1、1,歡迎學習MATLAB,2,專業(yè)軟件應用之MATLAB,教師：張詩波 郵箱： 聯系電話3,學好計算機的唯一途徑是 你的編程能力與你在計算機上投入的時間成,上機練習,正比,4,專業(yè)軟件之MATLAB教學計劃,5,第一部分 MATLAB入門基礎,6,本章目標,了解MATLAB的基本知識 熟悉MATLAB的上機環(huán)境 熟悉矩陣、數組、字符串等基本數據類型操作,7,主要內容,1.1 MATLAB基礎入門 1.2 MATLAB桌面 1.3 數組及其操作 1.4 多維數組及其操作 1.5 字符串及其操作 1.6 矩陣及其操作,8,1.1 MATLAB基礎入門,MATLAB發(fā)展歷程

2、 matlab語言是由美國的Clever Moler博士于1980年開發(fā)，設計者的初衷是為解決“線性代數”課程的矩陣運算問題，取名MATLAB即Matrix Laboratory “矩陣實驗室”的意思。 1980s， Moler等組建MathWorks軟件開發(fā)公司，并于1984年推出第一個MATLAB商業(yè)版本，其核心用C語言編寫。,9,1992年，推出具有劃時代意義的MATLAB1.0版本； 1999年推出5.3版 2000年10月推出6.0版 2001年6月，推出MATLAB6.1/Simulink4.1 2003年6月推出MATLAB6.5/Simulink5.0 2004年9月推出MAT

3、LAB7.0/Simulink6.0 1997年，MATHWORKS公司總裁兼首席科學家Moler因其對MATLAB的貢獻當選為美國工程科學院院士。,10,11,MATLAB已經不僅僅是一個“矩陣實驗室”了，它集科學計算、圖象處理；聲音處理于一身，并提供了豐富的Windows圖形界面設計方法 MATLAB語言是功能強大的計算機高級語言, 它以超群的風格與性能風靡全世界, 成功地應用于各工程學科的研究領域，是“第四代”計算機語言。,12,MATLAB在美國已經作為大學工科學生必修的計算機語言之一 (C, FORTRAN, ASSEMBLER, MATLAB) 近年來，MATLAB語言已在我國推廣

4、使用，現在已應用于各學科研究部門和許多高等院校。 MATLAB語言不受計算機硬件的影響，286以上的計算機都可以使用,13,MATLAB軟件已成為應用代數、自動控制理論、數理統(tǒng)計、數字信號處理、時間序列分析和動態(tài)系統(tǒng)仿真等課程的基本教學工具，成為學生所必須掌握的基本軟件之一。 MATLAB的典型應用包括 數學計算 算法開發(fā) 數據采集 系統(tǒng)建模和仿真 數據分析和可視化 科學和工程繪圖 應用軟件開發(fā)（包括用戶界面）,14,MATLAB解決實際問題的幾個例子,15,例、用一個簡單命令求解線性系統(tǒng),3x1+ x2 - x3 = 3.6 x1+2x2+4x3 = 2.1 -x1+4x2+5x3 = -1

5、.4 A=3 1 -1;1 2 4;-1 4 5;b=3.6;2.1;-1.4; x=Ab x = 1.4818 -0.4606 0.3848,16,17,例、用簡短命令計算并繪制在0 x6范圍內的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),18,19,20,例：三維繪圖,二元函數peaks繪圖 peaks z = 3*(1-x).2.*exp(-(x.2) - (y+1).2) . - 10*(x/5 - x.3 - y.5).*exp(-x

6、.2-y.2) . - 1/3*exp(-(x+1).2 - y.2) surf(peaks),21,22,例：二元匿名函數ezsurf(x,y)(x.2-y.2),-1 1 -1 1),23,直方圖x=randn(1,1000) hist(x,20),24,25,26,27,28,29,MATLAB系統(tǒng)結構,MATLAB開發(fā)環(huán)境 MATLAB數學函數庫 MATLAB語言 MATLAB圖形處理系統(tǒng) MATLAB應用程序接口（API）,30,MATLAB的特點,簡單易學：學過一門計算機語言后即可掌握它，無需事先定一變量、數組； 代碼短小高效：用戶只要明確問題，調用已有程序即可實現； 計算功能強大

