第1章MATLAB操作基础

1、* 第第1章章 MATLAB操作基础操作基础1.1 MATLAB概述概述1.2 MATLAB的运行环境与安装的运行环境与安装1.3 MATLAB基本运算及内部函数基本运算及内部函数*1.1 MATLAB概述概述一、一、 MATLABMATLAB的发展历程的发展历程 19801980年美国新墨西哥州大学年美国新墨西哥州大学Cleve MolerCleve Moler用用FortranFortran编写子程序库接口程序，方便线性编写子程序库接口程序，方便线性代数运算，并取名为代数运算，并取名为MATLABMATLAB（矩阵实验室，（矩阵实验室，Matrix LaboratoryMatrix Lab

2、oratory）。）。 19841984年，年， MolerMoler组建组建MathWorksMathWorks公司。公司。19841984年，推出第年，推出第1 1个商个商业版本，业版本，C C语言编写（集图像处理、多媒体、语言编写（集图像处理、多媒体、符号运算、与其它软件接口）。符号运算、与其它软件接口）。 * matlab matlab的版本号有两种表示方法，一种是年份，每的版本号有两种表示方法，一种是年份，每年更新两次，上半年为年份年更新两次，上半年为年份+a+a，下半年为年份，下半年为年份+b+b，还有一种是还有一种是matlab7.xmatlab7.x，如，如matlab 7.8

3、matlab 7.8是是matlab2009a matlab2009a ，matlab2015a matlab2015a 的版本号是的版本号是MATLAB MATLAB 8.58.5， 发布时期是发布时期是2015.3.52015.3.5。 19921992年，年，MATLAB1.0MATLAB1.0版版 19991999年，年，MATLAB 5.3MATLAB 5.3版版/Simulink3.0/Simulink3.0 2000 2000年，年，MATLAB 6.0MATLAB 6.0版版 20012001年，年，MATLAB 6.1MATLAB 6.1版版/Simulink4.1 /Sim

4、ulink4.1 2003 2003年，年，MATLAB 6.5MATLAB 6.5版版/Simulink5.0/Simulink5.0 2004 2004年，年，MATLAB 7.0MATLAB 7.0版版/Simulink6.0/Simulink6.0 2015 2015年，年， MATLAB 8.5 MATLAB 8.5版版 已经成为应用代数、自动控制理论、数理统计、已经成为应用代数、自动控制理论、数理统计、数字信号处理、时间序列、动态系统仿真的基本教学数字信号处理、时间序列、动态系统仿真的基本教学工具。也是科研工作人员的高效研究与开发的软件工工具。也是科研工作人员的高效研究与开发的软件

5、工具。具。*二、二、 MATLAB的系统结构的系统结构 1.开发环境开发环境 包括包括Matlab桌面、命令窗口、桌面、命令窗口、M文件编辑调试器、文件编辑调试器、Matlab工作空间、在线帮助文档。工作空间、在线帮助文档。 2.Matlab数学函数库数学函数库 大量的函数运算，特别是矩阵运算。大量的函数运算，特别是矩阵运算。 3.Matlab语言语言 是基于矩阵与数组的高级语言，可以编程运算。是基于矩阵与数组的高级语言，可以编程运算。 4.Matlab图形处理系统图形处理系统 二维、三维图形显示，图像处理、动画显示等。二维、三维图形显示，图像处理、动画显示等。 5.Matlab应用程序接（应

6、用程序接（API） 与与C、Fortran、VB之间实现接口调用，一般采用动之间实现接口调用，一般采用动态链接库方法（态链接库方法（DLL）实现。）实现。 *三、三、 MATLAB工具箱（工具箱（Toolbox）例如：）例如： 1.控制类工具箱控制类工具箱 控制系统工具箱：控制系统工具箱： Control Systems Toolbox 系统辨识工具箱：系统辨识工具箱：System Identification Toolbox 鲁棒控制工具箱：鲁棒控制工具箱：Robust Control Toolbox 2.应用数学工具箱应用数学工具箱 最优工具箱：最优工具箱：Optimization Too

