序文件编译生成标准的序文件编译生成标准的C/C+C/C+语言文件，而生成语言文件，而生成的标准的的标准的C/C+C/C+文件可以被任何一种文件可以被任何一种C/C+C/C+编译编译器编译生成函数库或可执行文件，以提高程序的器编译生成函

26、数库或可执行文件，以提高程序的运行效率。运行效率。1.2 MATLAB1.2 MATLAB产品的体系结构产品的体系结构 MATLABMATLABMATLAB ToolboxesMATLAB ToolboxesMATLAB CompilerMATLAB CompilerSimulinkSimulinkSimulink BlocksetsSimulink BlocksetsReal-Time Workshop (RTW)Real-Time Workshop (RTW)StateflowStateflowStateflow CoderStateflow Coder由这些模块产品之间的关系可以图由这些

27、模块产品之间的关系可以图1.11.1表示。表示。图1.1 MATLAB产品体系结构围绕着围绕着MATLABMATLAB这个计算核心，形成了诸多针对不同这个计算核心，形成了诸多针对不同应用领域的算法程序包，被称为专用工具箱应用领域的算法程序包，被称为专用工具箱（ToolboxToolbox），这些工具箱的列表以及每个工具箱的使），这些工具箱的列表以及每个工具箱的使用详见用详见MATLABMATLAB在线帮助文档。在线帮助文档。MATLABMATLAB本身所提供本身所提供的工具箱大概有的工具箱大概有4040多个，另外还有其他公司或研究单多个，另外还有其他公司或研究单位开发提供的工具箱，这些工具箱的

28、总数已有位开发提供的工具箱，这些工具箱的总数已有100100多个，多个，而且新的工具箱还在不断增加。如果你有特别的应用而且新的工具箱还在不断增加。如果你有特别的应用领域，可以首先到网上查找是否已有相关的工具箱，领域，可以首先到网上查找是否已有相关的工具箱，很可能已有人将你要做的应用程序作成工具箱了。很可能已有人将你要做的应用程序作成工具箱了。SimulinkSimulink是窗口图形方式的、专门用于连续时是窗口图形方式的、专门用于连续时间或离散时间的动态系统建模、分析和仿真间或离散时间的动态系统建模、分析和仿真的核心。的核心。Real-Time WorkshopReal-Time Worksh

29、op是一种实时代码生成工具，它能够根据是一种实时代码生成工具，它能够根据SimulinkSimulink模型生成程序源代码，并打包、编译所生成的源代码生模型生成程序源代码，并打包、编译所生成的源代码生成实时应用程序。成实时应用程序。 从现有的从现有的Simulink Simulink 和和StateflowStateflow自动生成自动生成C C语言程序代码的功能、语言程序代码的功能、定点运算模块集（定点运算模块集（Fixed-point BlocksetFixed-point Blockset）与）与C C语言程序代码到语言程序代码到VHDLVHDL（Very High Speed Inte

30、grated Circuit Hardware Description LanguageVery High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language，一，一种标准的硬件电路设计语言种标准的硬件电路设计语言 ）的自动转换功能，可以看出，高级的）的自动转换功能，可以看出，高级的系統仿真或低级的芯片算法设计，都可用系統仿真或低级的芯片算法设计，都可用MATLABMATLAB、SimulinkSimulink、StateflowStateflow及相关的工具箱来完成。及相关的工具箱来完成。StateflowStateflow是基于有限

31、状态机理论针对复杂是基于有限状态机理论针对复杂的事件驱动系统进行建模、仿真的工具。的事件驱动系统进行建模、仿真的工具。Stateflow CoderStateflow Coder是基于是基于StateflowStateflow状态图生成状态图生成高效、优化的程序代码。高效、优化的程序代码。围绕着围绕着SimulinkSimulink仿真核心所开发的应用程序包，仿真核心所开发的应用程序包，称为模块集（称为模块集（BlocksetsBlocksets）,MATLAB,MATLAB产品提供许多产品提供许多专用模块集，如专用模块集，如Communication BlocksetCommunicatio

32、n Blockset、DSP DSP BlocksetBlockset、SimPowerSystem BlocksetSimPowerSystem Blockset、Signal Signal Processing BlocksetProcessing Blockset等，详见等，详见MATLABMATLAB在线帮助文在线帮助文档。档。MATLABMATLAB是是MATLABMATLAB产品家族的计算产品家族的计算核心与基础，是集高性能数值计算与核心与基础，是集高性能数值计算与数据可视化于一体的高效编程语言。数据可视化于一体的高效编程语言。 2022-6-30Application of Ma

