matlab第1章基础准备及入门课件

学时：51（讲课17，上机34）学分：3适用对象：工程类专业本科生教学方法：授课、上机练习和自学相结合考核要求：平时成绩（以上机为主）50%，最终考试50%授课教师：张健（34178323@)上课：星期1（1、2节），教1-528上机：星期1（7、8、9、10节），教1-608Matlab工程应用基础

ApplicationofMatlabinEngineering学时：51（讲课17，上机34）学分：3高效的科学计算工具使科技人员终身受益

科学计算工具的发展算盘（最早的计算工具）计算尺（1630年发明）计算器（1970年发明）取代计算尺计算机（1950年发明）科学计算语言为标志中国尚需努力2023/1/82第1章基础准备与入门高效的科学计算工具使科技人员终身受益

科学计算工具的发展算盘工具改进教学科研计算机取代计算器更有革命性的影响与计算器取代计算尺的过程有三点不同（1）效率提高（2）影响理论研究和建模方法（3）需要一定的培训为什么学习MATLAB？2023/1/83第1章基础准备与入门工具改进教学科研计算机取代计算器更有革命性的影响2023/1教学基本要求1.了解Matlab语言特点、熟悉Matlab视窗环境、掌握Matlab帮助功能的基本使用方法。2.掌握Matlab中变量和函数的有关概念、以及矩阵和多项式的构造和运算方法。初步具有将一般数学问题转化为计算模型的能力，并能够使用常用的几种常用的函数进行简单的问题求解。3.搞清符号变量和符号表达式的定义，并能用符号运算解决一般的微积分和方程求解问题。掌握Matlab程序设计的几种基本控制转移语句，学会使用数组和简单M文件的编程，了解类和对象的概念。4.掌握二维平面图形和三维立体图形的绘制方法，进行数据可视化处理。理解用户图形界面程序的构造，掌握编程方法。5.能够使用Matlab在电路、信号系统、通信中进行仿真2023/1/84第1章基础准备与入门教学基本要求1.了解Matlab语言特点、熟悉Matlab视第一章基础准备与入门电子信息工程教研室第一章基础准备与入门电子信息工程教研室2023/1/8本章学习内容MATLAB是矩阵实验室（Matrix

Laboratory）之意。除具备卓越的数值计算能力外，它还提供了专业水平的符号计算，文字处理，可视化建模仿真和实时控制等功能。本章主要介绍MATLAB的基本情况、安装过程、用户界面等。6第1章基础准备与入门2023/1/8本章学习内容MATLAB是矩阵实验室（Mat1.1MATLAB概述MATLAB是一种科学计算软件，适用于工程应用各领域的分析设计与复杂计算，它使用方便，输入简捷，运算高效且内容丰富，很容易由用户自行扩展。因此，当前已成为美国和其他发达国家大学数学和科学研究中最常用且必不可少的工具。2023/1/87第1章基础准备与入门1.1MATLAB概述MATLAB是一种科学计算软件，适1.1.1MATLAB产生的历史背景70年代中后期，cleveMoIg博士和其同事在美国国家科学基金的资助下开发了调用EISPACK和LINPACK的NRTRM子程序库。EISPACK是特征值求解的FORTRAN程序库，LINPACK是解线性方程的程序库。在当时，这两个程序库代表矩阵运算的最高水平。2023/1/88第1章基础准备与入门1.1.1MATLAB产生的历史背景70年代中后期，cle到70年代后期，身为美国NewMexico大学计算机系系主任的CleveMoler，在给学生讲授线性代数课程时，想教学生使用EISPACK和LINPACK程序库，但他发现学生用FORTRAN编写接口程序很费时间，于是他开始自己动手，利用业余时间为学生编写EISPACK和LINPACK的接口程序。CleveMoler给这个接口程序取名为MATLAB，该名为矩阵(matrix)和实验室(1aboratry)两个英文单词的前三个字母的组合。在以后的数年里，MATLAB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件广为流传。2023/1/89第1章基础准备与入门到70年代后期，身为美国NewMexico大学计算机系系主目前，在大学里，MATLAB已成为线性代数、自动控制理论、数理统计、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真等高级课程的基本教学工具；成为攻读学位的大学生、硕士生、博士生必须掌握的基本技能。1984年，C1eveMoler和JohnLittle成立了Mathworks公司，正式把MATLAB推向市场。

