MATLAB第一章
MatLab编程中文版第一章
目录第一章MA TLAB入门 (1)1.1 MA TLAB的优点 (1)1.易用性 (1)2.平台独立性 (1)3.预定义函数 (1)4.机制独立的画图 (1)5.用户图形界面 (2)6.MA TLAB编译器 (2)1.2 MA TLAB的缺点 (2)1.3 MA TLAB的开发环境 (2)1.3.1MA TLAB桌面 (2)1.3.2命令窗口（TheCommandWindow） (2)1.3.3历史命令窗口（The History Command Window） (4)1.3.4启动平台（the launch pad） (4)1.3.5图像窗口（Figure Windows） (5)1.3.6MA TLAB工作区 (5)1.3.7MA TLAB帮助 (7)1.3.8一些重要的命令 (8)1.4把MA TLAB当作便笺薄来使用 (10)测试1.1 (10)1.5总结 (11)1.5.1MA TLAB总结 (11)1.6练习 (11)1.1 (11)1.2 (11)1.3 (11)1.4 (11)1.5 (12)1.6 (12)1.7 (12)1.8 (12)第一章MATLAB入门MATLAB(矩阵实验室的简称)是一种专业的计算机程序，用于工程科学的矩阵数学运算。
但在以后的几年内，它逐渐发展为一种极其灵活的计算体系，用于解决各种重要的技术问题。
Matlab程序执行MATLAB语言，并提供了一个极其广泛的预定义函数库，这样就使得技术工作变得简单高效。
本书将介绍matlab语言，并向大家展示如何运用它去解决经典的技术问题。
MA TLAB是一个庞大的程序，拥有难以置信的各种丰富的函数；即使基本版本的MA TLAB语言拥有的函数也比其他的工程编程语言要丰富的多。
基本的MA TLAB语言已经拥有了超过1000多个函数，而它的工具包带有更多的函数，由此扩展了它在许多专业领域的能力。
本书无意将MA TLAB的所有函数介绍给大家，而是让大家掌握编写调试和优化程序的基本功，还有一些重要函数的子集。
matlab讲义第一章
• MATLAB中的关键字不能用作变量名（包括for、end、if
while、function、return、elseif、case、otherwise、 switch、continue、else、try、catch、global、break、 persistent等)。
• MATLAB能识别一般常用的加(+)、减(—)、乘(*)、除 (／)、幂次(^)等数学运算符号。 • 在MATLAB下进行基本运算，最快速简单的方式是在命 令窗口(Command Window)内的提示符号>>之后输入表达式， 并按下Enter键即可。例如： >>(5*2+3.5)/5 ans= 2.7000 • MATLAB会将运算结果直接存入默认变量ans，代表运算 后的答案(Answer)，并在屏幕上显示其运算结果的数值 (为2.7000)。
灵活运用这几种矩阵处理的方式，可以产生意想不到 的效果。 提示： 在MATLAB的内部数据储存结构中，每一个矩阵都是一 个以列为主(Column-oriented)的向量(Vector)，因此对于 矩阵内各元素的存取，可用一维或二维的索引(Index)或下 标(Subscript)来寻址。
1.4 常用数学函数
MATLAB会将所有在百分比符号(％)之后的文字视为程 序的注解(Comments)，如： >>y=(5*2+3.5)/5； ％将运算结果储存于变量y，但 不用显示于屏幕 >>z=y^2 ％将运算结果储存于变量2，并 显示于屏幕 z= 7.2900 在上例中，百分比符号之后的文字会被MATLAB忽略不 执行，但它的使用可使MATLAB程序的具有很好的可读性。
学时安排与考试形式
总学时：32 讲授：约12学时 上机实验：约20学时 考试方式：实验报告+综合报告
第一章MATLAB基础知识
第一章MATLAB基础知识1.1 MATLAB开发环境1.MATLAB操作桌面MATLAB4.0以上版本都是在Windows以上环境支持下操作与运行的，因此，这里必须假定读者对Windows有一定的了解和掌握。
本书以Windows98环境，MATLAB6.5版本为例介绍。
书中绝大多数例子在MA TLAB5.3版本中亦能使用.要想进入MATLAB系统，方法有二：（1）在Windows98的桌面上双击MATLAB快捷图标。