33、tlab Language151.3 1.3 MATLABMATLAB编程语言的特点编程语言的特点 语法规则简单语法规则简单。尤其内定的编程规则，与其他编程语言（如尤其内定的编程规则，与其他编程语言（如C C、FortranFortran等）相比更接等）相比更接近于常规数学表示。对于数组变量的使用，不需类型声明，无需事先申请内存空间。近于常规数学表示。对于数组变量的使用，不需类型声明，无需事先申请内存空间。MATLABMATLAB语言主要有以下几个特点：语言主要有以下几个特点： MATLAB基本的语言环境提供了数以千计的计算函数基本的语言环境提供了数以千计的计算函数，极大的提高了用户的编程效率

34、。极大的提高了用户的编程效率。如，一个如，一个fftfft函数即可完成对指定数据的快速傅里叶变换，这一任务如果用函数即可完成对指定数据的快速傅里叶变换，这一任务如果用C C语言来编程语言来编程实现的话，至少要用几十条实现的话，至少要用几十条C C语言才能完成。语言才能完成。 因此，因此，MATLABMATLAB是一个简单易用、功能强大的高效编程语言。是一个简单易用、功能强大的高效编程语言。 平台无关性（可移植性）平台无关性（可移植性）。MATLABMATLAB软件可以运行在很多不同的计算机系统平台上，如软件可以运行在很多不同的计算机系统平台上，如Windows Me/NT/2000/XPWin

35、dows Me/NT/2000/XP、很多不同版本的、很多不同版本的UNIXUNIX以及以及LinuxLinux。无论你在哪一个平台上编。无论你在哪一个平台上编写的程序都可以运行在其它平台上，对于写的程序都可以运行在其它平台上，对于MATLABMATLAB数据文件也一样，是平台无关的。极数据文件也一样，是平台无关的。极大保护了用户的劳动、方便了用户。大保护了用户的劳动、方便了用户。其绘图功能也是平台无关的其绘图功能也是平台无关的。无论任何系统平台，。无论任何系统平台，只要只要MATLABMATLAB能够运行，其图形功能命令就能正常运行。能够运行，其图形功能命令就能正常运行。 MATLAB是一种

36、脚本式是一种脚本式（scripted）的解释型语言的解释型语言，无论是命令、函数或变量，只要无论是命令、函数或变量，只要在命令窗口的提示符下键入，并在命令窗口的提示符下键入，并“回车（回车（EnterEnter）”，MATLABMATLAB都予以解释执行。都予以解释执行。 2022-6-30Application of Matlab Language16n功能强大功能强大n数值运算优势数值运算优势n符号运算优势符号运算优势(Maple)(Maple)n强大的强大的2D2D、3D3D数据可视化功能数据可视化功能n许多具有算法自适应能力的功能函数许多具有算法自适应能力的功能函数 2022-6-30

37、Application of Matlab Language17n语言简单、内涵丰富语言简单、内涵丰富n语言及其书写形式非常接近于常规数学书写形式；语言及其书写形式非常接近于常规数学书写形式；n其操作和功能函数指令就是常用的计算机和数学书上的一些简单其操作和功能函数指令就是常用的计算机和数学书上的一些简单英文单词表达的，如：英文单词表达的，如：helphelp、clearclear等；等；n完备的帮助系统，易学易用。完备的帮助系统，易学易用。n扩充能力、可开发能力较强扩充能力、可开发能力较强nMATLABMATLAB完全成了一个开放的系统完全成了一个开放的系统n用户可以开发自己的工具箱用户可以

38、开发自己的工具箱n可以方便地与可以方便地与FortranFortran、C C等语言接口等语言接口 n编程易、效率高编程易、效率高 nMatlabMatlab以数组为基本计算单元以数组为基本计算单元n具有大量的算法优化的功能函数具有大量的算法优化的功能函数 2022-6-30Application of Matlab Language182 MATLAB2 MATLAB的桌面环境及入门知识的桌面环境及入门知识n启动与退出启动与退出MATLAB MATLAB n命令窗口及使用命令窗口及使用n数值表示、变量、表达式数值表示、变量、表达式n命令历史窗口命令历史窗口n工作空间工作空间n获取在线帮助获取