7、 有強大的矩陣處理能力 多項式運算、微積分運算 一般的計算數學 龐大的工具箱 強大的圖形表現能力（二維、三維圖形；等值線圖；圖形學中的光照模型） 強大的擴展能力（M文件，與其它語言轉換）,31,MATLAB 7工具箱,MATLAB主工具箱 符號數學工具箱 SIMULINK仿真工具箱 控制系統(tǒng)工具箱 信號處理工具箱 圖象處理工具箱 通訊工具箱 系統(tǒng)辨識工具箱 神經元網絡工具箱 金融工具箱 ,32,Simulink 用于發(fā)動機仿真,33,Simulink 用于液壓缸仿真,34,許多學科，在MATLAB中都有專用工具箱，現已有30多個工具箱，但MATLAB語言的擴展開發(fā)還遠遠沒有結束，各學科的相互促

8、進，將使得MATLAB更加強大,35,MATLAB7.0 的安裝、退出與卸載,MAtlab7.0對系統(tǒng)軟、硬件資源的要求 CPU：最低要求是Pentium或相應產品，最好是Pentium 或更高 內存：最低要求128M，最好是256M或更多。 硬盤：至少預留200M以上的空間，當然多些更好。 光驅：至少20倍速或以上 顯卡：最小為8位256色或以上的圖形適配器，最好是24位或是32位OpenGL圖形適配器。 系統(tǒng)：Windows98/NT/2000/xp或其它相關產品 瀏覽器：Netscape Navigator 4.0 或 Microsoft Internet Exprorer 4.0及其以

9、上產品。 預裝軟件： 安裝Office97/2000/xp，用以運行Matlab的Notebook、Excel Builder、 Excel Link等軟件。 安裝Microsoft Visual C/C+5.0/6.0/7.0 或Compaq Visual Fortran 5.0/6.1/6.6 或Borland C/C+5.0/5.02 或 Borland C+ Builder3.0/4.0/5.0/6.0 或 Watcom 10.6/11或LCC2.4. Adobe Acrobat Reader3.0及以上版本的PDF文件瀏覽器,36,Matlab7.0的安裝過程,歡迎安裝界面,37,用

10、戶信息和注冊碼輸入界面,38,啟動選項對話框,39,MATLAB桌面,工作界面（主窗口）,40,命令窗口,當前工作目錄,當前工作空間,輸入命令的歷史記錄,命令 提示符,41,主窗口兼容其它6個子窗口，本身還包含6個菜單(File、Edit、Debug、Desktop、Windows、Help)和一個工具條 Matlab主窗口的工具條含有10個按鈕控件，從左至右的按鈕控件的功能依次為：新建、打開一個Matlab文件；剪切、復制或粘貼所選定的對象、撤銷或恢復上一次的操作、打開Simulink主窗口、打開UGI主窗口、打開Matlab幫助窗口、設置當前路徑。,42,命令窗口（Command Wind

11、ow） Matlab7.0命令窗口是主要工作窗口。當Matlab啟動完成，命令窗口顯示以后，窗口處于準備編輯狀態(tài)。符號“”為運算提示符，說明系統(tǒng)處于準備狀態(tài)。當用戶在提示符后輸入表達式按回車鍵之后，系統(tǒng)將給出運算結果，然后繼續(xù)處于系統(tǒng)準備狀態(tài),43,命令歷史記錄窗口（Command hiatory） 在默認情況下，命令歷史記錄窗口會保留自安裝以來所有用過的命令的歷史記錄，并詳細記錄了命令使用的日期和時間，為用戶提供了所使用的命令的詳細查詢，所有保留的命令都可以單擊后執(zhí)行,44,當前目錄窗口（Current Directory） 當前目錄窗口的主要功能是顯示或改變當前目錄，不僅可以顯示當前目錄下

12、的文件，而且還可以提供搜索。通過上面的目錄選擇下拉菜單，用戶可以輕松地選擇已經訪問過的目錄。單擊右側的按鈕，可以打開路徑選擇對話框，在這里用戶可以設置和添加路徑。也可以通過上面一行超鏈接來改變路徑。,45,工作空間窗口（Workspace） 工作空間窗口是MATLAB的一個重要組成部分。該窗口的顯示功能有顯示目前內存中存放的變量名、變量存儲數據的維數、變量存儲的字節(jié)數、變量類型說明等。工作空間窗口有自己的工具條，按鈕的功能從左至右依次新建變量、打開選擇的變量、載入數據文件、保存、打印和刪除等,46,幫助窗口 （Help） Matlab7.0的幫助系統(tǒng)非常強大，是該軟件的信息查詢、聯機幫助中心。

