第1講MATLAB簡介及快速入門

課程名稱：MATLAB及工程分析主講：劉美蓮mail:liuml@參考教材：1、MATLAB實(shí)用教程，徐金明，清華大學(xué)出版社2、MATLAB7.0實(shí)用教程，張圣勤，機(jī)械工業(yè)出版社第一講MATLAB簡介及快速入門MATLAB是美國MathWorks公司生產(chǎn)的一個(gè)為科學(xué)和工程計(jì)算專門設(shè)計(jì)的交互式大型軟件，是一個(gè)可以完成各種精確計(jì)算和數(shù)據(jù)處理的、可視化的、強(qiáng)大的計(jì)算工具。它集圖示和精確計(jì)算于一身，在應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理、化工、機(jī)電工程、醫(yī)藥、金融和其他需要進(jìn)行復(fù)雜數(shù)值計(jì)算的領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。它不僅是一個(gè)在各類工程設(shè)計(jì)中便于使用的計(jì)算工具，而且也是一個(gè)在數(shù)學(xué)、數(shù)值分析和工程計(jì)算等課程教學(xué)中的優(yōu)秀教學(xué)工具，在世界各地的高等院校中十分流行，在各類工業(yè)應(yīng)用中更有不俗的表現(xiàn)。MATLAB的主要功能1、數(shù)值計(jì)算功能2、符號(hào)計(jì)算功能3、數(shù)據(jù)分析和可視化功能4、文字處理功能5、動(dòng)態(tài)仿真功能6、功能強(qiáng)大的工具箱

MATLAB的主要特點(diǎn)1、庫函數(shù)資源豐富；2、語言精練，代碼靈活；3、運(yùn)算符多而靈活；4、面向?qū)ο螅刂乒δ軆?yōu)良；5、程序設(shè)計(jì)自由；6、圖形功能強(qiáng)大；7、程序兼容性好；8、源代碼開放；9、工具箱資源豐富；10、運(yùn)算速度慢，占用內(nèi)存大。MATLAB的主要工具箱控制系統(tǒng)工具箱 μ分析與綜合工具箱信號(hào)處理工具箱 小波分析工具箱偏微分方程工具箱 符號(hào)數(shù)學(xué)工具箱模糊邏輯工具箱 高階譜分析工具箱魯棒控制工具箱 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱頻率域系統(tǒng)辯識(shí)工具箱 系統(tǒng)辨識(shí)工具箱通訊工具箱 財(cái)政金融工具箱線性矩陣不等式控制工具箱模型預(yù)測控制工具箱 圖象處理工具箱 樣條工具箱 優(yōu)化工具箱統(tǒng)計(jì)工具箱 ……MATLAB舉例1、MATLAB可以完成矩陣運(yùn)算求A+B

MATLAB舉例2、在同一坐標(biāo)下畫出sint、cost的曲線t=0:pi/50:4*pi; %定義自變量取值數(shù)組y1=sin(t); y2=cos(t); plot(t,y1,t,y2) %繪制sint、cost曲線

MATLAB舉例3、畫出衰減振蕩曲線及其它的包絡(luò)線

t=0:pi/50:4*pi; %定義自變量取值數(shù)組y0=exp(-t/3); %計(jì)算與自變量相應(yīng)的y0數(shù)組y=exp(-t/3).*sin(3*t); %計(jì)算與自變量相應(yīng)的y數(shù)組plot(t,y,'-r',t,y0,':b',t,-y0,':b') %用不同顏色（r紅色、b藍(lán)%色）、不同線型（-實(shí)線、：點(diǎn)線）繪制曲線 grid %畫坐標(biāo)網(wǎng)格

衰減振蕩曲線：包絡(luò)曲線：MATLAB舉例4、畫出所表示的三維曲面。 x,y的取值范圍是[-8,8]。x=-8:0.5:8; %定義自變量x的一維刻度向量y=x; %定義自變量y的一維刻度向量[X,Y]=meshgrid(x,y); %平面網(wǎng)格生成R=sqrt(X.^2+Y.^2)+eps; %計(jì)算中間變量 Z=sin(R)./R; %計(jì)算與自變量二維數(shù)組相應(yīng)的函數(shù)值mesh(Z); %繪制三維網(wǎng)格圖

