1、,第1章 MATLAB R2010a概述,1.1 MATLAB R2010a 簡介 1.2 MATLAB R2010a的開發(fā)環(huán)境 1.3 MATLAB R2010a 的其他管理 1.4 一個簡單的實例 1.5 MATLAB的文字處理工具Notebook 1.6 MATLAB R2010a 的幫助系統(tǒng),MATLAB是目前世界上最流行的、應用最廣泛的工程計算和仿真軟件 。 MATLAB是Matrix Laboratory的縮寫，它的產(chǎn)生是與數(shù)學計算緊密聯(lián)系在一起的。 MATLAB是一個交互式開發(fā)系統(tǒng)，其基本數(shù)據(jù)要素是矩陣。 本書以MATLAB R2010a和simulink 7.5版為平臺進行全面

2、地介紹。,相關網(wǎng)站： MATLAB 軟件的創(chuàng)始人，美國工程院院士，著名數(shù)學家Cleve Moler教授在2012年10月9日到10月18日間來華進行高校訪問。,1.1 MATLAB R2010a 簡介1.1.1 MATLAB的系統(tǒng)結構,MATLAB系統(tǒng)由MATLAB開發(fā)環(huán)境、MATLAB語言、MATLAB數(shù)學函數(shù)庫、MATLAB圖形處理系統(tǒng)和MATLAB應用程序接口（API）五大部分組成。 （1）MATLAB開發(fā)環(huán)境是一個集成的工作環(huán)境。 （2）MATLAB語言具有程序流程控制、函數(shù)、數(shù)據(jù)結構、輸入輸出和面向對象的編程特點，是基于矩陣/數(shù)組的語言。 （3）MATLAB的數(shù)學函數(shù)庫包含了大量的計

3、算算法。 （4）MATLAB的圖形處理系統(tǒng)能夠將二維和三維數(shù)組的數(shù)據(jù)用圖形表示出來。 （5）MATLAB應用程序接口使MATLAB語言能與C或FORTRAN等其他編程語言進行交互。,用四種方法描述cos(x)*sin(y)圖形,圖像處理：離散余弦壓縮,1.1.2 MATLAB的特點,1. 運算功能強大 2. 編程效率高 3. 強大而智能化的作圖功能 4. 可擴展性強 5. Simulink動態(tài)仿真功能,Simulink仿真：雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng),1.1.3 MATLAB工具箱,MATLAB的工具箱（Toolbox）是一個專業(yè)家族產(chǎn)品，工具箱實際上是MATLAB的M文件和高級MATLAB語言的集合，用

4、于解決某一方面的專門問題或實現(xiàn)某一類的新算法。 包括應用數(shù)學類、控制類、信號處理類等工具箱。,1.2 MATLAB R2010a的開發(fā)環(huán)境1.2.1 MATLAB R2010a的環(huán)境設置,1.2.2 菜單和工具欄,1. 菜單 MATLAB R2010a還會根據(jù)不同的窗口，增加一些浮動菜單。 （1）File菜單 （2）Edit菜單 （3）Debug菜單 （4）Desktop菜單 （5）Windows菜單 （6）Help菜單,（7）開始菜單 在MATLAB操作界面的左下角有一個按鈕，是MATLAB的快捷菜單。 開始菜單中顯示的為現(xiàn)場菜單，包括交互界面窗口的列表，快捷方式和常用的子菜單項。,2. 工

5、具欄 工具欄是在編程環(huán)境下提供的對常用命令的快速訪問，當鼠標停留在工具欄的按鈕上時，就會顯示出該按鈕的功能。,1.2.3通用窗口,MATLAB R2010a工作界面中的常用窗口包括命令窗口、歷史命令窗口、當前工作目錄窗口、工作空間瀏覽器窗口、變量編輯窗口、M文件編輯調(diào)試窗口、幫助窗口和程序性能剖析窗口等。 所有窗口都可以單獨顯示， 使用Undock 和Dock 可使窗口單獨出來和返回到MATLAB工作界面中。,1. 命令窗口（Command Window） 在命令窗口中輸入MATLAB的命令和數(shù)據(jù)后按回車鍵，立即執(zhí)行運算并顯示結果。 MATLAB在命令窗口中的語句形式為： 變量表達式; 說明：

6、命令窗口中的每個命令行前會出現(xiàn)提示符“”，沒有“”符號的行則是顯示的結果。,例1-1 在命令窗口中輸入不同的命令和數(shù)值，并查看其顯示方式。 a=0.5 a = 0.5000 b=sin b = sin if a1 c=true %如果a1則c為true end c = 1,練習,表1-7常用標點練習： a=1 2;. 3 4 a=hello%字符串 練習表1-7，表1-8,數(shù)值計算結果的顯示格式 ： 一種方法是在參數(shù)設置對話框 的“Numeric Format”欄設置數(shù)據(jù)的顯示格式。 另一種方法是直接在命令窗口中使用“format”命令來進行數(shù)值顯示格式的設置： format 格式描述,例1-