7、lbox 统计工具箱：统计工具箱：Statistics Toolbox 偏微分方程工具箱：偏微分方程工具箱：Partial Differential Equation Toolbox 3.信号处理类工具箱信号处理类工具箱 信号处理工具箱：信号处理工具箱：Signal Processing Toolbox 滤波器设计工具箱：滤波器设计工具箱：Filter DesignToolbox 通信工具箱：通信工具箱：Communication Toolbox 小波分析工具箱：小波分析工具箱：Wavelet Toolbox 4.其它常用工具箱其它常用工具箱 符号数学工具箱：符号数学工具箱：Symbolic

8、Math Toolbox 虚拟现实工具箱：虚拟现实工具箱：Virtual Reality Toolbox * 1.2 MATLAB的运行环境与安装的运行环境与安装一、一、MATLAB的运行环境的运行环境 硬件环境：硬件环境：(1) CPU (2) 内存内存(3) 硬盘硬盘(4) CD-ROM驱动器和鼠标。驱动器和鼠标。软件环境：软件环境：(1) Windows XP 或或win7以上以上(2) 其他软件根据需要选用其他软件根据需要选用*二、二、MATLAB的安装的安装 安装安装MATLAB 7.01系统，需运行系统自带的安装程系统，需运行系统自带的安装程序序setup.exe，可以按照安装提示

9、依次操作。，可以按照安装提示依次操作。*三、三、MATLAB系统的启动系统的启动 与一般的与一般的Windows程序一样，启动程序一样，启动MATLAB系统有系统有3种种常见方法：常见方法：(1)使用使用Windows“开始开始”菜单。菜单。(2)运行运行MATLAB系统启动程序系统启动程序matlab.exe。(3) 利用快捷方式。利用快捷方式。*四、四、Matlab界面界面*五、五、Matlab菜单栏与工具栏菜单栏与工具栏菜单栏：菜单栏： (1) File：实现有关文件的操作。：实现有关文件的操作。 (2) Edit：用于命令窗口的编辑操作。：用于命令窗口的编辑操作。 (3) View：用

10、于设置：用于设置MATLAB集成环境的显示方式。集成环境的显示方式。 (4) Web：用于设置：用于设置MATLAB的的Web操作。操作。 (5) Window：只包含一个子菜单：只包含一个子菜单Close all，用于关闭所有打，用于关闭所有打开的编辑器窗口，包括开的编辑器窗口，包括M-file、Figure、Model和和GUI窗口。窗口。 (6) Help：用于提供帮助信息。：用于提供帮助信息。 工具栏：工具栏： MATLAB 的工具栏共提供了的工具栏共提供了10个命令按钮。这些命个命令按钮。这些命令按钮均有对应的菜单命令，但比菜单命令使用起来更快令按钮均有对应的菜单命令，但比菜单命令使

11、用起来更快捷、方便。捷、方便。*六、六、Matlab的窗口的窗口启动启动MATLAB后，有如下几个常用窗口：后，有如下几个常用窗口：1.命令窗口命令窗口(Command Window)2.工作空间窗口工作空间窗口(Workspace)3.命令历史窗口命令历史窗口(Command History)4.当前目录窗口当前目录窗口(Current Directory)*6.1 命令窗口命令窗口(Command Window) 命令窗口是命令窗口是MATLAB的主要交互窗口，用于输入命令的主要交互窗口，用于输入命令并显示除图形以外的所有执行结果。并显示除图形以外的所有执行结果。 MATLAB命令窗口中的

12、命令窗口中的“”为命令提示符，表示为命令提示符，表示MATLAB正在处于准备状态。在命令提示符后键入命令并正在处于准备状态。在命令提示符后键入命令并按下回车键后，按下回车键后，MATLAB就会解释执行所输入的命令，并就会解释执行所输入的命令，并在命令后面给出计算结果。在命令后面给出计算结果。 一般来说，一个命令行输入一条命令，命令行以回车一般来说，一个命令行输入一条命令，命令行以回车结束。但一个命令行也可以输入若干条命令，各命令之间结束。但一个命令行也可以输入若干条命令，各命令之间以逗号分隔，若前一命令后带有分号，则逗号可以省略。以逗号分隔，若前一命令后带有分号，则逗号可以省略。例如例如p=1