39、在线帮助 2022-6-30Application of Matlab Language192.1 2.1 启动与退出启动与退出MATLABMATLABn启动启动MATLABMATLABn直接用鼠标双击桌面上直接用鼠标双击桌面上MATLAB7.1MATLAB7.1图标图标n或或WindowsWindows桌面的桌面的“开始开始”“所有程所有程序序”“MATLAB7.1” “MATLAB7.1” “MATLAB7.1”“MATLAB7.1”。n退出退出MATLABMATLABn关闭关闭MATLABMATLAB桌面桌面n在命令窗口执行在命令窗口执行quitquit或或exitexit命令命令nMA

40、TLABMATLAB缺省桌面（见下页）缺省桌面（见下页） 2022-6-30Application of Matlab Language20菜单栏菜单栏工具栏工具栏文件编辑窗口文件编辑窗口工作空间工作空间历史命令历史命令窗口窗口Start Start 菜单菜单命令窗口命令窗口命令提示符命令提示符2.1 2.1 启动与退出启动与退出MATLAB MATLAB （续）（续） 2022-6-30Application of Matlab Language212.2 2.2 命令窗口的使用命令窗口的使用激活命令窗口。激活命令窗口。“” ” 与闪烁的光标一起表明系统就绪，等待输入。与闪烁的光标一起表明系

41、统就绪，等待输入。命令窗口脱离命令窗口脱离MATLABMATLAB桌面。桌面。 n简单计算简单计算【例例2.2-12.2-1】计算计算（1 1）在）在MATLABMATLAB命令窗口输入命令窗口输入 以下内容：以下内容：(12+2(12+2* *(7-4)/32(7-4)/32（2 2）按）按【EnterEnter】键，指令执行。键，指令执行。（3 3）返回的计算结果：）返回的计算结果：ans= 2 2122743 2022-6-30Application of Matlab Language222.2 2.2 命令窗口命令窗口 （续）（续）说明说明l在命令窗口在命令窗口【EnterEnter

42、】键提交命令执行。键提交命令执行。lMatlabMatlab所用运算符（如所用运算符（如+ +、- -、 等）是各种计算程序中等）是各种计算程序中常见的。常见的。l计算结果中的计算结果中的“ans”ans”是英文是英文“answer”answer”的一种缩写，的一种缩写，其含义就是其含义就是“运算答案运算答案”。ansans是是MatlabMatlab的一个预定义的一个预定义变量。变量。 2022-6-30Application of Matlab Language232.2 2.2 命令窗口命令窗口 （续）（续）n简单计算（续）【例例2.2-22.2-2】计算计算sin(45sin(45?

43、) )sin(45sin(45* *pi/180)pi/180)l Matalb中正弦函数中正弦函数sin就是常见的正弦函数。就是常见的正弦函数。l 它的参数值是以它的参数值是以“弧度弧度”为单位的。为单位的。l pi也是也是Matalb的预定义变量。的预定义变量。l pi=3.14159l Matlab对字母大小写是敏感的。对字母大小写是敏感的。【例例2.2-32.2-3】计算计算 的值，其中的值，其中x=4.92x=4.92。 0.521xesqrt(2sqrt(2* *exp(4.92+0.5)+1)exp(4.92+0.5)+1)l Matalb中开平方中开平方sqrt(x)，是英文是

44、英文square root的缩写的缩写 。l Matalb中指数函数中指数函数exp(x)，常见的表达方式常见的表达方式。ans= 0.7071ans= 21.2781 2022-6-30Application of Matlab Language242.2 2.2 命令窗口命令窗口 （续）（续）7 “clcclc”清除窗口显示内容的命令清除窗口显示内容的命令。【例例2.2-42.2-4】计算计算 的值。的值。 2sin 0.315yy=2y=2* *sin(0.3sin(0.3* *pi)/(1+sqrt(5)pi)/(1+sqrt(5)y= 0.5000【例例2.2-52.2-5】计算计算

45、 的值。的值。 2cos 0.315yy=2*cos(0.3*pi)/(1+sqrt(5)y= 0.3633% 命令行编辑l “”键调回已输入过命令。l 修改。 2022-6-30Application of Matlab Language252.2 2.2 命令窗口命令窗口 （续）（续）【例例2.2-52.2-5】计算半径为计算半径为5.2m5.2m的圆的周长和面积。的圆的周长和面积。radius=5.2; %radius=5.2; %圆的半径圆的半径area=piarea=pi* *5.22,5.22, circle_len=2circle_len=2* *pi pi* *5.25.2ar