2023/1/810第1章基础准备与入门目前，在大学里，MATLAB已成为线性代数、自动控制理论、数1.1.2MATLAB的语言特点1.运算符丰富2.语言简单易学，容易使用，库函数极其丰富3.MATLAB既具有结构化的控制语句，又有面向对象编程的特性。4.程序限制不严格，程序设计自由度大2023/1/811第1章基础准备与入门1.1.2MATLAB的语言特点1.运算符丰富2023/5.程序的可移植性很好6.MATLAB的图形功能强大7.功能强大的工具箱8.源程序的开放性9、MATLAB的缺点2023/1/812第1章基础准备与入门5.程序的可移植性很好2023/1/812第1章基础准备1.1.3MATLAB的组成1.MATLAB开发环境是一个集成的工作环境，包括MATLAB命令窗口、文件编辑调试器、工作空间、数组编辑器和在线帮助文档等。2.MATLAB语言具有程序流程控制、函数、数据结构、输入输出和面向对象的编辑特点，是基于矩阵/数组的语言。3.MATLAB的数学函数库包含了大量的计算算法，包括基本函数、矩阵运算和复杂算法等。4.MATLAB的图形处理系统能够将二维和三维数组的数据用图形表示出来，并可以实现图像处理、动画显示和表达式作图等功能。5.MATLAB应用程序接口使MATLAB语言能与C或FORTRAN等其他编程语言进行交互。2023/1/813第1章基础准备与入门1.1.3MATLAB的组成1.MATLAB开发环境是一个1.2MATLAB的安装与内容选择MATLAB只有在适当的外部环境中才能正常运行。因此，恰当地配置外部系统是保证MATLAB运行良好的先决条件。对于在PC机上使用MATLAB的用户来说，需要自己安装MATLAB。下面介绍从光盘上安装MATLAB的方法。随着MATLAB版本的更新，安装也越来越简便，对于MATLAB7.1，用户只要按照安装界面的提示逐步进行即可。2023/1/814第1章基础准备与入门1.2MATLAB的安装与内容选择MATLAB只有在适当的Step1：安装前的准备Step2：开始安装Step3：输入用户信息Step4：浏览如图1.3所示的软件许可协议（LicenseAgreement）Step5：选择安装类型2023/1/815第1章基础准备与入门Step1：安装前的准备2023/1/815第1章基础准组件名称功能1、必须选择的本原性组件MATLAB这是最核心的部分。没有它就没有MATLAB环境。有了它，就可以对各类数据（除符号类数据外）进行操作、运算和可视化2.最常用的通用性工具包组件SymbolicMath符号类数据的操作和计算3.其他通用性工具包组件Simulink不用编写程序，利用方块图实现建模和仿真；主要用于研究微分和差分方程描写的非线性动态系统Optimization包含求函数零点、极值、规划等优化程序MatlabComplier把MATLAB的M文件编译成DLL文件，或EXE独立应用程序MatlabC/C++MathLibiary与MATLABComplier配合使用MatlabC/C++GraphicLibiary与MATLABComplier配合使用4.常用专业性工具包组件ControlSystemMatlab涉及控制的工具包有10多个，而本栏工具包是最基本的，是解决控制问题所必选的。至于其他控制工具包则是用户根据需要选择的SignalProcessing是MATLAB信号处理中的基本工具包Spline内含样条和差值函数Statistics包含进行复杂统计分析所需的程序5.其他专业性工具包组件（举例）Stateflow与Simulink配合使用，主要用于较大型、复杂的（离散事件）动态系统的建模、分析、仿真SystemIdentification据时域信号进行动态系统的辨识………..2023/1/816第1章基础准备与入门1、必须选择的本原性组件MATLAB这是最核心的部分。没有它Step6：定义安装的目录和所要求安装的产品，图1.5是自定义安装类型的设置界面。Step7：确认前面设置的安装目录，如图1.6单击“Intall”安装按钮就可以进行安装，并显示一个用以表示当前安装进度的对话框图1.7。如果用户安装的产品不在当前的光盘上，则会弹出一个对话框。用户只要按照安装提示插入另一张光盘即可继续安装。2023/1/817第1章基础准备与入门Step6：定义安装的目录和所要求安装的产品，图1.5是自定Step8：阅读产品配置报告，如图1.8所示。Step9：完成安装，当安装完毕时，会自动弹出setupcomplete对话框。在该对话框中，用户可以选择在退出安装后自动启动MATLAB7.1，如果用户不希望退出安装后自动启动它，可以取消选择框。单击“Finish”按钮结束安装。2023/1/818第1章基础准备与入门Step8：阅读产品配置报告，如图1.8所示。2023/1/如果把MATLAB安装在C盘，重装系统时所有资料容易丢失，所以，一般情况下，建议不要将MATLAB的Work文件夹放在C盘。在“\Matlab\bin”路径的目录下存放着MATLAB的许多重要文件，如果用户操作不慎，比如误删了一些重要的系统文件，MATLAB的允许就可能出现意想不到的问题，所以对MATLAB初学者来说，这一点更应该引起注意。2023/1/819第1章基础准备与入门如果把MATLAB安装在C盘，重装系统时所有资料容易丢失，所1.3MATLAB用户界面概述双击桌面上的MATLAB应用程序图标（或单击开始/程序/MATLAB中的MATLAB图标）。MATLAB启动后，将显示如图1.9所示的工作界面，它表示MATLAB系统已建立，用户可与MATLAB系统进行交互操作。2023/1/820第1章基础准备与入门1.3MATLAB用户界面概述双击桌面上的MATLAB应用要想退出MATLAB环境，可以使用以下任何一种方式：1.在MATLAB的命令窗口输入“exit”命令。2.在MATLAB的命令窗口输入“quit”命令。3.直接单击MATLAB的命令窗口的按钮。2023/1/821第1章基础准备与入门要想退出MATLAB环境，可以使用以下任何一种方式：2023包含一行标题栏、一行菜单栏、一行工具栏、五个工作窗口和一行注释栏。五个工作窗口分别为:发射台（

LaunchPad）、工作区（Workspace）、命令历史（CommandHistory）、当前路径（CurrentDirectory）和命令窗口（CommandWindows）。历史命令发射台命令窗口

标题栏

菜单栏

常用工具栏

工作区当前路径1.3.2MATLAB的工作界面2023/1/822第1章基础准备与入门包含一行标题栏、一行菜单栏、一行工具栏、五个工作窗口和一行注1.MATLAB菜单及其功能MATLAB的菜单和工具栏界面与Windows程序的界面类似，用户只要稍加实践就可以掌握其功能和使用方法。File（文件）菜单Edit（编辑）菜单View（视图）菜单Window（窗口）菜单Web（连网信息）Help（帮助）菜单

