《Matlab教程》全套课件（完整版）

1、MMATLABATLAB 语言及其应用 授课教师:刘晨晨 单位：网络工程与信息安全系 email: Application of Matlab Language n 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 2021-8-15 Application of Matlab Language 2 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

2、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 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。 2021-8-15 Application of Matlab Language 3 讲授讲授MATLABMATLAB语言基础入门知识语言基础入门知识，

3、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

4、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，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

5、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。 2021-8-15 Application of Matlab Language 4 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

6、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 6.5MATLAB 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 2021-8-15 Application of Matlab Language 5 授课宗旨授课宗旨 讲授讲授M

7、ATLAB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。 2021-8-15 Application of Matlab Language 6 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 2021-8-15 Application of Matlab Language 7 1 Matlab1 Matlab概述概述 n 内容内容 n

8、MatlabMatlab发展历史发展历史 n MatlabMatlab产品家族产品家族( (MatlabMatlab family of productsfamily of 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。 2021-8-15 Application of Matlab Language 8 1.1 MATLAB的历史及影响的历史及影响 7070年代中期年代中期，Cleve MolerClev

9、e 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FORTRANFORTRAN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

10、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EISPACKEISPACK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

11、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 件广为流传。件广为流传。 Cleve Moler 2021-8-15 Application of Matlab Language 9 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StanfordStan

12、ford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。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，

13、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 2021-8-15 Application of Matl

14、ab Language 10 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

15、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130013

16、00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MATLABM

17、ATLAB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

18、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，MathWorksMathWorks完全是绝缘体。完全是绝缘体。 2021-8-15 Application of Matlab Language 11 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

19、， 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 4.1Matlab 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3

20、232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，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

21、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

22、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 2021-8-15 Application of Matlab Language 12 MATLABMATLAB就是这样经过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

23、，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

24、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

25、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。 2021-8-15 Application of Matlab Language 13 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MATLABMATLAB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 CompilerMATLA

26、B 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 MATLABMATLAB MATLAB ToolboxesMATLAB Toolboxes MATLAB CompilerMATLAB Compiler S

27、imulinkSimulink Simulink BlocksetsSimulink Blocksets Real-Time Workshop (RTW)Real-Time Workshop (RTW) StateflowStateflow Stateflow CoderStateflow Coder 由这些模块产品之间的关系可以图由这些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

28、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

29、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 Workshop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

30、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 Integrated Circuit Hardware Description LanguageVery High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language，一，一

31、 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StateflowSt

32、ateflow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 BlocksetCommunication Blockset、DSP DSP BlocksetBlockset、SimPowerSystem BlocksetSimPowerSystem Blockset、Signal Signal Proce

33、ssing 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。 2021-8-15 Application of Matlab Language 14 1.3 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

34、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。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

35、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/XPWindows 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

36、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

37、，并“回车（回车（EnterEnter）”，MATLABMATLAB都予以解释执行。都予以解释执行。 2021-8-15 Application of Matlab Language 15 n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 2021-8-15 Application of Matlab Language 16 n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

38、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 nM

39、atlabMatlab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 2021-8-15 Application of Matlab Language 17 2 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获取在线帮助获取在线帮助 2021-8-15 Application of Matlab Language 18 2.1 2.1 启动

40、与退出启动与退出MATLABMATLAB n启动启动MATLABMATLAB n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MATLABMATLAB n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 nMATLABMATLAB缺省桌面（见下页）缺省桌面（见下页） 2021-8-15 Application

41、 of Matlab Language 19 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） 2021-8-15 Application of Matlab Language 20 2.2 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统就绪，等待输入。 命令窗口脱离命令窗口脱离MATLABMATLAB桌

42、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 2 122743 2021-8-15 Application of Matlab Language 21 2.2 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】键提交命令执行。】键提交命令执行

43、。 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。 2021-8-15 Application of Matlab Language 22 2.2 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?续 ) )

44、 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=3.14159 l 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。 0.5 21 x e sqrt(2sqrt(2* *exp(4.92+0.5)+1)exp(4.92+0.5)+1) l Matalb中开平方中开平方s

45、qrt(x)， 是英文是英文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= 0.7071 ans= 21.2781 2021-8-15 Application of Matlab Language 23 2.2 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 0.3 15 y y=2y=2* *sin(0.3sin(0.3* *pi)/(1+sqrt(5)pi)/(1+sqrt(5)

46、y= 0.5000 【例【例2.2-52.2-5】计算】计算 的值。的值。 2cos 0.3 15 y y=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。 2021-8-15 Application of Matlab Language 24 2.2 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* *5.22,5.2

47、2, circle_len=2circle_len=2* *pi pi* *5.25.2 area = 84.9487 circle_len = 32.6726 l 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

48、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。命令用来清除工作空间的变量。 2021-8-15 Application of Matlab Language 25 2.2 2.2 命令窗口命令窗口 （续）（续） who whos Your 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

49、8 double array y 1x1 8 double array Grand total is 5 elements using 40 bytes 2021-8-15 Application of Matlab Language 26 2.2 2.2 命令窗口命令窗口 （续）（续） clear y who Your variables are: ans circle_len area radius clear ans area whos Your variables are: Name Size Bytes Class circle_len 1x1 8 double array radi

50、us 1x1 8 double array Grand total is 2 elements using 16 bytes 2021-8-15 Application of Matlab Language 27 2.2 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

51、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M

52、ATALBMATALB 2021-8-15 Application of Matlab Language 28 2.3 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 2021-8-15 Application of Matlab Language 29 2.4 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

53、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 2021-8-15 Application of Matlab Language 30 2.5 2.5 当

54、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。 2021-8-15 Application of Matlab Language 31 搜索路

55、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：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。 2021-8-15 Application of Matlab Language 32 2.6 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 look

56、for（条件比较宽松）（条件比较宽松）例：例：inverse n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 2021-8-15 Application of Matlab Language 33 【功能演示【功能演示-1 -1】 求方程求方程xxxx 532 23719130 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

57、.0594 - 0.4251i 2021-8-15 Application of Matlab Language 34 【功能演示【功能演示-2 -2】求解线性方程组】求解线性方程组 xyz xyz xyz 232 8234 453923 a = 2,3,-1;8,2,3;45,3,9;%建立系数矩阵建立系数矩阵a b = 2;4;23;%建立列向量建立列向量b x = inv(a)*b x = 0.5531 0.2051 -0.2784 2021-8-15 Application of Matlab Language 35 符号计算符号计算 syms x y z %建立符号变量建立符号变量

58、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 2021-8-15 Application of Matlab Language 36 【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.*log(1+x),0,1) ans = 0.250 或或 syms x nt(x*log(1+x),0,1) ans = 1/4 ln()xx dx 1 0 1 2021-8-15 Application of Matlab Language 37

59、 【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, 10 y=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： 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=p

60、olyval(p3,x2) plot( x, y, *, x2, y1, :, x2, y3) 32 1205(25)y xxxIn MAByTLA 2021-8-15 Application of Matlab Language 38 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。 2021-8-15 Application of Matlab Language 39 2.3 数值表示、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