matlab最簡(jiǎn)明教程快速入門課件

1、1 MATLAB基礎(chǔ)與應(yīng)用北京化工大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院主講教師： 郭青課程內(nèi)容21. MATLAB的運(yùn)行環(huán)境2. MATLAB數(shù)值運(yùn)算3. 符號(hào)對(duì)象和符號(hào)運(yùn)算。4. 曲線繪制的步驟和方法。5. MATLAB程序設(shè)計(jì)。6. 控制工具箱與仿真建模參考教材：1、李國(guó)朝 主編。MATLAB基礎(chǔ)及應(yīng)用，北京大學(xué)出版社，2019年9月2、趙廣元 編著。MATLAB與控制系統(tǒng)仿真實(shí)踐，北京航空航天大學(xué)出版社課程要求3 上機(jī)地點(diǎn)：第5,7機(jī)房 平時(shí)上機(jī)+上機(jī)考核+考勤 共32學(xué)時(shí)，其中教學(xué)18學(xué)時(shí)，上機(jī)14學(xué)時(shí) 第1章 MATLAB簡(jiǎn)介4本章學(xué)習(xí)目標(biāo)了解MATLAB的

2、發(fā)展歷史、特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域了解MATLAB工具箱的概念和類型掌握MATLAB操作桌面各窗口的用途和操作方法5主要內(nèi)容1.1 MATLAB的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域及 MATLAB工具箱1.2 MATLAB的安裝、內(nèi)容選擇和啟動(dòng) 1.3 MATLAB 2009的操作桌面1.4 MATLAB管理指令 1.5 MATLAB幫助系統(tǒng) 6 1. MATLAB簡(jiǎn)介MATLAB: MATrix LABoratry 矩陣實(shí)驗(yàn)室Matlab是一種廣泛應(yīng)用于工程計(jì)算及數(shù)值分析領(lǐng)域的新型高級(jí)語言，功能強(qiáng)大，簡(jiǎn)單易學(xué)，編程效率高，深受廣大科技工作者的歡迎。自 1984 年推向市場(chǎng)以來，歷經(jīng)二十多年的發(fā)展與競(jìng)爭(zhēng)，現(xiàn)已成為國(guó)際公認(rèn)的

3、最優(yōu)秀的工程應(yīng)用開發(fā)環(huán)境。在歐美各高等院校，Matlab 已經(jīng)成為線性代數(shù)、數(shù)值分析、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)控制理論、數(shù)字信號(hào)處理、時(shí)間序列分析、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真、圖像處理等課程的基本教學(xué)工具，已成為大學(xué)生必須掌握的基本技能之一。1.1 MATLAB的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域及 MATLAB工具箱 Matlab 的版本1984年，Matlab 1.0 （DOS版，182K，20多個(gè)函數(shù)）1992年，Matlab 4.0 （93年推出Windows版，加入 simulink）1994年，Matlab 4.2（得到廣泛重視和應(yīng)用）2019年，Matlab 5.3（真正實(shí)現(xiàn)32位運(yùn)算）2019年，Matlab 6.5（采

4、用JIT加速器）2019年，Matlab 7.02019年，Matlab 7.12019年，Matlab R2019a，R2019b2019年，Matlab R2019a，R2019b2019年，Matlab R2019a，R2019b2009年，Matlab R2009a，R2009b 特點(diǎn)： 語言簡(jiǎn)潔、編程效率高 人機(jī)界面友善、交互性好 繪圖功能強(qiáng)大、便于數(shù)據(jù)可視化 學(xué)科眾多、領(lǐng)域廣泛的MATLAB工具箱 源程序的開放性 92. MATLAB的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域 應(yīng)用領(lǐng)域： MATLAB應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，典型的應(yīng)用舉例如下： 自動(dòng)控制；汽車；電子； 儀器儀表；生物醫(yī)學(xué)；信號(hào)處理；通信等。10例

5、：用簡(jiǎn)短命令計(jì)算并繪制在0 x6范圍內(nèi)的sin(2x)、sinx2 、 sin2x。x=linspace(0,6)y1=sin(2*x),y2=sin(x.2),y3=(sin(x).2;plot(x,y1,x, y2,x, y3)MATLAB包含兩部分內(nèi)容：基本部分和各種可選的工具箱。MATLAB工具箱分為兩大類：功能性工具箱和學(xué)科性工具箱。許多學(xué)科，在MATLAB中都有專用工具箱，現(xiàn)已有30多個(gè)工具箱，但MATLAB語言的擴(kuò)展開發(fā)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有結(jié)束，各學(xué)科的相互促進(jìn)，將使得MATLAB更加強(qiáng)大。3MATLAB工具箱 MATLAB主工具箱 符號(hào)數(shù)學(xué)工具箱 SIMULINK仿真工具箱 控制系統(tǒng)工具