2023/1/823第1章基础准备与入门1.MATLAB菜单及其功能2023/1/823第1章File菜单File菜单所包含的各选项的含义分述如下：【New及其子菜单】：允许用户建立一个新的文件（M文件）、新的图形窗（Fjgure）、仿真模型文件（.mdl）和图形用户界面文件（GUI）。【Open….】：从指定的相应路径和文件名打开一个已经存在的文件。【CloseCommandWindow】：关闭命令窗口。【ImportData】：从其他文件导入数据，并在弹出的对话框选择文件名和路径。【SaveWorkspaceAs….】：将工作空间中的所有变量数据保存在指定路径下相应的文件中。【Setpath】：设置MATLAB的搜索路径。【Perferences…】：允许用户对系统的一些性能参数进行设置，如数据格式、字体大小与颜色等。2023/1/824第1章基础准备与入门File菜单2023/1/824第1章基础准备与入门Edit菜单：用于复制、粘贴等操作，与一般的windows程序类似，在此不作详细介绍。Debug菜单：用于设置程序的调试。Desktop菜单：用于设置主窗口中需要打开的窗口。Windows菜单：提供了在已打开的各窗口之间切换的功能。Help菜单：用于进入不同的帮助系统。2023/1/825第1章基础准备与入门Edit菜单：用于复制、粘贴等操作，与一般的windows程当用户单击“Currentdirectory”窗口时，使得该窗口成为当前窗口，那么会增加一个如图1.11所示的View菜单，用于设置如何显示当前目录下的文件。图1.11单击当前窗口时增加View菜单当用户单击“Workspace”窗口时，使得该窗口成为当前窗口，那么会增加如图1.12所示的View菜单和Graphics菜单。菜单View用于设置如何在工作空间管理窗口中显示变量，菜单Graphics用于打开绘图的工具，用户可以使用这些工具来绘制变量。

2023/1/826第1章基础准备与入门当用户单击“Currentdirectory”窗口时，使得2、MATLAB工具栏

用MATLAB的M文件编辑器新建一个M文件；用MATLAB编辑器打开一个文件；将选中的内容剪切到剪贴板；将选中的内容复制到剪贴板；将剪贴板中的内容粘贴到光标指定的位置；撤消最近一次的操作；打开Simulink浏览器；打开MATLAB帮助窗口。当前工作路径2023/1/827第1章基础准备与入门2、MATLAB工具栏用MATLAB的M文件编辑器3.命令窗口命令窗口是进行MATLAB操作最主要的窗口，如图1.14所示，“>>”为运算提示符，表示MATLAB处于准备状态。在该窗口中，用户可以运行函数、执行MATLAB的基本操作命令，以及对MATLAB系统的参数设置等操作。MATLAB具有良好的交互性，当在提示符后输入一段正确的运算式时，只需按Enter键，命令窗口中就会直接显示运算结果。在MATLAB命令窗口中运行的所有命令都共享一个相同的工作空间，所以它们共享所有的变量，初学者应当重视2023/1/828第1章基础准备与入门3.命令窗口2023/1/828第1章基础准备与入门当用户使用命令窗口进行工作时，用户可以根据需要，对数值计算结果的显示格式、字体风格、大小等进行设置。设置命令窗口时，首先选择“File”菜单中的“Perferences”项，则会出现如图1.15所示的参数设置对话框，单击Commandwindows标签即可进入命令窗口的设置。2023/1/829第1章基础准备与入门当用户使用命令窗口进行工作时，用户可以根据需要，对数值计算结4.工作空间窗口工作空间窗口是MATLAB的重要组成部分，例如表达式x=100产生了一个名为x的变量，而且这个变量x被赋予值100，这个值就被存储在计算机的内存中。工作空间窗口就是用来显示当前计算机内存中MATLAB变量的名称、数据结构、该变量的字节数及其类型，在MATLAB中不同的变量类型对应不同的变量名图标，如图1.16所示。在MATLAB命令窗口中运行的所有命令都共享一个相同的工作空间，所以它们共享所有的变量，初学者应当重视。2023/1/830第1章基础准备与入门4.工作空间窗口2023/1/830第1章基础准备与入门在工作空间窗口中，用鼠标双击所选变量则进入数组编辑器（ArrayEditor），如图1.17所示，此时用户可对变量的维数、内容等进行修改。若在工作空间选择某变量后，再单击鼠标右键即可实现对该变量的曲线、曲面等图形的绘制。2023/1/831第1章基础准备与入门在工作空间窗口中，用鼠标双击所选变量则进入数组编辑器（Arr5.当前路径窗口当前路径窗口主要显示当前工作在什么路径下，包括M文件的打开路径等，如图1.18所示。当前路径窗口允许用户对MATLAB的路径进行查看和修改，如果修改了路径立即产生作用。通常启动MATLAB系统之后的默认当前路径是“\Matlab\Work”，如果不改变当前目录，用户自己的工作空间和文件都将保存到该目录。2023/1/832第1章基础准备与入门5.当前路径窗口2023/1/832第1章基础准备与入门6.命令历史窗口在默认设置下，命令历史窗口自动显示于MATLAB界面中，用户也可以选择Desktop/Workspace命令调出或隐藏该命令窗口，其窗口形式如图1.19所示。命令历史窗口显示用户在命令窗口中所输入的每条命令的历史记录，并标明使用时间，这样可以方便用户查询。如果用户想再次执行某条已经执行过的命令，只需在命令历史窗口中双击该命令；如果用户需要从命令历史窗口中删除一条或多条命令，只需选中这些命令，并单击右键，在弹出的快捷菜单中选择Deleteselection命令即可。2023/1/833第1章基础准备与入门6.命令历史窗口2023/1/833第1章基础准备与入门1.4MATLAB的帮助系统MATLAB为用户提供了非常完善的帮助系统，包括帮助命令、帮助窗口、HTML格式帮助、pdf格式帮助及帮助演示等。有效地使用帮助系统所提供的信息，是用户掌握好MATLAB应用最佳途径。2023/1/834第1章基础准备与入门1.4MATLAB的帮助系统MATLAB为用户提供了非常完Matlab常用的窗口帮助命令2023/1/835第1章基础准备与入门Matlab常用的窗口帮助命令2023/1/835第1章MATLAB的帮助浏览器窗口非常全面，几乎包括该软件的所有内容。帮助浏览器窗口如图1.20所示，打开帮助浏览器窗口的方法有以下几种：单击工具栏的“？”图标。选择菜单“help”的不同下拉帮助菜单。选择菜单“desktop”→“help”

