MATLAB應用（一）——MATLAB入門

1、MATLAB應用 (一) MATLAB入門2 Matlab啟動與界面 變量與函數(shù) 數(shù)組 矩陣 MATLAB編程MATLAB入門-軟件啟動與界面3 MATLAB作為線性系統(tǒng)的一種分析和仿真工具， 作為一種編程語言和可視化工具，可解決工程、 科學計算和數(shù)學學科中許多問題。 MATLAB建立在向量、數(shù)組和矩陣的基礎上， 使用方便，人機界面直觀，輸出結果可視化。 矩陣是MATLAB的核心MATLAB入門-軟件啟動與界面4 啟動MATLAB入門-軟件啟動與界面5 界面MATLAB入門-軟件啟動與界面6 界面設置MATLAB入門-軟件啟動與界面7 MATLAB中變量的命名規(guī)則是： (1) 變量名必須是不含

2、空格的單個詞； (2) 變量名區(qū)分大小寫； (3) 變量名最多不超過19個字符； (4) 變量名必須以字母打頭，之后可以是任意字母、 數(shù)字或下劃線，變量名中不允許使用標點符號。1、變量變量與函數(shù)8特殊變量表變量與函數(shù)92、數(shù)學運算符號及標點符號變量與函數(shù)10(1) MATLAB的每條命令后，若為逗號或無標點符號， 則顯示命令的結果；若命令后為分號，則禁止顯示 結果. (2)“%” 后面所有文字為注釋. (3) “.”表示續(xù)行.變量與函數(shù)113、數(shù)學函數(shù)變量與函數(shù)12 MATLAB的內部函數(shù)是有限的，有時為了研究某一個函數(shù)的各種特性，需要為MATLAB定義新函數(shù)，為此必須編寫函數(shù)文件。 函數(shù)文件

3、是文件名后綴為M的文件，這類文件的第一行必須是一特殊字符function開始，格式為： function 因變量名=函數(shù)名 (自變量名)函數(shù)值的獲得必須通過具體的運算實現(xiàn)，并賦給因變量。4、M文件變量與函數(shù)13M文件建立方法：1) 在Matlab中，點: File-New-M-file 2) 在編輯窗口中輸入程序內容3) 點：File-Save，存盤，M文件名必須與函數(shù)名一致。 Matlab的應用程序也以M文件保存。變量與函數(shù)14例：定義函數(shù) f(x1, x2)=100(x2-x12)2+(1-x1)2function f = fun(x) f = 100*(x(2)-x(1)2)2+(1-x

4、(1)21). 建立M文件：fun.m2). 可以直接使用函數(shù)fun.m例如：計算 f(1,2), 只需在Matlab命令窗口鍵入命令： x = 1 2 fun(x)MATLAB(fun)變量與函數(shù)151、創(chuàng)建簡單的數(shù)組x = a b c d e f 創(chuàng)建包含指定元素的行向量x = first：last 創(chuàng)建從first開始，加1計數(shù)，到last結束的行向量x = first：increment：last 創(chuàng)建從first開始，加increment計數(shù)，last結束的行向量數(shù) 組16x = logspace(first，last，n） 創(chuàng)建從開始，到結束，有n個元素的對數(shù)分隔行向量。x = l

5、inspace(first，last，n） 創(chuàng)建從first開始，到last結束，有n個元素的行向量MATLAB(shuzu1)數(shù) 組17 2、 數(shù)組元素的訪問MATLAB(shuzu2) (3) 直接使用元素編址序號： x(a b c d) 表示提取數(shù)組x 的第a、b、c、d個元素構成一個新的數(shù)組 x(a) x(b) x(c) x(d). (2) 訪問一塊元素： x(a ：b ：c)表示訪問數(shù)組x的從第a個 元素開始，以步長為b到第c個元素 (但不超過c)，b可 以為負數(shù)，b缺省時為1. (1) 訪問一個元素： x(i)表示訪問數(shù)組x的第i個元素. 數(shù) 組18 前面例子中的數(shù)組都是一行數(shù)列，

6、是行方向分布的。稱之為行向量。數(shù)組也可以是列向量，它的數(shù)組操作和運算與行向量是一樣的，唯一的區(qū)別是結果以列形式顯示. 產生列向量有兩種方法： 直接產生 例 c = 1；2；3；4 轉置產生 例 b = 1 2 3 4; c = b 說明：以空格或逗號分隔的元素指定的是不同列的元素，而以分號分隔的元素指定了不同行的元素. 3、數(shù)組的方向數(shù) 組194、數(shù)組的運算 (1) 標量-數(shù)組運算 數(shù)組對標量的加、減、乘、除、乘方是數(shù)組的每個元 素 對該標量施加相應的加、減、乘、除、乘方運算。設：a = a1, a2, , an, c = 標量則：a + c = a1+c, a2+c, , an+c a.*c

