1、第一講 MatLab基礎(chǔ),1.1MatLab簡(jiǎn)介,MATLAB名字由MATrix和 LABoratory 兩詞的前三個(gè) 字母組合而成。,說到Matlab，可以用“大而全”三個(gè)字來描述它！它 的創(chuàng)始人 和 在1984年創(chuàng)建Mathworks公 司。,Matlab的特色：,1.功能強(qiáng)的數(shù)值運(yùn)算 在MATLAB環(huán)境中，有超過500種數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)、科學(xué)及工程方面 的函數(shù)可使用。,2.先進(jìn)的資料視覺化功能 。,3.高階但簡(jiǎn)單的程序環(huán)境 作為一種直譯式的程序語言，MATLAB容許使用者在短時(shí)間內(nèi) 寫完程序，所花的時(shí)間約為用 FORTRAN 或 C 的幾分之一，而且 不需要編譯(compile) 。,4.開放

2、及可延伸的架構(gòu) MATLAB容許使用者更改現(xiàn)存函數(shù)，甚至加入自己的函數(shù)使 MATLAB成為使用者所須要的環(huán)境。,5.豐富的程序工具箱 MATLAB的程序工具箱融合了套裝前軟體的優(yōu)點(diǎn)，與一個(gè)靈活 的開放但容易操作之環(huán)境，這些工具箱提 供了使用者在特別應(yīng)用 領(lǐng)域所需之許多函數(shù)。 現(xiàn)有工具箱有：符號(hào)運(yùn)算（利用Maple V的計(jì)算核心執(zhí)行 ）、 影像處理、統(tǒng)計(jì)分析、信號(hào)處理、神經(jīng)網(wǎng)路、模擬分析、控制系 統(tǒng)、即時(shí)控制、系統(tǒng)確認(rèn)、強(qiáng)建控 制、弧線分析、最優(yōu)化、模糊 邏輯、化學(xué)計(jì)量分析。,MatLab界面,雙擊桌面上的圖標(biāo),數(shù)據(jù)處理,max 最大值 min 最小值 mean 平均值 std 標(biāo)準(zhǔn)均方差 so

3、rt 排序 sum 元素和 cumsum 元素累積和,強(qiáng)大的數(shù)值運(yùn)算功能,基本的數(shù)值運(yùn)算 求積分 求導(dǎo)數(shù) 求方程的根 解線性方程組 求解常微分方程,可視化和圖像處理,二維圖像 三維圖像（可修飾、著色） 二維動(dòng)畫 三維動(dòng)畫,畫出衰減震蕩曲線 及其它的包絡(luò)線 t的取值范圍是0,4,Matlab程序： t=0:pi/50:4*pi; y0=exp(-t/3); y=exp(-t/3).*sin(3*t); plot(t,y,-r,t,y0,b,t,-y0,:b) grid,二維圖像,在指令窗command window中逐行輸入以上命令，以回車健結(jié)束,可以得到,畫出 所表示的三維曲面。x,y的取值范

4、圍是-8,8.,Matlab程序（例子?。?x=-8:0.5:8; y=x; X=ones(size(y)*x; Y=y*ones(size(x); R=sqrt(X.2+Y.2)+eps; Z=sin(R)./R; surf(x,y,Z); colormap(cool) xlabel(x),ylabel(y),ylabel(y),三維圖像,在指令窗command window中逐行輸入以上命令，以回車健結(jié)束,可以得到,如果覺得當(dāng)前command window中的命令行過多，看起來不方便，我們可以清理一下,X0,Y0,Z0=sphere(30); X=2*X0;Y=2*Y0;Z=2*Z0; s

5、urf(X0,Y0,Z0); shading interp hold on,mesh(X,Y,Z),colormap(hot),hold off hidden off axis equal,axis off,玲瓏剔透的球,shg;n=10;t=n*pi*(0:0.0005:1);x=sin(t);y=cos(t); plot(x,y,g);axis square;hold on comet(x,y,0.01);hold off,二維動(dòng)畫（彗星軌跡）,clf;shg,x=3*pi*(-1:0.05:1);y=x;X,Y=meshgrid(x,y); R=sqrt(X.2+Y.2)+eps;Z=s