1.4.1使用帮助浏览器窗口2023/1/836第1章基础准备与入门MATLAB的帮助浏览器窗口非常全面，几乎包括该软件的所有内在图1.20中可以通过帮助主题、索引、搜索和演示4各面板来查找帮助信息。2023/1/837第1章基础准备与入门在图1.20中可以通过帮助主题、索引、搜索和演示4各面板来查MATLAB还提供了丰富的帮助命令，在命令窗口中输入相关命令来得到帮助信息。1.help命令help命令可以获得MATLAB命令和M文件的帮助信息，如果知道准确的命令名称或主题词，使用help命令来查找最快捷。1）获得具体命令的帮助信息help命令名称根据命令名称显示具体命令的用法说明；如果命令名称省略，则列出所有主要的帮助主题，每个帮助主题与MATLAB搜索路径的一个目录名称相对应。1.4.2使用帮助命令2023/1/838第1章基础准备与入门MATLAB还提供了丰富的帮助命令，在命令窗口中输入相关命令2）分类搜索帮助信息当用户希望知道某类命令的帮助信息时，使用help进行分类搜索帮助信息。help类型名通过分类搜索可以得出该类的所有命令。help分类搜索类型表如表1.2所示。表1.2help分类搜索类型类型名内容类型名内容general通用命令graphics通用图形函数elfun基本数学函数control控制系统工具箱函数elmat基本矩阵和矩阵操作ops操作符和特殊字符matfun矩阵函数，数值线性代数polyfun多项式和内插函数datafun数据分析和傅里叶变换lang语言结构和调试strfun字符串函数demos演示命令iofun低级文件输入输出函数funfun非线性数值功能函数2023/1/839第1章基础准备与入门2）分类搜索帮助信息类型名内容类型名内容general通用命2.lookfor命令lookfor命令是在所有的帮助条目中搜索关键字，常用来查找具有某种功能而不知道准确名字的命令。lookfortopiclookfor命令是对知道关键字的文件进行查找，由于要查找的文件很多需要较长时间，可能会出现很多查找的结果。2.打开帮助窗口命令打开帮助浏览器窗口的常用命令有：helpwin：打开帮助窗口。helpdesk：打开帮助桌面。demo：打开演示窗口。2023/1/840第1章基础准备与入门2.lookfor命令2023/1/840第1章基础准备1.Demos演示Demos演示界面操作非常方便，为用户提供了图文并茂的演示实例。通过演示程序学习是一个很好的学习方法。打开“MATLABDemoWindow”有几种方法：在MATLAB界面单击菜单“help”→“demos”在MATLAB命令窗口中，运行“Demos”命令，例如“demosmatlabprogramming”。在帮助导航/浏览器窗口中，选择“demos”面板。2.PDF帮助MATLAB把帮助导航/浏览器中的部分内容制成了PDF文件，PDF文件被分类存放在“….matlab\help\pdf-doc”文件夹中。打开这种PDF文件有两种方法：在资源管理器中打开在“….\matlab\help\pdf-doc”文件夹下的相应PDF文件，用鼠标双击文件即可用Acrobatreader打开。在帮助导航/浏览器窗口的左侧帮助导航器中，用鼠标展开所需主题的目录数，再选中该主题下的“printabledocumentation(PDF)”，在打开的超文本页面中，点击PDF超链接，就会自动引出并打开相应的PDF帮助文件。1.4.3其他帮助2023/1/841第1章基础准备与入门1.Demos演示1.4.3其他帮助2023/1/8413.通过Web查找帮助信息MathWorks公司提供了技术支持网站，通过该网站用户可以找到相关的MATLAB书籍介绍、MATLAB使用建议、常见问题解答和其他MATLAB用户提供的应用程序等。在MATLAB工作界面或各独立出现的窗口中选择菜单“help”→“websources”，选择其下拉菜单项进入web查询。也可以登陆网址来查询最新的信息。2023/1/842第1章基础准备与入门3.通过Web查找帮助信息2023/1/842第1章基础远程帮助系统除以上3种方法可以获得帮助以外，还可以通过网络获得远程帮助，例如在MathWorks公司的主页()上可以找到很多有用的信息。国内的一些网站也有丰富的信息资源，例如MATLAB中国：/MATLAB中文论坛：/。另外，还有很多别的专业学习论坛上面也有关于MATLAB在各领域应用方面的内容，用户可以到这些论坛上交流学习。例如/