7、3 使用format函數(shù)在命令窗口中顯示運算結果。 a=sin(60*pi/180) a = 0.8660 format long a a = 0.86602540378444 format short e a a = 8.6603e-001 程序分析： long格式為15位數(shù)字顯示，short e為5位科學計數(shù)顯示。,練習,2. 歷史命令窗口（Command History） 歷史命令窗口默認地出現(xiàn)在MATLAB界面的左下側，用來記錄并顯示已經(jīng)運行過的命令、函數(shù)和表達式。,在默認設置下，該窗口會顯示自安裝以來所有使用過命令的歷史記錄，并標明每次開啟MATLAB的時間。,例1-4 選擇歷史命令

8、窗口的命令行執(zhí)行并創(chuàng)建快捷方式。,單擊鼠標右鍵在快捷菜單中選擇“Create Shortcut”，則會出現(xiàn)“Shortcut Editor”對話框,3. 當前目錄瀏覽器窗口（Current Directory Browser）,用來設置當前目錄，并顯示當前目錄下的M文件、MAT文件、MDL文件等文件信息，窗口中包括文件類型（File Type）、文件大小（Size）、最后修改（Last Modified）時間和文件的說明信息（Description）等。,查看工作目錄下文件的相關信息的常用命令如下： what：列出當前目錄下的M、MAT、MEX文件清單。 dir：顯示當前目錄或指定當前目錄下的

9、文件。 cd 路徑：改變或顯示當前工作目錄；路徑可省略，省略時為顯示當前工作目錄；cd .表示回到上一級目錄。 type：顯示文件內(nèi)容。 delete：刪除文件。 which 文件名：指出M文件、MEX文件、工作空間變量、內(nèi)置函數(shù)或Simulink模型所在的目錄。,4. 工作空間瀏覽器窗口（Workspace） 工作空間瀏覽器窗口用于顯示內(nèi)存中所有的變量名、數(shù)據(jù)結構、類型、大小和字節(jié)數(shù)，不同的變量類型使用不同的圖標。,在MATLAB R2010a的命令窗口中也可以通過命令來查看工作空間的變量，以下是常用的命令： Who：查閱MATLAB內(nèi)存變量名。 Whos：查閱MATLAB內(nèi)存變量名、大小、

10、類型和字節(jié)數(shù)。 clear變量名1變量名2 ：刪除內(nèi)存中的變量，變量名1變量名2可省略，省略時表示刪除所有變量。,5. 數(shù)組編輯器窗口（Array Editor） 啟動數(shù)組編輯器窗口的方法有： 在工作空間窗口中雙擊該變量； 在工作空間窗口中選擇變量，按鼠標右鍵在快捷菜單中選擇“Open”菜單； 單擊工具欄中的打開變量（Open Selection）按鈕。,6. M文件編輯調(diào)試器窗口（EditorDebugger） 打開M文件編輯調(diào)試器窗口的方法有： 單擊MATLAB工作界面工具欄上的圖標； 單擊菜單“File”“New”“M-file”創(chuàng)建新M文件； 單擊MATLAB工作界面上的圖標，打開相應

11、文件； 單擊菜單“File”“Open”，在出現(xiàn)的“Open”對話框中選擇文件名后單擊“打開”按鈕，打開相應文件； 用鼠標雙擊當前目錄窗口中的M文件，可直接打開相應的文件。,7. 程序性能剖析窗口（Profiler） 程序性能剖析窗口用來對M文件各命令的耗時進行分析，打開程序性能剖析窗口的方法有： 單擊MATLAB工作界面工具欄上的圖標； 選擇菜單“Desktop”“Profiler”； 在命令窗口中輸入“profile viewer”命令。,1.3 MATLAB R2010a 的其他管理1.3.1 MATLAB文件格式,MATLAB R2010a的常用文件有.m、.mat、.fig、.mdl

12、、.mex、.p等類型 。 1. 程序文件 程序文件即M文件（M-File），其文件的擴展名為.m。 2. 圖形文件 圖形文件（Figure）的擴展名為.fig。 3. 模型文件 模型文件（Model）擴展名為.mdl，可以在“File”菜單中創(chuàng)建Model時生成.mdl文件。,4. 數(shù)據(jù)文件 數(shù)據(jù)文件即MAT文件，其文件的擴展名為.mat。 （1）把工作空間中的數(shù)據(jù)存入MAT文件 save 文件名 變量1 變量2 參數(shù) （2）從數(shù)據(jù)文件中裝載變量到工作空間 load 文件名 變量1 變量2 還可以通過打開Import Data窗口來從MAT文件中將變量裝載到Workspace 。,5. 可執(zhí)