6、in(R)./R; h=surf(X,Y,Z);colormap(jet);axis off n=12; for i=1:n rotate(h,0 0 1,25); mmm(:,i)=getframe; end movie(mmm,5,10),三維動(dòng)畫,1.2MATLAB命令窗口,1.2.1啟動(dòng)MATLAB 雙擊快捷方式圖標(biāo)或從“開始”菜單序列中選擇。 呈現(xiàn)在我們面前的是三個(gè)窗口 command window :指令(命令)窗，可以輸入命令行，并且運(yùn)行 current directory:當(dāng)前的路徑下的m文件的目錄 workspace:工作空間，顯示當(dāng)前內(nèi)存中的變量 command histo

7、ry:顯示曾經(jīng)使用過的命令 這些窗口可以根據(jù)自己的需要決定顯示哪個(gè)，可以在Desktop菜單 中設(shè)定。,command window :指令(命令)窗，可以輸入命令行，以回車鍵結(jié)束即運(yùn)行,current directory:當(dāng)前的路徑下的m文件的目錄,workspace:工作空間，顯示當(dāng)前內(nèi)存中的變量,command history:顯示曾經(jīng)使用過的命令,1.2.2設(shè)置工作參數(shù),File/Preference 設(shè)置工作參數(shù) 可以設(shè)置各個(gè)窗口的字體（按自己的偏好） 其他參數(shù)一般選擇默認(rèn),1.2.3 命令行,可以在command window的提示符“”后面輸入 命令，一行可寫入一個(gè)或多個(gè)命令，命

8、令之間用逗號(hào)或分 號(hào)隔開，如果命令尾帶分號(hào)將不顯示該命令的執(zhí)行結(jié)果； 還可有續(xù)行（行末為）； 最后用回車提交命令。 注意： 1.如果命令結(jié)尾是分號(hào)，則指令窗中不顯示結(jié)果，但是產(chǎn)生的變量的變化將會(huì)記入內(nèi)存，即在工作空間中體現(xiàn)。 2.如果命令結(jié)尾是逗號(hào)或者沒有標(biāo)點(diǎn)符號(hào)，則會(huì)在指令窗中顯示命令運(yùn)行的結(jié)果，產(chǎn)生的變量變化也會(huì)記入內(nèi)存。,例如：在MATLAB下進(jìn)行基本數(shù)學(xué)運(yùn)算，只需將運(yùn)算式直接打在提示號(hào) 后面，并按入Enter鍵即可。MATLAB將計(jì)算 的結(jié)果以ans顯示。,（2）在上述表達(dá)式輸入完成后，按【Enter】鍵，該就指令被執(zhí)行。,（3）在指令執(zhí)行后，MATLAB指令窗中將顯示以下結(jié)果。 an

9、s = 2,【例】求 的算術(shù)運(yùn)算結(jié)果。,（1）用鍵盤在MATLAB指令窗中輸入以下內(nèi)容 (12+2*(7-4)/32,注意,我們也可給運(yùn)算式的結(jié)果設(shè)定一個(gè)變量x： 求,x = 42,x = (5*2+1.3-0.8)*102/25,變量x的值可以在下個(gè)語句中調(diào)用： y= 2*x+1 y = 85,在剛才的例子中出現(xiàn)了 數(shù)值 變量 數(shù)值運(yùn)算符號(hào) 表達(dá)式及標(biāo)點(diǎn)符號(hào) 下面我們一一講解 還會(huì)介紹指令窗中常用的鍵,1.2.4 數(shù)值,1.數(shù)值的記述 Matlab的數(shù)值采用習(xí)慣的十進(jìn)制表示，可以帶小數(shù)點(diǎn)或負(fù)號(hào) 例如：1 -1 0.01 1.3e-3（表示1.310-3） 2e3（表示2103）,2.數(shù)值顯示

10、的精度 Matlab的數(shù)值通常保證小數(shù)點(diǎn)后四位有效 如果想顯示長(zhǎng)精度，輸入format long命令，然后回車即可，這樣 以后都顯示小數(shù)點(diǎn)后15位； 如果還想恢復(fù)顯示小數(shù)點(diǎn)后4位，輸入format short命令，回車即 可。,1.2.5 變量,變量命名規(guī)則：,1.變量名的大小寫是敏感（例如大寫的X與小寫的x不是同一個(gè)變量）。,2.變量的第一個(gè)字符必須為英文字母，而且不能超過31個(gè)字符。,3.變量名可以包含下連字符、數(shù)字，但不能為空格符、標(biāo)點(diǎn)。,系統(tǒng)預(yù)定義的變量,1.2.6數(shù)值運(yùn)算符號(hào),+ 加 例：1+2 -減 1-2 *乘 2*3 /除 6/2（6除以2，結(jié)果為3） 乘方 23(2的3次方，