2023/1/843第1章基础准备与入门远程帮助系统2023/1/843第1章基础准备与入门例1-1绘制函数y=2sin(1+x)的图像，并计算当x=0.5时的函数值。

x=(1:0.1:10);%给出自变量x的定义域y=2*sin(1+x);%写出函数形式plot(x，y)%绘出函数图形y=2*sin(1+0.5)%求当x=0.5时的y值，其后不加分号，直接在窗口中给出结果

y=1.9950%输出y的计算结果2023/1/844第1章基础准备与入门例1-1绘制函数y=2sin(1+x)的图像，并计算当例1-2绘制函数y=3x3-10x2+5x-8的图像fori=1:100x(i)=0.1*i;y(i)=3*x(i)^3-10*x(i)^2+5*x(i)-8;endplot(x,y)2023/1/845第1章基础准备与入门例1-2绘制函数y=3x3-10x2+5x-8的图像f第1章上机练习（1）以两种方式打开MATLAB工作窗口，进入MATLAB7.0的工作环境，并退出。（2）尝试、熟悉MATLAB7.0的各栏菜单以及各个工具栏的功能。（3）重新启动MATLAB7.0，进入MATLAB工作窗口，用who命令查看当前工作空间内有无变量及其值。（4）绘制函数y=cos(5x+2)/sin(3x+1)的图像，并求解当x=2时的函数值。（5）此时再次用who命令查看工作空间内的变量名及其值，与（3）比较，同时用whos命令查看变量，比较与who命令的不同。（6）熟练掌握MATLAB的通用命令。（7）练习并熟练掌握MATLAB的帮助命令，学会利用MATLAB的帮助信息。（8）用lookfor命令查找函数cos的信息，并与help命令查找的结果相比较，注意采用两种命令之间的差别。2023/1/846第1章基础准备与入门第1章上机练习（1）以两种方式打开MATLAB工作窗口ThankYou!ThankYou!学时：51（讲课17，上机34）学分：3适用对象：工程类专业本科生教学方法：授课、上机练习和自学相结合考核要求：平时成绩（以上机为主）50%，最终考试50%授课教师：张健（34178323@)上课：星期1（1、2节），教1-528上机：星期1（7、8、9、10节），教1-608Matlab工程应用基础

ApplicationofMatlabinEngineering学时：51（讲课17，上机34）学分：3高效的科学计算工具使科技人员终身受益

科学计算工具的发展算盘（最早的计算工具）计算尺（1630年发明）计算器（1970年发明）取代计算尺计算机（1950年发明）科学计算语言为标志中国尚需努力2023/1/849第1章基础准备与入门高效的科学计算工具使科技人员终身受益

科学计算工具的发展算盘工具改进教学科研计算机取代计算器更有革命性的影响与计算器取代计算尺的过程有三点不同（1）效率提高（2）影响理论研究和建模方法（3）需要一定的培训为什么学习MATLAB？2023/1/850第1章基础准备与入门工具改进教学科研计算机取代计算器更有革命性的影响2023/1教学基本要求1.了解Matlab语言特点、熟悉Matlab视窗环境、掌握Matlab帮助功能的基本使用方法。2.掌握Matlab中变量和函数的有关概念、以及矩阵和多项式的构造和运算方法。初步具有将一般数学问题转化为计算模型的能力，并能够使用常用的几种常用的函数进行简单的问题求解。3.搞清符号变量和符号表达式的定义，并能用符号运算解决一般的微积分和方程求解问题。掌握Matlab程序设计的几种基本控制转移语句，学会使用数组和简单M文件的编程，了解类和对象的概念。4.掌握二维平面图形和三维立体图形的绘制方法，进行数据可视化处理。理解用户图形界面程序的构造，掌握编程方法。5.能够使用Matlab在电路、信号系统、通信中进行仿真2023/1/851第1章基础准备与入门教学基本要求1.了解Matlab语言特点、熟悉Matlab视第一章基础准备与入门电子信息工程教研室第一章基础准备与入门电子信息工程教研室2023/1/8本章学习内容MATLAB是矩阵实验室（Matrix