13、行文件 可執(zhí)行文件即MEX文件，其文件的擴展名為.mex。 6. 項目文件 項目文件的擴展名為.prj。 7. P碼文件 P碼文件即偽代碼文件，是M文件被調(diào)用后在內(nèi)存中生成的內(nèi)部偽代碼。,1.3.2 設置搜索路徑,1. MATLAB的基本搜索過程 按照以下的順序進行搜索： 首先在MATLAB內(nèi)存中進行檢查，檢查“sin”和“x”是否為工作空間的變量或特殊變量； 然后檢查“sin”和“x”是否為MATLAB的內(nèi)部函數(shù)（Built-in Function）； 然后在當前目錄上，檢查是否有相應的“.m”或“.mex”文件存在； 最后在MATLAB搜索路徑的所有其他目錄中，依次檢查是否有相應的“.m”

14、或 “.mex”的文件存在； 如果都不是，則MATLAB發(fā)出錯誤信息。,練習,2. 設置搜索路徑窗口（Set Path）,打開設置搜索路徑窗口的方法有兩種： 在MATLAB界面選擇菜單“File”“Set Path”； 在命令窗口中運行“pathtool”或“editpath”命令。,1.4 一個簡單的實例,例1-10 在MATLAB R2010a的工作界面中做一個練習。 通過一個簡單的實例來綜合了解MATLAB R2010a各窗口的功能和命令的使用。,1.5 MATLAB的文字處理工具Notebook1.5.1 Notebook的安裝和啟動,Notebook的安裝 notebook -set

15、up 2. Notebook的啟動 啟動Notebook有兩種方法，一種是在Word中啟動，另一種是在MATLAB中啟動。 （1）從Word中啟動Notebook 選擇“m-book.dot”圖標后按“確定”按鈕。 （2）從MATLAB中啟動Notebook notebook%創(chuàng)建新的word文件,1.5.2 Notebook的使用,1. 定義單元 （1）輸入單元（Input cells） （2）單元組（Cell group） （3）輸出單元（Output cells） （4）計算區(qū)（Calc Zone）,2. 運行 在菜單“Notebook”中: 選擇“Evaluate Cell”運行輸入單

16、元 選擇“Evaluate M-book Calc Zone”運行計算區(qū) 選擇“Evaluate M-book”運行整個M-book文件，運行后顯示輸出單元。 3. 刪除輸出單元 選擇菜單“Notebook”“Purge Selected output Cells”，刪除選中的所有輸出單元。,1.6 MATLAB R2010a 的幫助系統(tǒng)1.6.1 使用幫助瀏覽器,幫助主題（Contents）和搜索（Search Results）兩個面板來查找?guī)椭畔ⅲ?Contents面板為可展開的樹形結構，向用戶提供全方位系統(tǒng)幫助的向導圖，當用鼠標點擊目錄條則在左邊的幫助瀏覽器中就會顯示出相應的HTML幫

17、助文件。 Search Results面板是通過關鍵詞來查找全文中與之匹配的章節(jié)條目。,1.6.2 使用幫助命令,1. help命令 help命令可以獲得MATLAB命令和M文件的幫助信息，如果知道準確的命令名稱或主題詞，使用help命令來查找最快捷。 help 命令名稱 2. lookfor命令 lookfor命令是在所有的幫助條目中搜索關鍵字，常用來查找具有某種功能而不知道準確名字的命令。 lookfor topic -all 3. 打開幫助窗口命令,練習,Demos演示界面操作非常方便，為用戶提供了圖文并茂的演示實例。通過演示程序學習是一個很好的學習方法。打開“MATLAB Demo W

18、indow”有幾種方法： 在MATLAB界面單擊菜單“Help”“Demos”； 在MATLAB命令窗口中，運行“demo”命令，例如，運行“demo matlab graphics”； 在幫助導航瀏覽器窗口中，選擇“MATLAB”“Demos”面板。,本章小結,1. MATLAB的開發(fā)環(huán)境各通用窗口 2. MATLAB的文件格式 3. 搜索路徑 4. 幫助的方法 相關網(wǎng)頁： ,練習：,在命令窗口中輸入以下命令，并查看顯示的圖形。 a=1 2 3 4 b=5 6 7 8 c=a+b*i plot(c),練習：,在MATLAB中_用于括住字符串。 A. , B. ; C. D. “,答案： C,練習：,在MATLAB的命令窗口中執(zhí)行_命令，使數(shù)值5.3顯示為5.300000000000000e+000。 A. format l