46、ea = 84.9487circle_len = 32.6726l 以上两例，命令行中用到了等号以上两例，命令行中用到了等号“=”。l 计算结果不再赋给计算结果不再赋给“ans”，而是赋给，而是赋给用户指定的变量用户指定的变量y、area、circle_len。l 无论是预定义变量还是用户自定义变量无论是预定义变量还是用户自定义变量都被存储在系统的工作空间内，即系统都被存储在系统的工作空间内，即系统定义的一个存储窗口变量的内存空间。定义的一个存储窗口变量的内存空间。l Who、whos命令用来显示工作空间的命令用来显示工作空间的变量变量l clear命令用来清除工作空间的变量。命令用来清除工作

47、空间的变量。 2022-6-30Application of Matlab Language262.2 2.2 命令窗口命令窗口 （续）（续）whowhosYour variables are:ans circle_len y area radius Name Size Bytes Class ans 1x1 8 double array area 1x1 8 double array circle_len 1x1 8 double array radius 1x1 8 double array y 1x1 8 double arrayGrand total is 5 elements usi

48、ng 40 bytes 2022-6-30Application of Matlab Language272.2 2.2 命令窗口命令窗口 （续）（续）clear ywhoYour variables are:ans circle_len area radius clear ans areawhosYour variables are:Name Size Bytes Class circle_len 1x1 8 double array radius 1x1 8 double arrayGrand total is 2 elements using 16 bytes 2022-6-30Appl

49、ication of Matlab Language282.2 2.2 命令窗口命令窗口 （续）（续）n数值显示格式设置数值显示格式设置n缺省显示格式：简洁的短（缺省显示格式：简洁的短（short gshort g）格式）格式n窗口命令及语法格式：窗口命令及语法格式：format format 显示格式关键字显示格式关键字 如：如：format long %15format long %15位数字显示位数字显示n常见通用命令常见通用命令命令命令含义含义clcclc清除命令窗口的显示内容清除命令窗口的显示内容clearclear 清除清除MatlabMatlab工作空间中保存的变量工作空间中保存

50、的变量whowho或或whoswhos显示显示MatlabMatlab工作空间中的变量信息工作空间中的变量信息dirdir显示当前工作目录的文件和子目录清单显示当前工作目录的文件和子目录清单cdcd显示或设置当前工作目录显示或设置当前工作目录typetype显示指定显示指定m m文件的内容文件的内容helphelp或或docdoc获取在线帮助获取在线帮助quitquit或或exitexit关闭关闭/ /推出推出MATALBMATALB 2022-6-30Application of Matlab Language292.3 2.3 工作空间工作空间n查看工作空间内存变量，可以由查看工作空间内存

51、变量，可以由whowho、whos whos 。n命名新变量。命名新变量。n修改变量名修改变量名n删除变量删除变量n绘图绘图n保存变量数据保存变量数据n装入数据装入数据 2022-6-30Application of Matlab Language302.4 2.4 历史窗口历史窗口n历史窗口：历史窗口：n首先首先记录每次启动时间记录每次启动时间n并并记录在命令窗口输入命令记录在命令窗口输入命令，此次运行期间，此次运行期间，输入的所有命令被记录为一组，并以此次启动时输入的所有命令被记录为一组，并以此次启动时间为标志。间为标志。n使用历史窗口：使用历史窗口：n可以查看命令窗口输入过的命令或语句可

52、以查看命令窗口输入过的命令或语句n可以选择一条或多条命令执行拷贝、执行、创可以选择一条或多条命令执行拷贝、执行、创建建MM文件等。文件等。 要清除历史记录，可以选择要清除历史记录，可以选择Edit菜单中的菜单中的Clear Command History 命令命令 2022-6-30Application of Matlab Language312.5 2.5 当前目录窗口和搜索路径当前目录窗口和搜索路径当前目录窗口：当前目录窗口：指指Matlab运行时的工作目录。运行时的工作目录。l只有在当前目录和搜索路径下的文件、函数才可以被只有在当前目录和搜索路径下的文件、函数才可以被运行和调用。运行和

53、调用。l如果没有特殊指明，数据文件也将存放在当前目录下；如果没有特殊指明，数据文件也将存放在当前目录下；l用户可以将自己的工作目录设置成当前目录，从而使用户可以将自己的工作目录设置成当前目录，从而使得所有操作都在当前目录中进行。得所有操作都在当前目录中进行。 2022-6-30Application of Matlab Language32搜索路径：搜索路径：指指Matlab执行过程中对变量、函数和文件执行过程中对变量、函数和文件进行搜索的路径。进行搜索的路径。l在在File菜单中选择菜单中选择Set Path命令或在命令窗口输入命令或在命令窗口输入pathtool命令，出现搜索路径设置对话框