6、箱 信號(hào)處理工具箱 圖象處理工具箱 通訊工具箱 系統(tǒng)辨識(shí)工具箱 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)工具箱 金融工具箱3MATLAB工具箱1.2 MATLAB的安裝、內(nèi)容選擇和啟動(dòng)1. MATLAB的安裝、內(nèi)容選擇 雙擊MATLAB安裝包中的setup.exe應(yīng)用程序，使“安裝向?qū)А眴?dòng)。安裝過程中出現(xiàn)的所有界面都是標(biāo)準(zhǔn)的，用戶只需要按照屏幕的提示操作，如輸入用戶名、單位名、個(gè)人許可證密碼(Personal License Password，PLP)等。142. MATLAB 7.1的啟動(dòng)方法一：MATLAB安裝成功后，一般會(huì)在桌面放置一個(gè)快捷方式圖標(biāo)，在開始菜單放置一個(gè)快捷方式。雙擊桌面上的快捷方式圖標(biāo)或開始菜單里的

7、快捷方式，都可以打開MATLAB操作桌面(Desktop)。15方法二：MATLAB安裝文件夾下也有一個(gè)快捷方式圖標(biāo)，雙擊這個(gè)圖標(biāo)可以啟動(dòng)MATLAB。方法三：雙擊MATLAB71binwin32文件夾中的MATLAB.exe，就可以啟動(dòng)MATLAB。方法四：雙擊與MATLAB相關(guān)聯(lián)的文件可以啟動(dòng)MATLAB。如果雙擊由MATLAB自帶的文本編輯調(diào)試器建立的擴(kuò)展名為.m的文件，也可以啟動(dòng)MATLAB，但是這種方法有時(shí)行不通，如果M文件沒有與MATLAB關(guān)聯(lián)，則只能打開MATLAB自帶的文本編輯調(diào)試器。163MATLAB系統(tǒng)的退出退出Matlab系統(tǒng)的常用方法：(1) 在Matlab主窗口Fil

8、e菜單中選擇 Exit Matlab命令。(2) 在Matlab命令窗口輸入Exit或Quit命 令。(3) 單擊Matlab主窗口的“關(guān)閉”按鈕。 Matlab主窗口是Matlab的主要工作界面。主窗口除了嵌入一些子窗口外，還主要包括菜單欄和工具欄。1.3.1 菜單欄在Matlab主窗口的菜單欄，共包含F(xiàn)ile、Edit、Debug、Desktop、Window和Help 6個(gè)菜單項(xiàng)。1.3 MATLAB的操作桌面菜單欄(1) File菜單項(xiàng)：File菜單項(xiàng)實(shí)現(xiàn)有關(guān)文件的 操作。(2) Edit菜單項(xiàng)：Edit菜單項(xiàng)用于命令窗口 的編輯操作。(3) Debug菜單項(xiàng)：Debug菜單項(xiàng)用于調(diào)試

9、 Matlab的程序。菜單欄(4) Desktop菜單項(xiàng)： Desktop菜單項(xiàng)用于設(shè)置 Matlab 的窗口布局。(5) Window菜單項(xiàng)：主窗口菜單欄上的Window菜 單，包含一個(gè)子菜單Close all，用于關(guān)閉所有 打開的編輯器窗口，包括M-file、Figure、Model 和GUI窗口。(6) Help菜單項(xiàng)：Help菜單項(xiàng)用于提供幫助信息。1.3.2 工具欄 Matlab主窗口的工具欄共提供了11個(gè)命令按鈕。這些命令按鈕均有對(duì)應(yīng)的菜單命令，但比菜單命令使用起來更快捷、方便。1.3.3 MATLAB 的子窗口1. 命令窗口 命令窗口(Command Window) 用于輸入命令

10、并顯示除圖形以外的所有執(zhí)行結(jié)果，是MATLAB的主要交互窗口。 命令窗口可以從MATLAB操作桌面中分離出來，以方便單獨(dú)顯示和操作，也可以重新返回操作桌面中，其他窗口也有相同的操作。221. 命令窗口 分離命令窗口可選擇菜單命令DesktopUndockCommand Window，也可單擊窗口右上角 按紐，還可以使用鼠標(biāo)將命令窗口拖離操作桌面如將命令窗口返回操作桌面，可選擇命令窗口的菜單命令DesktopDock Command Window，或單擊窗口右上角的按紐 。兩個(gè)常用命令：clc ：清除指令窗中顯示內(nèi)容（clear console）exit 或 quit 退出matlab 23命令

