matlab語言基礎(chǔ)

1、歡迎學(xué)習(xí)MATLAB,MATLAB語言基礎(chǔ),主講教師：陳梅蓮 電子信息與控制工程學(xué)院,,,MATLAB課程介紹,定位：公共基礎(chǔ)選修課目標(biāo)：了解MATLAB，能夠熟練掌握數(shù)學(xué)（矩陣）運算，簡單編程，簡單的數(shù)據(jù)處理及基本圖形繪制.,教材：自編教材特點：完全不必具備其它語言的基礎(chǔ)，各年級各專業(yè)的同學(xué)都可選修。,MATLAB課程安排,學(xué)時: 32學(xué)時（基于matlab4.2版本，介紹matlab6)安排：講課16學(xué)

2、時，上機14學(xué)時，考試2學(xué)時考核要求：不得缺勤，實驗報告必須齊備?？己朔绞? 考試,學(xué)習(xí)內(nèi)容一、MATLAB概述二、MATLAB的數(shù)值運算、符號運算三、MATLAB的二維、三維繪圖四、圖形化仿真程序設(shè)計五、MATLAB工具箱與跨平臺接口六、MATLAB 6 簡介 七、MATLAB程序設(shè)計,第一節(jié) MATLAB語言概述,一、MATLAB語言的發(fā)展 matlab語言是由美國的Clever Moler博士于

3、1980年開發(fā)的 設(shè)計者的初衷是為解決“線性代數(shù)”課程的矩陣運算問題 取名MATLAB即Matrix Laboratory 矩陣實驗室的意思,它將一個優(yōu)秀軟件的易用性與可靠性、通用性與專業(yè)性 、一般目的的應(yīng)用與高深的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用有機的相結(jié)合MATLAB是一種直譯式的高級語言，比其它程序設(shè)計語言容易,MATLAB語言與其它語言的關(guān)系仿佛和C語言與匯編語言的關(guān)系一樣,,計算機語言的發(fā)展,標(biāo)志著計算機語言向“

4、智能化”方向發(fā)展，被稱為第四代編程語言。,MATLAB已經(jīng)不僅僅是一個“矩陣實驗室”了，它集科學(xué)計算、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)計方法MATLAB語言是功能強大的計算機高級語言, 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在美國已經(jīng)作為大學(xué)工科學(xué)生必修的計算機語言之一 (C, FORTRAN, ASSEMBLER, MATLAB)近年來，MATL

5、AB語言已在我國推廣使用，現(xiàn)在已應(yīng)用于各學(xué)科研究部門和許多高等院校MATLAB語言不受計算機硬件的影響，286以上的計算機都可以使用,二、matlab能在各領(lǐng)域做什麼 工業(yè)研究與開發(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)計算方面的教學(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)濟學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)等計算問題的所有其他領(lǐng)域中的教學(xué)與研究,例、用一個簡單命令求解線性系統(tǒng) 3x1+ x2

6、 - 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=A\bx = 1.4818 -0.4606 0.3848,,對于線性系統(tǒng)有Ax=b,例、用簡短命令計算并繪制在0?x?6范圍內(nèi)的sin(2x)、sinx2、sin2x。x=linspace(0,6)y

7、1=sin(2*x),y2=sin(x.^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語言的特點： 語言簡潔緊湊，語法限制不嚴(yán)，程序設(shè)計 自由度大，可移植性好 運算符、庫函數(shù)豐富 圖形功能強大 界面友好、編程效率高 擴展性強,三、MATLAB語言的功能：強大的數(shù)值（矩陣）運算功能廣泛的符號運算功

8、能高級與低級兼?zhèn)涞膱D形功能（計算結(jié)果的可視化功能）可靠的容錯功能應(yīng)用靈活的兼容與接口功能信息量豐富的聯(lián)機檢索功能,1.矩陣運算功能,MATLAB提供了豐富的矩陣運算處理功能，是基于矩陣運算的處理工具。變量?? 矩陣，運算?? 矩陣的運算例如 C = A + B ，A,B,C都是矩陣,是矩陣的加運算即使一個常數(shù)，Y=5，MATLAB也看做是一個1?1的矩陣,2.符號運算功能符號運算即用字符串進行數(shù)學(xué)分析允許變量不賦值

9、而參與運算用于解代數(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、泰樂級數(shù)展開、尋優(yōu)等等，可求得解析符號解,3.豐富的繪圖功能與計算結(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)可隨時將計算結(jié)果可視化,4.圖形化程序編制功能,動態(tài)系統(tǒng)進行建模、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方塊、連幾條線，即可實現(xiàn)編程功能,5.豐富的MATLAB工具箱,MAT