MATLAB舉例5、

100人中，20歲以下的占20％，21歲~50歲的占30％，51歲~80歲的占40％，81歲以上的10％,分別畫出餅圖和條形圖。 x=[20304010]; subplot(1,2,1); pie(x,[0100]); subplot(1,2,2);

bar(x,'group');

MATLAB舉例6、

完成以下符號(hào)矩陣的因式分解s=sym('[2*(x+1)/(x^2+2*x-3),(x^2-x)/(x^2+2*x+1)]')factor(s)

MATLAB舉例7、代數(shù)方程符號(hào)計(jì)算求解symsxS=solve('(x+2)^x=2','x')

MATLAB舉例8、積分符號(hào)計(jì)算f=sym('sin(s+2*x)')fx1=int(f,pi/2,pi)

MATLAB舉例9、GUI用戶界面設(shè)計(jì)舉例（見gui65_5）

10、水箱模糊控制實(shí)例（help—demos—toolbooks—fuzzylogic —watertank）MATLAB的基本知識(shí)1、指令行的輸入與基本操作

輸入矩陣MATLAB的基本知識(shí)1、指令行的輸入與基本操作

數(shù)據(jù)顯示格式MATLAB的基本知識(shí)1、指令行的輸入與基本操作

數(shù)據(jù)顯示格式例： c=12.5 formatlong,cMATLAB的基本知識(shí)2、變量與函數(shù)

變量名必須是不含空格的單個(gè)詞，命名規(guī)則如下：1）區(qū)分大小寫；2）最多不超過19個(gè)字符；3）必須字母打頭，之后可跟字母、數(shù)字、下畫線；4）不允許使用“，”“；”“、”“.”這些標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。例：esmu，Esmu，eSMu，my_abcMATLAB的基本知識(shí)2、變量與函數(shù)

幾個(gè)特殊的變量MATLAB的基本知識(shí)2、變量與函數(shù)

注釋和標(biāo)點(diǎn)1）%為注釋符號(hào)； 例：鍵入 X=4%第一次賦值2）多條命令可用逗號(hào)或分號(hào)隔開； 例：鍵入

x=4;y=5,f=9【Enter】

顯示：y= 5 f= 9 “；”---不顯示結(jié)果 “，”---顯示結(jié)果MATLAB的基本知識(shí)2、變量與函數(shù)

常用數(shù)學(xué)函數(shù)命令說明sin(x)正弦cos(x)余弦exp(x)指數(shù)函數(shù)exlog(x)自然對(duì)數(shù)tan(x)正切sqrt(x)平方根…………MATLAB的基本知識(shí)3、MAT文件

MAT數(shù)據(jù)格式是MATLAB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)格式，可以用MAT文件保存矩陣和變量。MATLAB的基本知識(shí)3、MAT文件

(1)輸入：A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9];B=5 Savemy_matAB;(2)退出MATLAB，再進(jìn)入，輸入：

Loadmy_mat A

顯示結(jié)果：A= 1 2 3 4 5 6 7 8 0輸入：B顯示結(jié)果：B=5*分別輸入：who、whos，則顯示當(dāng)前工作內(nèi)存中的變量名或變量的詳細(xì)信息。*輸入：clear，再輸入：whos，則變量被從工作內(nèi)存中清除。MATLAB的基本知識(shí)4、命令文件（M文件）

MATLAB有兩種常用的工作方式：一種是交互式的指令行操作方式，另一種是M文件的編程工作方式。M文件有兩種形式：命令文件(ScriptFile)和函數(shù)文件(FunctionFile)。這兩種文件的擴(kuò)展名相同，均為.M。MATLAB的基本知識(shí)4、命令文件（M文件）

例：建立對(duì)圖形鏤空處理程序M文件，并在工作窗口中運(yùn)行。

(1) 在工作窗口File菜單種選擇New菜單項(xiàng)中的M-file子項(xiàng)，出現(xiàn)M文件編輯-調(diào)試窗口。(2) 在M文件編輯-調(diào)試窗口中輸入以下程序段：%利用“非數(shù)”NaN，對(duì)圖形進(jìn)行鏤空處理

P=peaks(30); %高斯分布矩陣函數(shù) P(18:20,9:15)=NaN; %鏤