11、提示符“” ，表示MATLAB正在處于準(zhǔn)備狀態(tài)。在命令提示符后輸入命令并按回車鍵后，MATLAB就會(huì)解釋執(zhí)行所輸入的命令，并在命令后面給出計(jì)算結(jié)果。如果希望結(jié)果不被顯示，則只要在語句之后加上一個(gè)分號(hào) （；）即可。此時(shí)盡管結(jié)果沒有顯示，但它依然被賦值并在Matlab工作空間中分配了內(nèi)存。241. 命令窗口 命令提示符“” ，一個(gè)命令行一般輸入一條命令，以按回車鍵結(jié)束。但一個(gè)命令行也可以輸入若干條命令，各命令之間以逗號(hào)分隔；若前一命令后帶有分號(hào)，則逗號(hào)可以省略。 如一個(gè)命令行很長(zhǎng)，一個(gè)物理行之內(nèi)寫不下，可以在第一個(gè)物理行之后加上3個(gè)小黑點(diǎn)()并按回車鍵，然后接著下一個(gè)物理行繼續(xù)寫命令的其他部分?！?/p>

12、”稱為續(xù)行符，即把下面的物理行看作該行的邏輯繼續(xù)在Matlab里，有很多的控制鍵和方向鍵可用于命令行的編輯。251. 命令窗口 在使用MATLAB時(shí)，有時(shí)候需要輸入字符串，例程如下。 S1=hello world S1 = hello world 可以看到，helloworld是以赭紅色字體顯示。另外，在編程中使用一些關(guān)鍵詞的時(shí)候，也會(huì)以不同的顏色來顯示，如輸入for、end、while等，是以藍(lán)色字體顯示。在命令窗口中可輸入的對(duì)象除MATLAB命令外，還包括函數(shù)、表達(dá)式、語句以及M文件名或MEX文件名等。這些可輸入的對(duì)象通稱為語句。26matlab與dos兼容命令1.dir 可列出指定目錄下

13、的文件和子目錄清單例如: dir 可顯示當(dāng)前目錄下的所有文件 dir c:matlab dir c:matlab*.m2.cd可改變當(dāng)前工作目錄 cd c:matlabtoolbox3.type 可顯示指定文件的全部?jī)?nèi)容 type myfile.m4.delete 刪除指定文件 del abc 刪除當(dāng)前目錄下的abc文件 del c:matlabaaa.m 注意：只可刪除用戶文件，其它文件不要輕易刪除，否則系統(tǒng)會(huì)癱瘓 2. 工作空間窗口和數(shù)組編輯器工作空間(Workspace) 是MATLAB用于存儲(chǔ)各種變量和結(jié)果的內(nèi)存空間在該窗口中顯示工作空間中所有變量的名稱、大小、字節(jié)數(shù)和變量類型說明，可

14、對(duì)變量進(jìn)行觀察、編輯、保存和刪除在6.5版本中，它與當(dāng)前目錄(Current Directory)窗口是可切換的前、后臺(tái)工作方式，可以單擊位于下部的Workspace或Current Directory進(jìn)行切換。303. 歷史命令記錄窗口在默認(rèn)設(shè)置下，歷史命令記錄(CommandHistory)窗口會(huì)在計(jì)算機(jī)的硬盤上自動(dòng)保留自安裝起用過的所有命令的歷史記錄，并且還標(biāo)明了使用時(shí)間，從而方便用戶查詢并利用這些既有的資源，節(jié)省編程時(shí)間。 從歷史命令記錄窗口可以看到曾經(jīng)運(yùn)行過的一些命令及運(yùn)行時(shí)間，而且雙擊命令可進(jìn)行歷史命令的再運(yùn)行。這些命令也可以被復(fù)制和執(zhí)行。314. M文件編輯調(diào)試器 M文件的編輯(

15、Editor)和調(diào)試(Debugger)是在MATLAB的M文件編輯調(diào)試器中進(jìn)行的，若需要對(duì)M文件進(jìn)行調(diào)試，還需要MATLAB運(yùn)行環(huán)境的支持?？梢圆捎靡韵路椒▎?dòng)M文件編輯調(diào)試器。方法一：創(chuàng)建一個(gè)新的M文件時(shí)，可以在操作桌面快捷工具欄中單擊“建立新文件”按鈕或選擇菜單命令FileNewM-File，啟動(dòng)M文件編輯調(diào)試器。方法二：在操作桌面快捷工具欄中單擊“打開文件”按紐或選擇菜單命令FileOpen打開一個(gè)已經(jīng)存在的M文件，從而啟動(dòng)M文件編輯調(diào)試器。方法三：在命令窗口中輸入edit命令時(shí)也可以啟動(dòng)M文件編輯調(diào)試器325. 搜索路徑和當(dāng)前目錄窗口當(dāng)前目錄(Current Directory)是指