7、 = a1*c, a2*c, , an*c a./c = a1/c, a2/c, , an/c(右除） a.c = c/a1, c/a2, , c/an (左除） a.c = a1c, a2c, , anc c.a = ca1, ca2, , can MATLAB(shuzu3)數(shù) 組20 (2) 數(shù)組-數(shù)組運算 當兩個數(shù)組有相同維數(shù)時，加、減、乘、除、冪運算可 按元素對元素方式進行的，不同大小或維數(shù)的數(shù)組是不能進 行運算的. 設：a = a1, a2, , an, b = b1, b2, , bn則：a + b = a1+b1, a2+b2, , an+bn a.*b = a1*b1, a2

8、*b2, , an*bn a./b = a1/b1, a2/b2, , an/bn a.b = b1/a1, b2/a2, , bn/an a.b = a1b1, a2b2, , anbnMATLAB(shuzu4)數(shù) 組21 逗號或空格用于分隔某一行的元素，分號用于區(qū)分不同的行。除了分號，在輸入矩陣時，按 Enter 鍵也表示開始一新行。輸入矩陣時，嚴格要求所有行有相同的列。 例 m = 1 2 3 4 ；5 6 7 8；9 10 11 12 p = 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 1、矩陣的建立矩 陣22特殊矩陣的建立：MATLAB(matrix1)d = eye(m，n)

9、 產生一個m行、n列的單位矩陣c = ones(m，n) 產生一個m行、n列的元素全為1的矩陣b = zeros(m，n) 產生一個m行、n列的零矩陣A = 產生一個空矩陣，當對一項操作無結果時，返回 空矩陣，空矩陣的大小為零。矩 陣232、矩陣中元素的操作 (1) 矩陣A的第r行：A(r，:) (2) 矩陣A的第r列：A(:，r) (4) 取矩陣A的第i1i2行、第j1j2列構成新矩陣:A(i1:i2, j1:j2) (5) 以逆序提取矩陣A的第i1i2行，構成新矩陣:A(i2:-1:i1，:) (3) 依次提取矩陣A的每一列，將A拉伸為一個列向量：A(:)矩 陣24 (6) 以逆序提取矩陣

10、A的第j1j2列，構成新矩陣:A(:, j2:-1:j1 ) (7) 刪除A的第i1i2行，構成新矩陣: A(i1:i2，:) = (8) 刪除A的第j1j2列，構成新矩陣:A(:， j1:j2) = (9) 將矩陣A和B拼接成新矩陣：A B；A；BMATLAB(matrix2)矩 陣25 (2) 矩陣-矩陣運算 1 元素對元素的運算，同數(shù)組-數(shù)組運算。 2 矩陣運算： 3、矩陣的運算 (1) 標量-矩陣運算 同標量-數(shù)組運算矩 陣262矩陣運算： 矩陣加法：A + B 矩陣乘法：A*B 方陣的行列式：det(A) 方陣的逆：inv(A) 方陣的特征值與特征向量：V，D = eigAMATLA

11、B(matrix3)矩 陣27關系與邏輯運算 1、關系操作符MATLAB編程282、邏輯運算符MATLAB編程29控制流MATLAB提供三種決策或控制流結構： for循環(huán)、while循環(huán)、if-else-end結構 這些結構經(jīng)常包含大量的MATLAB命令，故經(jīng)常出現(xiàn)在MATLAB程序中，而不是直接加在MATLAB提示符下。MATLAB編程301、for循環(huán)： 允許一組命令以固定的和預定的次數(shù)重復 for x = array commands end 在for和end語句之間的命令串commands按數(shù)組 (array)中的每一列執(zhí)行一次。在每一次迭代中，x被指 定為數(shù)組的下一列, 即在第n次循環(huán)中，x=array(：,n)MATLAB編程31 例: 對n = 1, 2, , 10, 求 的值MATLAB(for1)for n = 1:10 x(n) = sin(n*pi/10);endxMATLAB編程32 while expression commands end 只要在表達式(expression)里的所有元素為真，就執(zhí) 行while和end語句之間的命令串commands。 2、while循環(huán) 與for循環(huán)以固定次數(shù)求一組命令相反，while循環(huán)以 不定