54、：命令，出现搜索路径设置对话框：！修改完搜索路径后，！修改完搜索路径后，需要进行保存。需要进行保存。 2022-6-30Application of Matlab Language332.6 获取在线帮助获取在线帮助nMATLAB提供的帮助信息有两类提供的帮助信息有两类n简单纯文本帮助信息简单纯文本帮助信息 help lookfor（条件比较宽松）（条件比较宽松）例：例：inversen窗口式综合帮助信息（文字、公式、图形）窗口式综合帮助信息（文字、公式、图形） doc helpwin 2022-6-30Application of Matlab Language34【功能演示功能演示-1 -

55、1】求方程求方程xxxx53223719130 的全部根。的全部根。p = 2,0,-3,71,-9,13;建立多项式系数向量建立多项式系数向量x = roots(p)；求根求根x = -3.4914 1.6863 + 2.6947i 1.6863 - 2.6947i 0.0594 + 0.4251i 0.0594 - 0.4251i 2022-6-30Application of Matlab Language35【功能演示功能演示-2 -2】求解线性方程组求解线性方程组xyzxyzxyz 2328234453923a = 2,3,-1;8,2,3;45,3,9;建立系数矩阵建立系数矩阵ab

56、 = 2;4;23;建立列向量建立列向量bx = inv(a)*bx = 0.5531 0.2051 -0.2784 2022-6-30Application of Matlab Language36符号计算符号计算syms x y z 建立符号变量建立符号变量x,y,z=solve(2*x+3*y-z-2,8*x+2*y+3*z-4,45*x+3*y+9*z-23)x = 151/273 y = 8/39 z = -76/273 2022-6-30Application of Matlab Language37【功能演示功能演示-3 -3】求解定积分求解定积分 求解求解 I=quad(x.*

57、log(1+x),0,1)ans = 0.250或或syms xnt(x*log(1+x),0,1)ans = 1/4ln()xx dx 101 2022-6-30Application of Matlab Language38【功能演示功能演示-4 -4】多项式曲线拟合多项式曲线拟合考虑如下考虑如下 x-y x-y 一组实验数据：一组实验数据：x=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10y=1.2, 3, 4, 4, 5, 4.7, 5, 5.2, 6, 7.2注：注：n一次多项式拟合：一次多项式拟合：p1 = polyfit(x,y,1)n三次多项式拟合：三次多项式拟合：

58、p3 = polyfit(x,y,3)nplot plot 原始数据、一次拟合曲线和三次拟合曲线原始数据、一次拟合曲线和三次拟合曲线x2=1:0.1:10;y1=polyval(p1,x2)y3=polyval(p3,x2)plot( x, y, *, x2, y1, :, x2, y3)321205(25)y xxxIn MAByTLA 2022-6-30Application of Matlab Language39拟合曲线图拟合曲线图由图可见，三次拟合结果较好。由图可见，三次拟合结果较好。 2022-6-30Application of Matlab Language402.3 数值表示

59、、变量及表达式n数值的记述数值的记述 MatlabMatlab的数只采用习惯的十进制表示，可以带小数点的数只采用习惯的十进制表示，可以带小数点和负号和负号; ;其缺省的数据类型为双精度浮点型其缺省的数据类型为双精度浮点型（doubledouble）。）。 例如：例如：3 -10 0.001 1.3e10 1.256e-63 -10 0.001 1.3e10 1.256e-6n变量命令规则变量命令规则l变量名、函数名对字母的大小写是敏感的。如变量名、函数名对字母的大小写是敏感的。如myVarmyVar与与myvarmyvar表示两个不同的变量。表示两个不同的变量。l变量名第一个字母必须是英文字母

60、。变量名第一个字母必须是英文字母。l变量名可以包含英文字母、下划线和数字。变量名可以包含英文字母、下划线和数字。l变量名不能包含空格、标点。变量名不能包含空格、标点。l变量名最多可包含变量名最多可包含6363个字符（个字符（6.56.5及以后的版本）。及以后的版本）。 2022-6-30Application of Matlab Language412.3 2.3 数值表示、变量及表达式数值表示、变量及表达式 （续）（续）nMatlabMatlab预定义的变量预定义的变量变量名变量名意义意义ans最近的计算结果的变量名最近的计算结果的变量名epsMATLAB定义的正的极小值定义的正的极小值=2