（2）单击Windows98的“开始”按钮，再依次单击：程序/MA TLAB/MA TLAB6.5；图1-1MATLAB6.5除保留了传统的命令窗口外，还增加了启动平台窗口、工作空间窗口、命令历史窗口、当前路径窗口等窗口，与新的M文件编辑器和新的在线帮助浏览器等共同构成了MA TLAB6.5的开发环境。
MATLAB的开发环境是MATLAB语言的基础和核心部分，MATLAB语言的全部功能都是在MA TLAB的开发环境中实现的，MA TLAB的仿真工具Simulink、MATLAB的工具箱等其他附加功能的实现也必须使用MATLAB开发环境，因此，掌握MATLAB 的开发环境是掌握MATLAB语言的关键。
启动MA TLAB后，将显示包括命令窗口、启动平台窗口、工作空间窗口、命令历史窗口和当前路径窗口等5个窗口和主菜单组成的操作桌面（图1-1）。
本节对操作桌面的各个窗口作简要介绍，部分窗口的功能和使用将在以后的章节中详细介绍。
操作桌面缺省状态下显示3个窗口，当前路径和工作空间窗口在同一位置显示，可以通过该窗口下方的箭头或窗口标签来切换，命令历史窗口和当前目录窗口在同一位置显示，可以通过该窗口下方窗口标签来切换。
每个窗可以脱离操作桌面独立出来。
也可以通过菜单View来选择显示哪些窗口。
MATLAB还设定了几种特定的窗口布局方式，在View菜单的Desktop Layout选项中，给定了6种布局方式：Default（缺省方式）Command Window Only（只显示命命令窗口方式）Simple（简单方式，只有命令历史窗口和命令窗口）Short History（低命令历史窗口方式）Tall History（高命令历史窗口方式）Five Panel（5个窗口平铺方式）2.MATLAB的通用参数设置MATLAB的通用参数和各功能窗口的参数可以通过主菜单中的file/Preferences项设置，这里先介绍通用参数的设置。
MATLAB教程 第一章 基础准备及入门
第一章 基础准备及入门1.1 M ATLAB 的安装和内容选择 1.2 D esktop 操作桌面的启动1.2.1 MATLAB 的启动 1.2.2Desktop 操作桌面简介一 操作桌面的缺省外貌 二 通用操作界面1.3 C ommand Window 运行入门1.3.1 Command Window 指令窗简介 1.3.2最简单的计算器使用法【例1.3-1】求23)]47(212[÷-⨯+的算术运算结果。
>> (12+2*(7-4))/3^2ans = 2【例1.3-2】简单矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=987654321A 的输入步骤。
A = [1,2,3; 4,5,6; 7,8,9]A =1 2 3 4 5 6 7 8 9【例1.3-3】矩阵的分行输入。
A=[1,2,3 4,5,6 7,8,9] A =1 2 3 4 5 6 7 8 9【例1.3-4】指令的续行输入S=1–1/2+1/3–1/4+1/5–1/6+1/7 … -1/8 S =0.63451.3.3数值、变量和表达式一数值的记述二变量命名规则三MATLAB默认的预定义变量四运算符和表达式五复数和复数矩阵【例1.3-5】复数ieziziz63212,21,43π=+=+=表达，及计算321zzzz=。
（1）z1= 3 + 4iz1 =3.0000 +4.0000i（2）z2 = 1 + 2 * iz3=2*exp(i*pi/6)z=z1*z2/z3z2 =1.0000 +2.0000iz3 =1.7321 + 1.0000iz =0.3349 + 5.5801i【例1.3-6】复数矩阵的生成及运算A=[1,3;2,4]-[5,8;6,9]*iB=[1+5i,2+6i;3+8*i,4+9*i]C=A*BA =1.0000 - 5.0000i 3.0000 - 8.0000i2.0000 - 6.0000i 4.0000 - 9.0000iB =1.0000 + 5.0000i2.0000 + 6.0000i3.0000 + 8.0000i4.0000 + 9.0000iC =1.0e+002 *0.9900 1.1600 - 0.0900i1.1600 + 0.0900i 1.3700【例1.3-7】求上例复数矩阵C的实部、虚部、模和相角。
matlab第1章 基础入门
1.5.2 标点符号的作用
名称 空格 逗号 点 分号 冒号 注释号 单引号 对 圆括号 方括号 花括号 续行号 , . ; : % ' ' ( ) [ ] { } ... 标点 作 用 用作输入量之间的分隔符；数组元素的分隔符