11、結(jié)果為8),1.2.7 表達(dá)式及標(biāo)點(diǎn)符號(hào),MATLAB書寫表達(dá)式的規(guī)則與“手寫算式”差不多相同，但要求所 有表達(dá)式都是以純文本形式輸入。,1.如果一個(gè)指令過長(zhǎng)可以在結(jié)尾加上.（代表此行指令與下一行連續(xù)）， 例如： 1*2+3*4+5*6+7*8+9*10+11*12+. 13*14+15*16 ans = 744,2.若不想讓MATLAB每次都顯示運(yùn)算結(jié)果，只需在運(yùn)算式最后加上分號(hào)（；）即可，,如下例： y = 1034*22+35; 若要顯示變數(shù)y的值，直接鍵入y即可： y y = 22991,3.MATLAB會(huì)忽略所有在百分比符號(hào)（%）之后的文字，因此百分比之后的文字均可視為程序的注解（C

12、omments）。,例：計(jì)算圓面積a =r2 ,半徑r = 2，則可鍵入 r=2; % 圓半徑r = 2， a=pi*r2; % 計(jì)算圓面積a a a= 12.5664,1.2.7 command window 中的常用鍵,鍵顯示前個(gè)命令 鍵顯示后個(gè)命令 Esc鍵（鍵、delete鍵）取消輸入 Ctrl+x剪切 Ctrl+c復(fù)制 Ctrl+v粘貼,1.2.8 MATLAB常用數(shù)學(xué)函數(shù),三角函數(shù)和雙曲函數(shù),指數(shù)函數(shù),復(fù)數(shù)函數(shù),【例】指令行操作過程示例。 （1）若用戶想計(jì)算y1=2sin0.3cos(1+ )的值，那末用戶應(yīng)依次鍵入以下字符,又想計(jì)算y2=2cos0.3cos(1- ) ，可以簡(jiǎn)便

13、地用操作鍵獲得指令， 具體辦法是：先用鍵調(diào)回已輸入過的指令,y1=2*sin(0.3*pi)/cos(1+sqrt(5) %注意，優(yōu)先級(jí)必須用小括號(hào)()，不可以用, （2）按【Enter】鍵，該指令便被執(zhí)行，并給出以下結(jié)果 y1 = -1.6253,y1=2*sin(0.3*pi)/cos(1-sqrt(5) ； 然后移動(dòng)光標(biāo)，把y1改成y2；把 sin 改成 cos ,把+改成-便可。即得 y2=2*cos(0.3*pi)/cos(1-sqrt(5) y2 = 3.5785,先用鍵調(diào)回已輸入過的指令,然后移動(dòng)光標(biāo)，把y1改成y2；把 sin 改成 cos ,把+改成-便可,1.3 MATLA

14、B系統(tǒng)中使用幫助,1.利用help指令，所以即使身旁沒有使用手冊(cè)，也可以使用help指令查詢不熟悉的指令或是題材之用法，例如help log,2.利用lookfor指令，它可以從你鍵入的關(guān)鍵字(key-word)（即使這個(gè)關(guān)鍵字并不是MATLAB的指令）列出 所有相關(guān)的題材，例如lookfor cosine, lookfor sine。,3.利用指令視窗的功能選單中的Help，從中選取 Contents（目錄）或是Index（索引）。,1.4內(nèi)存變量的查閱和刪除,1.4.1內(nèi)存變量的查閱 命令：who或者whos,1.4.2.內(nèi)存變量的刪除 命令：clear 用法：clear %刪除所有的內(nèi)存

15、變量 clear y x %刪除變量y,x,1.4.3 數(shù)據(jù)文件的存取,利用save存，利用load取，使用格式如下：,save filename1%把全部?jī)?nèi)存變量保存為filename1.mat文件,save filename2 x y %把變量x,y保存為filename.mat文件,save filename2 x1 y2 -append %把變量x1,y2添加到filename2.mat文件,load filename1 %把filename.mat文件中的全部變量裝入內(nèi)存,load filename1 x y %把filename.mat文件中變量x,y裝入內(nèi)存,注意：,清除內(nèi)存中所有變量,load filename1 %把filename.mat文件中的全部變量裝入內(nèi)存,作業(yè),1.計(jì)算球