61、.2204e-16pi圆周率圆周率inf值，无限大值，无限大i或或j虚数单元，虚数单元，sqrt(-1)NaN非数，非数，0/0、/ 说明说明l每当每当MATLABMATLAB启动完成，这些变量就被产生。启动完成，这些变量就被产生。lMATLABMATLAB中，被中，被0 0除不会引起程序中断，给出报警的同时用除不会引起程序中断，给出报警的同时用infinf或或NaNNaN给出结给出结果。果。l用户只能临时覆盖这些预定义变量的值，用户只能临时覆盖这些预定义变量的值，ClearClear或重启或重启MATLABMATLAB可恢复其值。可恢复其值。 2022-6-30Application of

62、Matlab Language422.3 2.3 数值表示、变量及表达式数值表示、变量及表达式 （续）（续）n运算符和表达式运算符和表达式运算运算数学表达式数学表达式MATLAB运算符运算符MATLAB表达式表达式加加a+b+a+b减减a-b-a-b乘乘axb*a*b除除a/b或或ab/或或a/b或或ab幂幂abba说明说明lMatlabMatlab用用“ ”和和”/ /”分别表示分别表示“左除左除”和和“右除右除”。对标量而言，两者没。对标量而言，两者没有区别。对矩阵产生不同影响。有区别。对矩阵产生不同影响。lMATLABMATLAB表达式的书写规则与表达式的书写规则与“手写方式手写方式”几

63、乎完全相同。几乎完全相同。l表达式按与常规相同的优先级自左至右执行运算。表达式按与常规相同的优先级自左至右执行运算。l优先级：指数运算级别最高，乘除次之，加减最低。优先级：指数运算级别最高，乘除次之，加减最低。l括号改变运算的次序。括号改变运算的次序。 2022-6-30Application of Matlab Language432.3 2.3 数值表示、变量及表达式数值表示、变量及表达式 （续）（续）n复数及其运算复数及其运算nMATLABMATLAB中复数的表达：中复数的表达：z=a+biz=a+bi，其中，其中a a、b b为实数。为实数。nMATLABMATLAB把复数作为一个整体

64、，象计算实数一样计算复数。把复数作为一个整体，象计算实数一样计算复数。【例例2.3-1】复数复数z1=3+4i，z2=1+2i, z3= 计算计算62ie123z zzzz1=3+4z1=3+4* *i, z2=1+2i, z2=1+2* *i, z3=2i, z3=2* *exp(iexp(i* *pi/6), z=z1pi/6), z=z1* *z2/z3z2/z3z_real=real(z), z_image=imag(z),z_real=real(z), z_image=imag(z),z_angle=angle(z), z_length=abs(z),z_angle=angle(z)

65、, z_length=abs(z), 2022-6-30Application of Matlab Language44课堂总结n对对MATALBMATALB整个软件产品进行了概述整个软件产品进行了概述n历史发展历史发展n软件产品家族体系构成软件产品家族体系构成nMM语言的特点语言的特点nMATLABMATLAB的入门知识的入门知识nMATLABMATLAB桌面桌面nMATLABMATLAB数值的记述和数据显示格式数值的记述和数据显示格式n变量及其命名规则变量及其命名规则n运算符及表达式运算符及表达式n常用的常用的MATLABMATLAB命令命令n在线帮助的使用在线帮助的使用 2022-6-3

66、0Application of Matlab Language45思考题n简述简述MATALBMATALB软件的功能及特点。软件的功能及特点。n简述简述MATALBMATALB变量的命名规则。变量的命名规则。n熟悉课件中的例子。熟悉课件中的例子。Matlab语言及其应用语言及其应用第第2讲讲 2022-6-30Application of Matlab Language47实验安排实验安排 2022-6-30Application of Matlab Language48工作空间工作空间Matlab系统界面系统界面 2022-6-30Application of Matlab Language492.2 2.2 命令窗口命令窗口 （续）（续）【例例2.2-52.2-5】计算半径为计算半径为5.2m5.2m的圆的周长和面积。的圆的周长和面积。radius=5.2; %radius=5.2; %圆的半径圆的半径area=piarea=pi* *5.22,5.22, circle_len=2circle_len=2* *pi pi* *5.25.2area = 84.9487circle_l