用作输入量之间的分隔符；用作数组元素分隔符；用作要显示计算结果的 命令 数值表示中，用作小数点；用于运算符号前，构成数组运算符；结构数组 中，结构变量名与元素名的连接 用作矩阵（数组）的行间分隔符；用作不显示计算结果的命令
3．打开已存在的M文件编辑器窗口
单击MATLAB界面工具栏上的en”对话框，填写所选文件名， 单击“打开”按钮，就可出现相应的M-文件编辑器。
1.4 MATLAB工作空间浏览器
1.4.1 Workspace工具栏功能 工作空间浏览器（Workspace）默认地放置于MATLAB 操作桌面的左上侧后台。点击桌面左上侧框下方外露的 “Workspace”窗标，可使工作空间浏览器出现在桌面的 前台。只需单击该窗口右上角的按钮，就可出现浮动的 工作空间浏览器窗口。“Workspace“窗口及工具栏图标 功能如图所示。
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1.1.2 MATLAB系统结构
MATLAB系统由MATAB开发环境、MATLAB数学函数 库、MATLAB语言、MATLAB图形处理系统和MATLAB 应用程序接口（API）五大部分构成。 1.1.3 MATLAB工具箱类型 数学、统计与优化 控制系统设计和分析 信号处理和通讯 图像处理与计算机视觉 计算金融 计算生物 并行计算 测试与测量 数据库访问与报告 代码生成和验证
1.1.5 MATLAB的特点
1．直译式的编程语言 2．代码短小高效 3．强大的科学计算与数据处理能力 4．先进绘图和数据可视化功能 5．可扩展性能 6．友好的工作平台和编程环境
MATLAB课件第一章
作业
1.说明以下命令的功能： clc,
clear, clear all, clf, who, whos, size, length, ↑, ↓
2.利用帮助功能查询inv,
plot, max, round, get 等函数的功能及用法。
3.Matlab主窗口中主要包含哪些子窗口？
第二章 Matlab矩阵和数组
数间隔的向量。 （如果省略N，默认为50个数据点） 如： logspace(1,2,50) 与linspace比较 以上创建的都是行向量，如果要创建列向量， 在各个元素之间用分号;隔开，或对行向量进 行转置运算。转置运算符为单引号’。 如： x=[1;2;3;4] 4个元素的列向量 A=linspace(1,2,5) 先创建一个行向量 B=A’ 对A进行转置运算，结果赋给B
2.Mห้องสมุดไป่ตู้tlab 特点
简单易学 ：MATLAB是一种面向科学与工程计算的高级 语言，语法和C++类似，但更简单，更符合科技人员对 数学表达式的书写格式，允许用数学形式的语言编写程 序。 能与其他语言编写的程序结合，具有输入/输出格式化数 据的能力。 移植性和开放性好：MATLAB适合多种平台，可跨平台 应用；除内部函数外，所有的核心文件和工具箱都是公 开的，都是可读/写的源文件，用户可以通过对源文件的 修改和自己编程来构建新的工具箱。 编程容易、效率高：MATLAB的程序文件是一个纯文本 文件，可用任何文字处理软件对其进行编写和修改。程 序容易调试，人机交互性强。
常用的几个命令
clc 清除当前命令窗口 clear （变量） 清除工作空间中的变量 （清除指定的变量）
clf who
1第一章 Matlab语言概述
（Ⅰ）基础篇第一章 Matlab语言概述§1.语言特点MATLAB是Mathworks公司于20世纪80年代推出的数值计算软件。
得到了广泛的应用。
MATLAB的全称是Mateix Laboratory，意思是矩阵实验室。
它是以矩阵运算为基础的新一代程序语言。
MATLAB是集数学运算、图形处理、程序设计和系统建模为一体的著名编程语言软件，它具有功能强大、使用简单等优点，是进行科学研究和工程实践的有力工具。
与Fortran和C相比，MATLAB语句更简洁、明了，更加符合人们的思维习惯。
并且还具有良好的数据可视化功能。
MATLAB包括两部分：基本部分-主要指数据计算和可视化功能。
扩展部分-主要指工具箱。