10、LAB主工具箱符號數(shù)學(xué)工具箱SIMULINK仿真工具箱控制系統(tǒng)工具箱信號處理工具箱圖象處理工具箱通訊工具箱系統(tǒng)辨識工具箱神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)工具箱金融工具箱,許多學(xué)科，在MATLAB中都有專用工具箱，現(xiàn)已有30多個工具箱，但MATLAB語言的擴展開發(fā)還遠遠沒有結(jié)束，各學(xué)科的相互促進，將使得MATLAB更加強大,6.MATLAB的兼容功能可與C語言、FORTURE語言跨平臺兼容用函數(shù)CMEX、FMEX實現(xiàn)此功能不推薦使用,

11、7.MATLAB的容錯功能非法操作時，給出提示，并不影響其操作1/0Warning: Divide by zeroans = Inf,8.MATLAB的開放式可擴充結(jié)構(gòu),matlab 所有函數(shù)都是開放的用戶可按自己意愿隨意更改正因為此功能，使得matlab的應(yīng)用越來越廣泛9.強大的聯(lián)機檢索幫助系統(tǒng)可隨時檢索matlab函數(shù)可隨時查詢matlab函數(shù)的使用方法,三、 啟動MATLAB,開機執(zhí)行程序

12、 c:\matlab\bin\matlab.exe用鼠標(biāo)雙擊matlab圖標(biāo)）即可打開matlab命令平臺,,待機狀態(tài),工作窗出現(xiàn)以后，即可進行各種操作,四、MATLAB界面,與Windows的窗口界面類似，有菜單項File、Edit、Option、Windows、Help等項可以選擇。,菜單項File，其功能如下New 建立新文件Open M-File 打開M-文件O

13、pen selected 打開選定文件Save Workspace As 將工作區(qū)存為Run M-File 運行 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Options\

14、Numeric Format(數(shù)字顯示格式）可以得出下一級子菜單，允許用戶設(shè)置matlab下結(jié)果數(shù)據(jù)的顯示格式?？蓮闹羞x擇Short（默認的簡潔格式）和Long（高精度格式）等,由于各菜單項的選擇、執(zhí)行方法與Windows風(fēng)格完全相同，就不一一說明了。,,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:\matlabDir c:\matlab

15、\*.m,2.cd—可改變當(dāng)前工作目錄 cd _ _ —— 顯示當(dāng)前子目錄 cd c:\matlab\toolbox cd _ . . —— 退出當(dāng)前子目錄到上一級目錄 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內(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:\matlab

16、\aaa.m 注意：只可刪除用戶文件，其它文件不要輕易刪除，否則系統(tǒng)會癱瘓,六、matlab的數(shù)據(jù)與變量,變量查詢函數(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，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,駐留了幾個由系統(tǒng)本身在啟動時定義的變量，我們稱為永久變量 永久變量用who指令是查看不到的，只可隨時調(diào)用,,eps — 容差變量，定義為1

17、.0到最近浮點數(shù)的距離,在 pc機上= 2-52 pi — 圓周率?的近似值3.1415926 inf或Inf — 表示正無大,定義為1/0 NaN — 非數(shù)，它產(chǎn)生于0× ?，0/0，?/? 等運算 i，j — 虛數(shù)單位 ans — 對于未賦值運算結(jié)果，自動賦給ans,3. what 程序查詢指令,what 按擴展名分類列出當(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),w

18、hich 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啟動時設(shè)定的搜索路徑,,path(path,’c:\mydir’) 將根目錄下的 mydir 臨時納入搜索路徑 可將你需要的目錄永久納入matlab搜索路徑 打開c:\matlab\matlabrc.m文件在所有搜索路徑后加上‘c:\mydir\;’,…,,八、matla

19、b聯(lián)機幫助命令,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幫助信息help help 顯示help 的幫助信息,雖然help可以隨時提供幫助，但必須知道準(zhǔn)確的函數(shù)名稱。當(dāng)不能確定函數(shù)名稱時，help就無能為力了。,Lookfor函數(shù)— 它可提供通過一般的關(guān)鍵詞，搜索出一組與之相關(guān)的命令lo

20、okfor fourier 尋找含有傅立葉變換的相關(guān)指令,help、lookfor 兩個指令構(gòu)成了matlab語言相當(dāng)完善的在線幫助查詢系統(tǒng),lookfor fouri 尋找所有包含fouri的指令和注釋如 FFT Discrete Fourier transform,九、matlab的演示功能,intro 入門演示 demo 在線演示,小 結(jié)一、初步了解matlab 二、熟悉matlab界面，進行簡單操作。