13、Matlab的幫助系統(tǒng)主要包括三大系統(tǒng)：聯機幫助系統(tǒng)、聯機演示系統(tǒng)、遠程幫助系統(tǒng)和命令查詢系統(tǒng)，用戶可根據需要選擇任何一個幫助系統(tǒng)尋求幫助。,47,MATLAB主菜單及其功能,File: New:建立新的.m文件、圖形、模型和圖形用戶界面 Open:打開文件 Close Command Window：光比命令窗口 Import Data：從其它文件導入數據 Save Workspace As：把工作空間的數據存放到相應的路徑的文件中 Set Path：設置工作路徑 Preferences：設置命令窗的屬性 ,48,Edit Clear Command Window: ,49,Debug Ope

14、n M-Files when Debugging Step: 單步調試程序 Step in：單步調試進入子函數 Step Out：單步調試從子函數跳出 Continue：程序執(zhí)行到下一個斷點 Clear Breakpoints in All Files：清除所有打開文件中的斷點。 ,50,Desktop Undock Command Window：將命令窗口變?yōu)槿溜@示 Save layout：保存選定的工作區(qū)設置 ,51,Window ,52,Help Demos ,53,MATLAB的通用命令,常用命令,54,標點,55,逗號或分號的區(qū)別,x=2, y=3 %逗號隔開，屏幕有回顯 x =

15、2 y = 3 m=2; n=3;%分號隔開，無回顯 m %在提示符后直接輸入變量名可查看變量的值 m = 2,56,MATLAB基本算術運算符,57,例1-1 求解算術表達式的值, (12+2*(7-4)/33 ans = 0.6667,58,比較,A=1 2 1;2 3 5 B=8 9 6;5 7 8 C=A.*B D= A*B E=B F= A*E,59,邏輯運算,邏輯運算符用于將關系表達式或邏輯量連接起來，構成較復雜的邏輯表達式。邏輯表達式的值也是邏輯量。,60,format命令,61,數學函數,62,應用舉例,已知三角形的三邊長分別為3、4、5，求其面積。 a=3; b=4; c=5

16、;% 三角形的三個邊長 s=(a+b+c)/2; area=sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c) area = 6,63,關系運算,64,1.3 基本數據類型,MATLAB數據類型 數值 邏輯 字符串 元胞數組 結構 java類 函數句柄,65,66,數值類型,分類方法一： 雙精度型 （系統(tǒng)默認類型） 單精度型 帶符號整數 無符號整數 分類方法二 標量 數組 矩陣 分類方法三 實數 復數 z1=1+2i z1 = 1.0000 + 2.0000i z2=3+4j z2 = 3.0000 + 4.0000i,67,例：數據類型轉換 x=325;y=325.99;z=325.5; xx

17、=int16(x) xx= 325,68,MATLAB中的取整函數,69,字符串類型,字符串：包含在一對單引號中的字符集合 s=hello, MATLAB%定義字符串變量s s = hello, MATLAB,70,變量和表達式,變量的命名方式： 變量名由字母、數字和下劃線組成； 變量名中的英文字母大小寫是有區(qū)別的； 不要把函數名用作變量名 變量名的最大長度是有規(guī)定的 不同版本的系統(tǒng)規(guī)定不同：19個字符、31或63個字符等 可調用namelengthmax函數得到系統(tǒng)規(guī)定長度,71,MATLAB系統(tǒng)的特殊變量和常數,72,變量的使用,clear%刪除工作區(qū)中所有定義過的變量 whos%查看當前

18、工作區(qū)內變量信息，無顯示表示沒有定義的變量 xy=1; yx=2; %對變量賦值 xy%查看變量xy的當前數值 xy = 1 whos Name Size Bytes Class xy 1x1 8 double array yx 1x1 8 double array Grand total is 2 elements using 16 bytes clear xy yx%刪除變量xy及yx whos xy%這時變量xy已經不存在了 ? Undefined function or variable xy.,73,應用舉例,計算下式的結果，其中x= 45 x=pi/180*(45);%將角度單位由度轉換為函數要求的弧度值 z=(sin(x)+sqrt