第八章 Matlab软件介绍1.1(一次课)

数学模型与实验

MathematicalmodelingUncertaintyTheoryLaboratory

第八章Matlab软件介绍MATLAB语言是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言，自1984年由美国MathWorks公司推向市场以来，历经十多年的发展与竞争，现已成为国际公认的最优秀的工程应用开发环境。MATLAB功能强大、简单易学、编程效率高，深受广大科技工作者欢迎的.UncertaintyTheoryLaboratory

MATLAB作为线性系统的一种分析和仿真工具，是理工科大学生应该掌握的技术工具，它作为一种编程语言和可视化工具，可解决工程、科学计算和数学学科中许多问题。在欧美各高等院校，MATLAB已经成为线性代数、自动控制理论、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等课程的基本教学工具，成为大学生、硕士生以及博士生必须掌握的基本技能。MATLAB是英文MATrixLABorotory(矩阵实验室)的缩写。

矩阵是MATLAB的核心UncertaintyTheoryLaboratory1、数值计算和符号计算功能MATLAB的数值计算功能包括：矩阵运算、多项式和有理分式运算、数据统计分析、数值积分、优化处理等。符号计算将得到问题的解析解。2、MATLAB语言MATLAB除了命令行的交互式操作以外，还可以程序方式工作。使用MATLAB可以很容易地实现C或FORTRAN语言的几乎全部功能，包括Windows图形用户界面的设计。3、图形功能利用MATLAB的高级图形命令可以轻而易举地绘制二维、三维乃至四维图形，并可进行图形和坐标的标识、视角和光照设计、色彩精细控制等等。一MATLAB特点UncertaintyTheoryLaboratory4、应用工具箱基本部分和各种可选的工具箱。基本部分中有数百个内部函数。其工具箱分为两大类：功能性工具箱和学科性工具箱。功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能、可视建模仿真功能及文字处理功能等。学科性工具箱专业性比较强，如控制系统工具箱、信号处理工具箱、神经网络工具箱、最优化工具箱、金融工具箱等，用户可以直接利用这些工具箱进行相关领域的科学研究。5、易于扩充除内部函数外，所有MATLAB的核心文件和工具箱文件都是可读可改的源文件，用户可修改源文件和加入自己的文件，它们可以与库函数一样被调用。

UncertaintyTheoryLaboratory二MATLAB通用操作界面

MATLAB的进入与运行方式（两种）UncertaintyTheoryLaboratory1、指令窗(CommandWindow)该窗是进行MATLAB各种操作的最主要窗口。在该窗内，可键入各种送给MATLAB运作的指令、函数、表达式；显示除图形外的所有运算结果。2、历史指令窗(CommandHistory)该窗记录已经运作过的指令、函数、表达式；允许用户对它们进行选择复制、重运行、及产生M文件。3、当前目录浏览器(CurrentDirectoryBrowser)在此交互界面中，可以进行当前目录的设置4、工作空间浏览器(WorkspaceBrowser)该窗口列出MATLAB工作空间中所有的变量名、大小、字节数；在该窗中，可对变量进行观察、编辑、提取和保存。UncertaintyTheoryLaboratory5、MATLAB帮助系统MATLAB提供了丰富的帮助信息UncertaintyTheoryLaboratory１、变量和赋值语句MATLAB赋值语句有两种形式：(1)变量=表达式(2)表达式其中“表达式”是用运算符将有关运算量连接起来的式子，其结果是一个矩阵。【注】第二种语句形式下，将表达式的值赋给MATLAB的永久变量ans。三、变量与函数例1举例说明赋值语句的两种用法>>(5*2+1.3-0.8)*10/25ans=4.2000>>x=(5*2+1.3-0.8)*10/25x=4.2000UncertaintyTheoryLaboratoryMATLAB中变量的命名规则是：（1）变量名必须是不含空格的单个词；（2）变量名区分大小写；（3）变量名最多不超过19个字符；（4）变量名必须以字母打头，之后可以是任意字母、数字或下划线，变量名中不允许使用标点符号.例2判断下列变量命名的正误。a11a5_233a45_a35√√××UncertaintyTheoryLaboratory2、数学运算符号及标点符号（1）MATLAB的每条命令后，若为逗号或无标点符号，则显示命令的结果；若命令后为分号，则禁止显示结果.注意：标点符号必须是英文状态下输入（2）“%”后面所有文字为注释.UncertaintyTheoryLaboratory

关系操作符UncertaintyTheoryLaboratory逻辑运算符运算法则：（1）在逻辑运算中，确认非零元素为真，用1表示，零元素为假，用0表示。（2）参与逻辑运算的可以是两个标量、两个同维矩阵或参与逻辑运算的元素一个为标量，另一个为矩阵。在算术、关系、逻辑运算中，算术运算优先级最高，逻辑运算优先级最低。UncertaintyTheoryLaboratory3、数学函数MATLAB内部函数格式：函数名（参数）（多个参数时用逗号间隔）常用数学函数UncertaintyTheoryLaboratory

用MATLAB语言编写的程序，称为M文件。M文件有两类：命令文件和函数文件。四、M文件M文件的建立与编辑建立新的M文件：从MATLAB命令窗口的File菜单中选择New菜单项，再选择M-file命令。编辑已有的M文件：从MATLAB命令窗口的Flie菜单中选择OpenM-file命令。UncertaintyTheoryLaboratory1、命令文件将需要运行的命令编辑到一个命令文件中，然后在MATLAB命令窗口输入该命令文件的名字，就会顺序执行命令文件中的命令。例3建立一个命令文件将变量a,b的值互换。

liti3．m文件：a=1:9;b=[11,12,13;14,15,16;17,18,19];c=a;a=b;b=c;ab在MATLAB的命令窗口中输入liti3，将会执行该命令文件。【注】文件名也必须满足变量命名规则，不能是中文或数字。UncertaintyTheoryLaboratory

MATLAB的内部函数是有限的，有时为了研究某一个函数的各种性态，需要为MATLAB定义新函数，为此必须编写函数文件.函数文件是文件名后缀为M的文件，这类文件的第一行必须是一特殊字符function开始，格式为：

function因变量名=函数名（自变量名）函数值的获得必须通过具体的运算实现，并赋给因变量.

注意：1、函数文件名必须与函数名一致。2、自定义函数表达式必须是因变量等于表达式

Matlab的应用程序也以M文件保存。2、函数文件UncertaintyTheoryLaboratory例4定义函数f(x1,x2)=100(x2-x12)2+(1-x1)2。functionf=fun(x1,x2)f=100*(x2-x1^2)^2+(1-x1)^2;1.建立M文件：fun.m2.可以直接使用函数fun.m例如：计算f(1,2),只需在Matlab命令窗口键入命令：x1=1;x2=2;fun(x1,x2)UncertaintyTheoryLaboratory1、创建简单的数组五、数组x=[abcdef]创建包含指定元素的行向量x=first：last

创建从first开始，加1计数，到last结束的行向量x=first：increment：last

创建从first开始，加increment计数，last结束的行向量x=linspace(first，last，n）

创建从first开始，到last结束，有n个元素的行向量例5举例说明上面数组的四种创建方式。x1=[1,2,3,4]x2=1:9x3=1.1:2:9.2x4=linspace(0,8,5)UncertaintyTheoryLaboratory

2、数组元素的访问（3）直接使用元素编址序号.x([abcd])表示提取数组x的第a、b、c、d个元素构成一个新的数组[x(a)x(b)x(c)x(d)].（2）访问一块元素：x(a：b：c)表示访问数组x的从第a个元素开始，以步长为b到第c个元素（但不超