Matlab工程数值计算应用基础1

Matlab工程应用基础

ApplicationofMatlabinEngineering

学时：32（讲课16，

上机16）

学分：2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）30%，最终考试70%授课教师：姜歌东（gdjiang@)上课：星期2、4（7、8节），西2-西305上机：星期1、3（7、8节），教1-南406使用教材及参考书1.苏晓生，《掌握Matlab6.0及其工程应用》，北京科学出版社2002。2.王沫然编，《Matlab与科学计算》（第2版），电子工业出版社，2003。3.Magrab,EdwardB.著，高会生等译，《Matlab原理与工程应用》，北京电子工业出版社，2002。4.精锐创作组编著，《Matlab6.0科学运算完整解决方案》，人民邮电出版社，2001。课程的性质、目的和任务Matlab是一个可视化的计算程序，被广泛地应用在科学运算领域里。它具有功能强大、使用简单等特点，内容包括：数值计算、符号计算、数据拟合、图形图像处理、系统模拟和仿真分析等功能。此外，用Matlab还可以进行动画设计、有限元分析等。本课程的目的是使学生能够运用Matlab进行一般的工程计算，掌握Matlab的基本技术（基本计算、矩阵处理、符号运算和图形显示技术等），为将来从事工程技术方面的产品开发、科学研究、工程计算和管理打下一定的基础。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。第1章Matlab概述

1、Matlab简介

2、Matlab的工作环境

3、Matlab帮助系统

Matlab简介1、MATLAB的起源与发展MATLAB是“矩阵实验室”（MATrixLABoratory）的缩写，最初版本是由CleveMoler博士用FORTRAN语言开发的矩阵分析软件。80年代初期，由CleveMoler和JohnLittle采用C语言改写了MATLAB的内核。成立了Mathworks软件开发公司，并于1984年将MATLAB正式推向市场。1992年初推出了应用于Windows操作系统的MATLAB4.x版本。1997年推出5.1版本。1998年推出5.2版本。1999年推出MATLAB5.3版本，MATLAB5.3对应于Release11。2000年又推出了更为简便易学的MATLAB6.0版本，MATLAB6.0对应于Release12。Matlab简介2、MATLAB的主要特点MATLAB的基本单位为矩阵.MATLAB语言以解释方式工作.具有非常友好的人机界面。具有强大的作图和数据可视化功能.具有极强的可扩展性。3、MATLAB的基本组成MATLAB主程序、Simulink动态系统仿真和MATLAB工具箱（Toolbox）三大部分组成。主程序包括了MATLAB语言、工作环境、句柄图形、数学函数库和应用程序接口五部分.Matlab工作环境界面1.MATLAB的启动

桌面快捷方式启动开始菜单方式启动2.MATLAB和退出

Matlab菜单命令/关闭按钮在Matlab命令窗口输入exit或quitMatlab工作环境界面包含一行标题栏、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、MATLAB

菜单项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Matlab工作环境界面Matlab工作环境界面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。

Matlab工作环境界面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Matlab工作环境界面例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)Matlab工作环境界面3、MATLAB通用命令Matlab帮助系统1、Matlab联机帮助#工具条中的？按钮；#help菜单栏中前2项中的任何一项；#在命令窗口中执行helpdesk或doc。2、Matlab的网上资源

web菜单栏Matlab帮助系统3、Matlab常用的窗口帮助命令Matlab帮助系统help命令直接输入help，MATLAB将列出所有的帮助主题，每个帮助主题对应于MATLAB搜索路径中的一个目录；help后加帮助主题，可获得指定帮助主题的帮助信息；help后加函数名；help后加命令名，将得到指定命令的用法；Matlab帮助系统demo命令基本矩阵演示窗口MATLAB演示窗口Matlab帮助系统helpwin命令用于打开MATLAB的帮助文件窗Matlab帮助系统lookfor命令允许用户通过完整的或部分关键字来搜索要查找的内容who和whos的作用是列出在MATLAB工作内存中驻留的变量名exist命令用来查找或检查变量和函数的存在性第1章上机练习（1）以两种方式打开MATLAB工作窗口，进入MATLAB6.0的工作环境，并退出。（2）尝试、熟悉MATLAB6.0的各栏菜单以及各个工具栏的功能。（3）重新启动MATLAB6.0，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。MATLAB编辑MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室）。是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语