13、5,m=35p=15;m=35* 如果一个命令行很长，一个物理行之内写不如果一个命令行很长，一个物理行之内写不下，可以在第一个物理行之后加上下，可以在第一个物理行之后加上3个小黑点个小黑点并按并按下回车键，然后接着下一个物理行继续写命令的下回车键，然后接着下一个物理行继续写命令的其他部分。其他部分。3个小黑点称为个小黑点称为续行符续行符，即把下面的物，即把下面的物理行看作该行的逻辑继续。理行看作该行的逻辑继续。例：例： h=2*. 3 h = 6*6.2 工作空间窗口工作空间窗口(Workspace) 工作空间是工作空间是MATLAB用于存储各种变量和结果的内存用于存储各种变量和结果的内存空间

14、。在该窗口中显示工作空间中所有变量的名称、大小、空间。在该窗口中显示工作空间中所有变量的名称、大小、字节数和变量类型说明，可对变量进行观察、编辑、保存字节数和变量类型说明，可对变量进行观察、编辑、保存和删除。和删除。 变量的存储：变量的存储： save ，存储在当前目录中，存储在当前目录中 load ，重新载入工作空间窗口，重新载入工作空间窗口 变量的清除：变量的清除： Clear命令可以清除工作空间现存的变量命令可以清除工作空间现存的变量* 当前目录是指当前目录是指MATLAB运行文件时的工作目录，只有运行文件时的工作目录，只有在当前目录或搜索路径下的文件、函数可以被运行或调用。在当前目录或

15、搜索路径下的文件、函数可以被运行或调用。 在当前目录窗口中可以显示或改变当前目录，还可以在当前目录窗口中可以显示或改变当前目录，还可以显示当前目录下的文件并提供搜索功能。显示当前目录下的文件并提供搜索功能。 将用户目录设置成当前目录也可使用将用户目录设置成当前目录也可使用cd命令。例如，命令。例如，将用户目录将用户目录c:mydir设置为当前目录，可在命令窗口输入设置为当前目录，可在命令窗口输入命令：命令： cd c:mydir6.3 当前目录窗口当前目录窗口(Current Directory)*6.4 命令历史记录窗口命令历史记录窗口(Command History) 在默认设置下，历史记

16、录窗口中会自动保留自安装起在默认设置下，历史记录窗口中会自动保留自安装起所有用过的命令的历史记录，并且还标明了使用时间，从所有用过的命令的历史记录，并且还标明了使用时间，从而方便用户查询。而且，通过双击命令可进行历史命令的而方便用户查询。而且，通过双击命令可进行历史命令的再运行。如果要清除这些历史记录，可以选择再运行。如果要清除这些历史记录，可以选择Edit菜单菜单中中的的Clear Command History命令。命令。*七、七、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

17、单中选择Exit MATLAB命令。命令。(2) 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主窗口的主窗口的“关闭关闭”按钮。按钮。*1.3 Matlab 基本运算及内部函数基本运算及内部函数Matlab能识别的运算为能识别的运算为+、-、*、/、数据显示格式数据显示格式Format函数设置数据显示格式函数设置数据显示格式格格 式式含含 义义Format short短格式（短格式（5位定点数）位定点数）Format long长格式（长格式（15位定点数）位定点数）Format short e短格式加指数方式短格式加指数方式Format

18、long e长格式加指数方式长格式加指数方式Format bank小数点后保留小数点后保留2位小数位小数Format rat分数有理格式（如分数有理格式（如55/13）* format long x=2.3; y=log10(x) y = 0.36172783601759 format short x=2.3; y=log10(x)y = 0.3617 format short e x=2.3; y=log10(x)y = 3.6173e-001 format bank x=2.3; y=log10(x)y = 0.36 format rat x=2.3; y=log10(x)y = 896/

19、2477 *Matlab基本函数基本函数abs(x)数的绝对值或向量数的绝对值或向量的长度的长度acos(x)sqrt(x)开平方开平方atan(x)log10(x)以以10为底的对数为底的对数sinh(x)超越正弦函数超越正弦函数log(x)自然对数自然对数cosh(x)exp(x)自然指数自然指数tanh(x)sign(x)符号函数符号函数asinh(x)sin(x)acosh(x)cos(x)atanh(x)tan(x)gcd(x,y)最大公约数最大公约数asin(x)lcm(x,y)最小公倍数最小公倍数*向量操作向量操作 x =1, 2, 3, 4, 5 %以行向量赋值以行向量赋值 t =1;2;3; 4;5 %以列向量赋值以列向量赋值 y =x(2)+x(5) +t(2) %调用某个元作运算调用某个元作运算 y =x*t %向量积向量积某元素重新赋值：某