Laboratory）之意。除具备卓越的数值计算能力外，它还提供了专业水平的符号计算，文字处理，可视化建模仿真和实时控制等功能。本章主要介绍MATLAB的基本情况、安装过程、用户界面等。53第1章基础准备与入门2023/1/8本章学习内容MATLAB是矩阵实验室（Mat1.1MATLAB概述MATLAB是一种科学计算软件，适用于工程应用各领域的分析设计与复杂计算，它使用方便，输入简捷，运算高效且内容丰富，很容易由用户自行扩展。因此，当前已成为美国和其他发达国家大学数学和科学研究中最常用且必不可少的工具。2023/1/854第1章基础准备与入门1.1MATLAB概述MATLAB是一种科学计算软件，适1.1.1MATLAB产生的历史背景70年代中后期，cleveMoIg博士和其同事在美国国家科学基金的资助下开发了调用EISPACK和LINPACK的NRTRM子程序库。EISPACK是特征值求解的FORTRAN程序库，LINPACK是解线性方程的程序库。在当时，这两个程序库代表矩阵运算的最高水平。2023/1/855第1章基础准备与入门1.1.1MATLAB产生的历史背景70年代中后期，cle到70年代后期，身为美国NewMexico大学计算机系系主任的CleveMoler，在给学生讲授线性代数课程时，想教学生使用EISPACK和LINPACK程序库，但他发现学生用FORTRAN编写接口程序很费时间，于是他开始自己动手，利用业余时间为学生编写EISPACK和LINPACK的接口程序。CleveMoler给这个接口程序取名为MATLAB，该名为矩阵(matrix)和实验室(1aboratry)两个英文单词的前三个字母的组合。在以后的数年里，MATLAB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件广为流传。2023/1/856第1章基础准备与入门到70年代后期，身为美国NewMexico大学计算机系系主目前，在大学里，MATLAB已成为线性代数、自动控制理论、数理统计、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真等高级课程的基本教学工具；成为攻读学位的大学生、硕士生、博士生必须掌握的基本技能。1984年，C1eveMoler和JohnLittle成立了Mathworks公司，正式把MATLAB推向市场。

2023/1/857第1章基础准备与入门目前，在大学里，MATLAB已成为线性代数、自动控制理论、数1.1.2MATLAB的语言特点1.运算符丰富2.语言简单易学，容易使用，库函数极其丰富3.MATLAB既具有结构化的控制语句，又有面向对象编程的特性。4.程序限制不严格，程序设计自由度大2023/1/858第1章基础准备与入门1.1.2MATLAB的语言特点1.运算符丰富2023/5.程序的可移植性很好6.MATLAB的图形功能强大7.功能强大的工具箱8.源程序的开放性9、MATLAB的缺点2023/1/859第1章基础准备与入门5.程序的可移植性很好2023/1/812第1章基础准备1.1.3MATLAB的组成1.MATLAB开发环境是一个集成的工作环境，包括MATLAB命令窗口、文件编辑调试器、工作空间、数组编辑器和在线帮助文档等。2.MATLAB语言具有程序流程控制、函数、数据结构、输入输出和面向对象的编辑特点，是基于矩阵/数组的语言。3.MATLAB的数学函数库包含了大量的计算算法，包括基本函数、矩阵运算和复杂算法等。4.MATLAB的图形处理系统能够将二维和三维数组的数据用图形表示出来，并可以实现图像处理、动画显示和表达式作图等功能。5.MATLAB应用程序接口使MATLAB语言能与C或FORTRAN等其他编程语言进行交互。2023/1/860第1章基础准备与入门1.1.3MATLAB的组成1.MATLAB开发环境是一个1.2MATLAB的安装与内容选择MATLAB只有在适当的外部环境中才能正常运行。因此，恰当地配置外部系统是保证MATLAB运行良好的先决条件。对于在PC机上使用MATLAB的用户来说，需要自己安装MATLAB。下面介绍从光盘上安装MATLAB的方法。随着MATLAB版本的更新，安装也越来越简便，对于MATLAB7.1，用户只要按照安装界面的提示逐步进行即可。2023/1/861第1章基础准备与入门1.2MATLAB的安装与内容选择MATLAB只有在适当的Step1：安装前的准备Step2：开始安装Step3：输入用户信息Step4：浏览如图1.3所示的软件许可协议（LicenseAgreement）Step5：选择安装类型2023/1/862第1章基础准备与入门Step1：安装前的准备2023/1/815第1章基础准组件名称功能1、必须选择的本原性组件MATLAB这是最核心的部分。没有它就没有MATLAB环境。有了它，就可以对各类数据（除符号类数据外）进行操作、运算和可视化2.最常用的通用性工具包组件SymbolicMath符号类数据的操作和计算3.其他通用性工具包组件Simulink不用编写程序，利用方块图实现建模和仿真；主要用于研究微分和差分方程描写的非线性动态系统Optimization包含求函数零点、极值、规划等优化程序MatlabComplier把MATLAB的M文件编译成DLL文件，或EXE独立应用程序MatlabC/C++MathLibiary与MATLABComplier配合使用MatlabC/C++GraphicLibiary与MATLABComplier配合使用4.常用专业性工具包组件ControlSystemMatlab涉及控制的工具包有10多个，而本栏工具包是最基本的，是解决控制问题所必选的。至于其他控制工具包则是用户根据需要选择的SignalProcessing是MATLAB信号处理中的基本工具包Spline内含样条和差值函数Statistics包含进行复杂统计分析所需的程序5.其他专业性工具包组件（举例）Stateflow与Simulink配合使用，主要用于较大型、复杂的（离散事件）动态系统的建模、分析、仿真SystemIdentification据时域信号进行动态系统的辨识………..2023/1/863第1章基础准备与入门1、必须选择的本原性组件MATLAB这是最核心的部分。没有它Step6：定义安装的目录和所要求安装的产品，图1.5是自定义安装类型的设置界面。Step7：确认前面设置的安装目录，如图1.6单击“Intall”安装按钮就可以进行安装，并显示一个用以表示当前安装进度的对话框图1.7。如果用户安装的产品不在当前的光盘上，则会弹出一个对话框。用户只要按照安装提示插入另一张光盘即可继续安装。2023/1/864第1章基础准备与入门Step6：定义安装的目录和所要求安装的产品，图1.5是自定Step8：阅读产品配置报告，如图1.8所示。Step9：完成安装，当安装完毕时，会自动弹出setupcomplete对话框。在该对话框中，用户可以选择在退出安装后自动启动MATLAB7.1，如果用户不希望退出安装后自动启动它，可以取消选择框。单击“Finish”按钮结束安装。2023/1/865第1章基础准备与入门Step8：阅读产品配置报告，如图1.8所示。2023/1/如果把MATLAB安装在C盘，重装系统时所有资料容易丢失，所以，一般情况下，建议不要将MATLAB的Work文件夹放在C盘。在“\Matlab\bin”路径的目录下存放着MATLAB的许多重要文件，如果用户操作不慎，比如误删了一些重要的系统文件，MATLAB的允许就可能出现意想不到的问题，所以对MATLAB初学者来说，这一点更应该引起注意。2023/1/866第1章基础准备与入门如果把MATLAB安装在C盘，重装系统时所有资料容易丢失，所1.3MATLAB用户界面概述双击桌面上的MATLAB应用程序图标（或单击开始/程序/MATLAB中的MATLAB图标）。MATLAB启动后，将显示如图1.9所示的工作界面，它表示MATLAB系统已建立，用户可与MATLAB系统进行交互操作。2023/1/867第1章基础准备与入门1.3MATLAB用户界面概述双击桌面上的MATLAB应用要想退出MATLAB环境，可以使用以下任何一种方式：1.在MATLAB的命令窗口输入“exit”命令。2.在MATLAB的命令窗口输入“quit”命令。3.直接单击MATLAB的命令窗口的按钮。2023/1/868第1章基础准备与入门要想退出MATLAB环境，可以使用以下任何一种方式：2023包含一行标题栏、一行菜单栏、一行工具栏、五个工作窗口和一行注释栏。五个工作窗口分别为:发射台（

