MATLAB概述与MATLAB环境学习课件

MATLAB程序语言设计应自炉五邑大学信息学院2007年第一页，共三十七页。主要内容第一讲、MATLAB概述与MATLAB环境第二讲、MATLAB语言入门基础第三讲、MATLAB图形绘制基本技术第四讲、MATLAB语言与现代科学计算第五讲、MATLAB高级图形绘制技术第六讲、MATLAB语言程序设计第七讲、MATLAB图形用户界面设计第八讲、其他工具箱与Simulink第九讲、测验与考试题第二页，共三十七页。第一讲MATLAB概述

与MATLAB环境1.1MATLAB语言的形成和发展1.2MATLAB语言的特色1.3MATLAB语言的工具箱1.4MATLAB的环境介绍1.5MATLAB的几个基本命令1.6MATLAB的一些入门基本概念1.7MATLAB的联机帮助和网上资源1.8MATLAB基本功能演示第三页，共三十七页。1.1MATLAB语言的形成和发展MATLAB是MATrixLABoratory的意思，是一个交互式的数值计算软件及系统仿真软件早期MATLAB基于FORTRAN版的EISPACK和LINPACK程序包。它们可以说是MATLAB语言的基础今天MATLAB仍利用了LAPACK和ARPACK，这两个软件包代表了当前矩阵算法的最新成果。第四页，共三十七页。1.1MATLAB语言的形成和发展MATLAB语言的首创者CleveMoler教授，由MathWorks公司推出1984年推出了第一个MATLAB的商业版本，1994年推出4.2版本，1997年推出的MATLAB5.0版，现在的最新版是7.3版。第五页，共三十七页。1.2MATLAB语言的特色强大的数值计算功能方便的图形绘制功能提供有极其多的数学函数和面向应用的函数交互功能开放性、方便扩展编程简单建模与动态仿真第六页，共三十七页。1.2MATLAB语言的特色MATLAB系统包含了以下五个大的部分MATLAB开发环境，包括命令窗，工作区，搜索路径等MATLAB数学函数库，包括一系列数学函数MATLAB编程语言，包括各种编程语句，程序开发图形句柄，即MATLAB图形系统MATLABAPI，即与其他语言编程接口第七页，共三十七页。1.3MATLAB语言的工具箱第八页，共三十七页。1.3MATLAB语言的工具箱CommunicationsControlSystemFinancialToolboxFrequencyDomainSystemIdentificationFuzzyLogicHigher-OrderSpectralAnalysisImageProcessingLMIControlMappingModelPredictiveControlNotebookμ-AnalysisandSynthesisNeuralNetworkOptimizationPartialDifferentialEquationQFTControlDesignRobustControlSignalProcessingSplineStatisticsSymbolicMathSystemIdentificationWavelet第九页，共三十七页。1.4MATLAB的环境介绍MATLAB桌面第十页，共三十七页。命令窗是接收用户输入命令与数据的窗口，同时也提供系统菜单，让用户设置MATLAB选项、文件打开、存储、打印设置等功能。工作区为一内存区，存储用户在命令窗和m脚本文件中所用到的所有数据变量。可用“whos”命令查看工作区中的所有数据。也可用“load”命令从文件读入数据到工作区或用“save”命令将工作区数据写入文件中。1.4MATLAB的环境介绍第十一页，共三十七页。命令历史窗，可以用箭头键取出命令历史中的命令，并对该命令进行编辑，方便输入命令。启动窗，用于启动帮助，演示例子等1.4MATLAB的环境介绍第十二页，共三十七页。帮助窗1.4MATLAB的环境介绍第十三页，共三十七页。目录浏览窗1.4MATLAB的环境介绍工作区浏览窗第十四页，共三十七页。编辑与调试窗1.4MATLAB的环境介绍第十五页，共三十七页。命令窗的数据显示格式，显示数值4/31.2345e-61.4MATLAB的环境介绍formatshort1.33330.0000formatshorte1.3333e+0001.2345e-006formatshortg1.33331.2345e-006formatlong1.333333333333330.000formatlonge1.333333333333333e+0001.2345e-006formatlongg1.333333333333331.2345e-006formatbank1.330.00formatrat4/31/810045formathex3ff55555555555553eb4b6231abfd271第十六页，共三十七页。MATLAB的目录结构1.4MATLAB的环境介绍\BIN\WIN32MATLAB系统文件\DEMOSMATLAB演示程序\EXTERN外部编程接口程序\HELP帮助系统\JA国际化文件\JAVAJavaJar文件\NOTEBOOK与Word连接的Notebook\SYSMATLAB与操作系统接口文件\TOOLBOX工具箱目录\UNINSTALL反安装目录\WORK缺省的启动工作目录第十七页，共三十七页。MATLAB\BIN\WIN32目录1.4MATLAB的环境介绍LICENSE.DAT许可证文件MATLAB.EXEMATLAB可执行文件*.DLL,*.EXE,*.BAT其他MATLAB系统文件MATLAB\EXTERN目录\EXAMPLESC或Fortran接口设计例子\INCLUDE开发C等程序的头文件\LIB开发C等程序的库文件\SRC开发C等程序的源文件MATLAB\TOOLBOX\LOCAL目录设置MATLAB环境的M文件第十八页，共三十七页。1.4MATLAB的环境介绍MATLAB\TOOLBOX\MATLAB目录AUDIO声音I/O命令DATAFUN数据分析与傅里叶变换DATATYPES数据类型与数据结构DEMOS演示例子ELFUN基本的数学函数ELMAT基本的矩阵运算函数FUNFUN函数的函数GENERAL一般作用的命令GRAPH2D二维图形绘制GRAPH3D三维图形绘制GRAPHICS一般目的的图形绘制IOFUN低层文件I/O函数LANG程序结构与调试函数MATFUN数值线性代数OPS运算符及特殊符号POLYFUN多项式函数SPARFUN稀疏矩阵SPECFUN特殊数学函数SPECGRAPH特殊图形绘制STRFUN字符串函数TIMEFUN时间日期函数UITOOLS用户界面工具VERTCTRL版本控制WINFUNWindow函数第十九页，共三十七页。1.5MATLAB的几个基本命令Intro