16、MATLAB運(yùn)行文件時(shí)的工作目錄，只有在當(dāng)前目錄或搜索路徑下的文件、函數(shù)可以被運(yùn)行或調(diào)用。在當(dāng)前目錄窗口中可以顯示或改變當(dāng)前目錄，還可以顯示當(dāng)前目錄下的文件并提供搜索功能。將用戶目錄設(shè)置成當(dāng)前目錄也可使用cd命令。例如，將用戶目錄c:mydir設(shè)置為當(dāng)前目錄，可在命令窗口輸入命令： cd c:mydircd path：由當(dāng)前目錄進(jìn)入path目錄cd .：返回上一級(jí)目錄cd：顯示當(dāng)前目錄MATLAB的搜索路徑 當(dāng)用戶在MATLAB命令窗口輸入一條命令后，MATLAB按照一定次序?qū)ふ蚁嚓P(guān)的文件?；镜乃阉鬟^程是：(1) 檢查該命令是不是一個(gè)變量。(2) 檢查該命令是不是一個(gè)內(nèi)部函數(shù)。(3) 檢查該

17、命令是否當(dāng)前目錄下的M文件。(4) 檢查該命令是否MATLAB搜索路徑中其 他目錄下的M文件。MATLAB的搜索路徑用戶可以將自己的工作目錄列入Matlab搜索路徑，從而將用戶目錄納入Matlab系統(tǒng)統(tǒng)一管理。設(shè)置搜索路徑的方法有： (1) 用path命令設(shè)置搜索路徑。Path 顯示matlab啟動(dòng)時(shí)設(shè)定的搜索路徑 MATLAB的搜索路徑例如，將用戶目錄c:mydir加到搜索路徑下，可在命令窗口輸入命令： path(path,c:mydir) 可將你需要的目錄永久納入matlab搜索路徑打開c:matlabtoolboxlocalmatlabrc.m在所有搜索路徑后加上c:mydir;,(2)

18、 用對(duì)話框設(shè)置搜索路徑在Matlab的File菜單中選Set Path命令或在命令窗口執(zhí)行pathtool命令，將出現(xiàn)搜索路徑設(shè)置對(duì)話框。通過Add Folder或Add with Subfolder命令按鈕將指定路徑添加到搜索路徑列表中。在修改完搜索路徑后，則需要保存搜索路徑。1.4 MATLAB管理指令 1. 命令窗中語句行的編輯 命令窗口不僅能編輯和運(yùn)行當(dāng)前輸入的語句，有時(shí)候還需要對(duì)曾經(jīng)輸入的語句重復(fù)調(diào)用、編輯和運(yùn)行，這時(shí)可使用如書中表1-1所列的語句行編輯鍵。2. 命令窗口的常用控制指令 可以通過幫助功能查詢這些指令的詳細(xì)說明。MATLAB提供的常用控制指令見表1-2。3. 工作空間管

19、理指令 MATLAB還提供了用于查閱、刪除MATLAB內(nèi)存中變量的一些指令，見表1-3391.5 MATLAB幫助系統(tǒng) 1 . 幫助命令 MATLAB的所有執(zhí)行指令、函數(shù)的M文件都有一個(gè)注釋區(qū)。在該區(qū)中，用純文本形式簡(jiǎn)要地?cái)⑹鲈摵瘮?shù)的調(diào)用格式和輸入輸出宗量的含義。MATLAB可以根據(jù)MATLAB幫助命令的形式去注釋區(qū)尋找匹配的內(nèi)容來顯示幫助內(nèi)容。MATLAB幫助命令包括help、lookfor以及模糊查詢。40help命令 在MATLAB命令窗口中直接輸入help命令將會(huì)顯示當(dāng)前幫助系統(tǒng)中所包含的所有項(xiàng)目，即搜索路徑中所有的目錄名稱。例如在命令窗口中輸入 help 可以通過help加函數(shù)名來顯示該函數(shù)的幫助說明。例如在命令窗口輸入 help sin41lookfor命令lookfor命令對(duì)搜索范圍內(nèi)的M文件進(jìn)行關(guān)鍵字搜索，條件比較寬松。lookfor命令只對(duì)M文件的第一行進(jìn)行關(guān)鍵字搜索。若在lookfor命令加上-all選項(xiàng)，則可對(duì)M文件進(jìn)行全文搜索。42模糊查詢 M