LaunchPad）、工作区（Workspace）、命令历史（CommandHistory）、当前路径（CurrentDirectory）和命令窗口（CommandWindows）。历史命令发射台命令窗口

标题栏

菜单栏

常用工具栏

工作区当前路径1.3.2MATLAB的工作界面2023/1/869第1章基础准备与入门包含一行标题栏、一行菜单栏、一行工具栏、五个工作窗口和一行注1.MATLAB菜单及其功能MATLAB的菜单和工具栏界面与Windows程序的界面类似，用户只要稍加实践就可以掌握其功能和使用方法。File（文件）菜单Edit（编辑）菜单View（视图）菜单Window（窗口）菜单Web（连网信息）Help（帮助）菜单

2023/1/870第1章基础准备与入门1.MATLAB菜单及其功能2023/1/823第1章File菜单File菜单所包含的各选项的含义分述如下：【New及其子菜单】：允许用户建立一个新的文件（M文件）、新的图形窗（Fjgure）、仿真模型文件（.mdl）和图形用户界面文件（GUI）。【Open….】：从指定的相应路径和文件名打开一个已经存在的文件。【CloseCommandWindow】：关闭命令窗口。【ImportData】：从其他文件导入数据，并在弹出的对话框选择文件名和路径。【SaveWorkspaceAs….】：将工作空间中的所有变量数据保存在指定路径下相应的文件中。【Setpath】：设置MATLAB的搜索路径。【Perferences…】：允许用户对系统的一些性能参数进行设置，如数据格式、字体大小与颜色等。2023/1/871第1章基础准备与入门File菜单2023/1/824第1章基础准备与入门Edit菜单：用于复制、粘贴等操作，与一般的windows程序类似，在此不作详细介绍。Debug菜单：用于设置程序的调试。Desktop菜单：用于设置主窗口中需要打开的窗口。Windows菜单：提供了在已打开的各窗口之间切换的功能。Help菜单：用于进入不同的帮助系统。2023/1/872第1章基础准备与入门Edit菜单：用于复制、粘贴等操作，与一般的windows程当用户单击“Currentdirectory”窗口时，使得该窗口成为当前窗口，那么会增加一个如图1.11所示的View菜单，用于设置如何显示当前目录下的文件。图1.11单击当前窗口时增加View菜单当用户单击“Workspace”窗口时，使得该窗口成为当前窗口，那么会增加如图1.12所示的View菜单和Graphics菜单。菜单View用于设置如何在工作空间管理窗口中显示变量，菜单Graphics用于打开绘图的工具，用户可以使用这些工具来绘制变量。