命令：MATLAB入门演示demo

命令：MATLAB及工具箱演示what

命令：查看某目录或工具箱内容who和whos

命令：查看工作区内容help

命令：帮助。help,helpsignal,helpfftpath

命令：设置、修改或查看搜索路径第二十页，共三十七页。1.5MATLAB的几个基本命令演示界面第二十一页，共三十七页。1.6MATLAB的一些入门基本概念目录结构与搜索路径MATLAB软件包含一系列目录，每一目录为一工具箱或MATLAB的一组相关功能的函数集。搜索路径：如前所述，MATLAB的命令或函数大部分为m文件。为使MATLAB能找到这些命令或函数，我们必需将这些命令或函数放在MATLAB的搜索路径上，这可用path命令来实现。这有些类似于DOS环境的路径功能。第二十二页，共三十七页。1.6MATLAB的一些入门基本概念目录结构与搜索路径path命令临时修改MATLAB搜索路径，下次启动MATLAB时这些修改无效。通过修改matlab\matlabrc.m或matlab\toolbox\local\pathdef.m文件可以永久性地修改MATLAB搜索路径。pathtool命令以图形界面方式修改MATLAB搜索路径，这些修改可以是临时的，也可以是永久性的。此外还有addpath命令和rmpath命令。第二十三页，共三十七页。1.6MATLAB的一些入门基本概念命令与函数在MATLAB命令窗输入的有命令和函数两种概念。MATLAB命令就象一般的DOS命令一样，用空格分开后面的参数，如“demomatlab”。命令有内部命令和m文件命令两种。MATLAB函数与一般的函数如C语言中的函数概念类似，有输入输出参数，输入参数用小括号括起来。函数也有内部函数与外部函数之分。有些MATLAB命令实际上也是函数，但把它当命令或函数使用的方式是不同的。如：“demomatlab”将demo作命令使用，而“demo(‘matlab’)将demo在函数使用。第二十四页，共三十七页。1.6MATLAB的一些入门基本概念脚本m文件与函数m文件MATLAB的m文件分两大类：函数m文件和脚本m文件。函数m文件以关键字function起头。它的第一行一般如下所示：function[x,y,...]=fun(a,b,c,…)

函数m文件中出现的变量是局部于函数内部的，因此在MATLAB命令窗中是不可见的，除非用关键字global定义。脚本m文件实际是一系列MATLAB命令的集合，它的作用与在MATLAB命令窗输入的一系列命令等效。该文件中的变量属于工作区，因此在MATLAB命令窗中也是可见的。第二十五页，共三十七页。1.7MATLAB的联机帮助和网上资源命令窗的help命令。如helphelp,helpsignal等等Html文件格式的帮助文档，需要IE等浏览器Pdf文件格式的帮助文档，需用acrobatreader软件联机帮助其他几个与帮助有关的命令：lookfor关键词如：lookfordecompositionwhat目录名如：whatsignalver工具箱名如:vermatlab第二十六页，共三十七页。1.7MATLAB的联机帮助和网上资源网上资源Newsgroupcomp.soft-sys.matlab

其他网址可以用yahoo等搜索工具进行搜索。第二十七页，共三十七页。1.8MATLAB的基本功能演示例一：幻方矩阵>>e=sum(a)e=111111111111111111>>f=sum(b)f=111111111111111111>>b=a'b=353318304132928536672333429262122171213192327101418242520151611>>a=magic(6)a=353318304132928536672333429262122171213192327101418242520151611>>c=diag(a)c=35322171411>>d=diag(flipud(a))d=4533222324>>g=sum(c)g=111>>h=sum(d)h=111第二十八页，共三十七页。1.8MATLAB的基本功能演示例二：二维图形绘制（曲线图plot）>>

x=0:0.05:5;

>>

y=sin(x.^2);

>>

plot(x,y);第二十九页，共三十七页。1.8MATLAB的基本功能演示例二：二维图形绘制（条形图bar）>>

x=-.9:0.2:2.9;

>>

bar(x,exp(-x.*x));

第三十页，共三十七页。1.8MATLAB的基本功能演示例三：线性系统分析求该系统的:单位阶跃响应单位冲激响应Bode图相位稳定裕度和幅度稳定裕度第三十一页，共三十七页。1.8MATLAB的基本功能演示系统描述：>>b=100*[0.011]b=1100>>a=conv([1101