2023/1/873第1章基础准备与入门当用户单击“Currentdirectory”窗口时，使得2、MATLAB工具栏

用MATLAB的M文件编辑器新建一个M文件；用MATLAB编辑器打开一个文件；将选中的内容剪切到剪贴板；将选中的内容复制到剪贴板；将剪贴板中的内容粘贴到光标指定的位置；撤消最近一次的操作；打开Simulink浏览器；打开MATLAB帮助窗口。当前工作路径2023/1/874第1章基础准备与入门2、MATLAB工具栏用MATLAB的M文件编辑器3.命令窗口命令窗口是进行MATLAB操作最主要的窗口，如图1.14所示，“>>”为运算提示符，表示MATLAB处于准备状态。在该窗口中，用户可以运行函数、执行MATLAB的基本操作命令，以及对MATLAB系统的参数设置等操作。MATLAB具有良好的交互性，当在提示符后输入一段正确的运算式时，只需按Enter键，命令窗口中就会直接显示运算结果。在MATLAB命令窗口中运行的所有命令都共享一个相同的工作空间，所以它们共享所有的变量，初学者应当重视2023/1/875第1章基础准备与入门3.命令窗口2023/1/828第1章基础准备与入门当用户使用命令窗口进行工作时，用户可以根据需要，对数值计算结果的显示格式、字体风格、大小等进行设置。设置命令窗口时，首先选择“File”菜单中的“Perferences”项，则会出现如图1.15所示的参数设置对话框，单击Commandwindows标签即可进入命令窗口的设置。2023/1/876第1章基础准备与入门当用户使用命令窗口进行工作时，用户可以根据需要，对数值计算结4.工作空间窗口工作空间窗口是MATLAB的重要组成部分，例如表达式x=100产生了一个名为x的变量，而且这个变量x被赋予值100，这个值就被存储在计算机的内存中。工作空间窗口就是用来显示当前计算机内存中MATLAB变量的名称、数据结构、该变量的字节数及其类型，在MATLAB中不同的变量类型对应不同的变量名图标，如图1.16所示。在MATLAB命令窗口中运行的所有命令都共享一个相同的工作空间，所以它们共享所有的变量，初学者应当重视。2023/1/877第1章基础准备与入门4.工作空间窗口2023/1/830第1章基础准备与入门在工作空间窗口中，用鼠标双击所选变量则进入数组编辑器（ArrayEditor），如图1.17所示，此时用户可对变量的维数、内容等进行修改。若在工作空间选择某变量后，再单击鼠标右键即可实现对该变量的曲线、曲面等图形的绘制。2023/1/878第1章基础准备与入门在工作空间窗口中，用鼠标双击所选变量则进入数组编辑器（Arr5.当前路径窗口当前路径窗口主要显示当前工作在什么路径下，包括M文件的打开路径等，如图1.18所示。当前路径窗口允许用户对MATLAB的路径进行查看和修改，如果修改了路径立即产生作用。通常启动MATLAB系统之后的默认当前路径是“\Matlab\Work”，如果不改变当前目录，用户自己的工作空间和文件都将保存到该目录。2023/1/879第1章基础准备与入门5.当前路径窗口2023/1/832第1章基础准备与入门6.命令历史窗口在默认设置下，命令历史窗口自动显示于MATLAB界面中，用户也可以选择Desktop/Workspace命令调出或隐藏该命令窗口，其窗口形式如图1.19所示。命令历史窗口显示用户在命令窗口中所输入的每条命令的历史记录，并标明使用时间，这样可以方便用户查询。如果用户想再次执行某条已经执行过的命令，只需在命令历史窗口中双击该命令；如果用户需要从命令历史窗口中删除一条或多条命令，只需选中这些命令，并单击右键，在弹出的快捷菜单中选择Deleteselection命令即可。2023/1/880第1章基础准备与入门6.命令历史窗口2023/1/833第1章基础准备与入门1.4MATLAB的帮助系统MATLAB为用户提供了非常完善的帮助系统，包括帮助命令、帮助窗口、HTML格式帮助、pdf格式帮助及帮助演示等。有效地使用帮助系统所提供的信息，是用户掌握好MATLAB应用最佳途径。2023/1/881第1章基础准备与入门1.4MATLAB的帮助系统MATLAB为用户提供了非常完Matlab常用的窗口帮助命令2023/1/882第1章基础准备与入门Matlab常用的窗口帮助命令2023/1/835第1章MATLAB的帮助浏览器窗口非常全面，几乎包括该软件的所有内容。帮助浏览器窗口如图1.20所示，打开帮助浏览器窗口的方法有以下几种：单击工具栏的“？”图标。选择菜单“help”的不同下拉帮助菜单。选择菜单“desktop”→“help”

1.4.1使用帮助浏览器窗口2023/1/883第1章基础准备与入门MATLAB的帮助浏览器窗口非常全面，几乎包括该软件的所有内在图1.20中可以通过帮助主题、索引、搜索和演示4各面板来查找帮助信息。2023/1/884第1章基础准备与入门在图1.20中可以通过帮助主题、索引、搜索和演示4各面板来查MATLAB还提供了丰富的帮助命令，在命令窗口中输入相关命令来得到帮助信息。1.help命令help命令可以获得MATLAB命令和M文件的帮助信息，如果知道准确的命令名称或主题词，使用help命令来查找最快捷。1）获得具体命令的帮助信息help命令名称根据命令名称显示具体命令的用法说明；如果命令名称省略，则列出所有主要的帮助主题，每个帮助主题与MATLAB搜索路径的一个目录名称相对应。1.4.2使用帮助命令2023/1/885第1章基础准备与入门MATLAB还提供了丰富的帮助命令，在命令窗口中输入相关命令2）分类搜索帮助信息当用户希望知道某类命令的帮助信息时，使用help进行分类搜索帮助信息。help类型名通过分类搜索可以得出该类的所有命令。help分类搜索类型表如表1.2所示。表1.2help分类搜索类型类型名内容类型名内容general通用命令graphics通用图形函数elfun基本数学函数control控制系统工具箱函数elmat基本矩阵和矩阵操作ops操作符和特殊字符matfun矩阵函数，数值线性代数polyfun多项式和内插函数datafun数据分析和傅里叶变换lang语言结构和调试strfun字符串函数demos演示命令iofun低级文件输入输出函数funfun非线性数值功能函数2023/1/886第1章基础准备与入门2）分类搜索帮助信息类型名内容类型名内容gener