§2 基本操作和简单语句输入1. 简单语句输入（简单计算器用法）例1：计算a⨯y÷⨯=（a = 2，b =3，c = 5 ）+acbb[程序] 在命令窗口输入>> a=2;b=3;c=5;>> y=a*b+c*b/a 回车[输出] y =13.5000例2：计算64(tan3⨯+45)/2760cos[程序] >> (tan(pi/4)+cos(pi/3))*27^(1/3)/sqrt(64)ans =0.56252. 变量表达式数值（1）变量* matlab语句一般形式为：变量=表达式（或数），若变量和“=”省略，输出时自动建立“ans”默认变量。
* 对大小写敏感，如sqrt（平方根）对，而SQRT，Sqrt全错。
* 变量名第一个字符必须是英文字母，最多可包含31个字符，（含英文、数字、下连符）。
不得包含空格和标点。
* 系统遇到一个新变量名时，它会自动生成变量，若该变量早已存在，系统会自动更新内容。
表1-1 默认预定义变量（永久变量）例3：无穷大的使用>> x =1/0Warning: Divide by zero.x =Inf* 在MATLAB中这样的操作不会引起程序执行中断，只是在给出警告信息的同时，用一个特殊的符号Inf来表示。
MATLAB快速入门第一章
下面将对菜单进行介绍。
图1-81.3.1 M文件M文件有两种类型：文本M文件和函数M文件。
（一）文本M文件一个比较复杂的程序常常要作反复的调试，这时你不妨建立一个文本文件并把它储存起来，可以随时调用进行计算。
建立文本文件可以在File菜单中选择New，再选择M-file，这时MATLAB将打开一个文本编辑窗口，在这里输入命令和数据。
储存时文件名遵循MA TLAB变量命名的原则，但必须以m 为扩展名，其一般形式为< M文件名>.m如juzhen.m, pp.m等。
值得注意的是，文本M文件中的变量都是全局变量，在执行过程中, 文本M 文件中的命令可以使用目前工作区中的变量，它所产生的变量也将成为工作区的一部分。
例如我们把下面的程序保存为名为budijifen1.m的文本M文件：function budijifen1x=-4*pi:0.014*pi;a=1;for C=-3:3y =1/2*(-sin(a*x)+a*x)/a+Cplot(x,y)hold onendgridhold offxlabel('自变量 X')ylabel('因变量 Y')title('不定积分的积分曲线族')legend('不定积分的积分曲线族')然后在MA TLAB工作窗口中输入文件名：>> budijifen1运行后屏幕显示计算结果(略)和图形(见图1-9)。
再如，将下面的一个生成矩阵的程序保存为名为juzhen.m 的文本M 文件：for i=1:kfor j=1:nb(i,j)=7/(2*i+3*j-6);endenda=rats(b)然后在MA TLAB 工作窗口中输入：>> k=3;n=4; juzhen,b图1-9 名为budijifen1.m 的文本M 文件的图形运行后屏幕显示运行结果如下：a =-7 7/2 7/5 7/87 7/4 1 7/107/3 7/6 7/9 7/12b =-7.0000e+000 3.5000e+000 1.4000e+000 8.7500e-0017.0000e+000 1.7500e+000 1.0000e+000 7.0000e-0012.3333e+000 1.1667e+000 7.7778e-001 5.8333e-001（二） 函数M 文件函数M 文件是另一类M 文件，我们可以根据需要建立自己的函数文件，它们能够像库函数一样方便地调用，从而极大地扩展MA TLAB 的能力。
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例：
1. a=[1 2 3;4 5 6]
2. b=[2 pi/2;sqrt(3) 3+5i]
3.x=9; y=pi/6;
%定义x,y变量
A=[3 5 sin(y)
cos(y) x^2 7
x/2 5 1]
MATLAB
（2） 1x1矩阵(数组或称为向量)的创建
冒号法：可以产生一个行向量，一般格式是： x=a:inc:b
MATLAB仿真技术
—多媒体教学课件
石家庄铁道学院四方学院 电气系：秦 华
E-mail :qqhuahua443@
MATLAB
MATLAB课程介绍
课程性质：公共基础选修课。 学时: 32学时（基于matlab4.2版本，介绍
matlab7.0)
安排：讲课16学时，上机16学时。
MATLAB
把工作空间变量a 和b存到固
定的date.mat的二进制文件中
load date
将date文件中的变量加载到工作空间
MATLAB
3 . M文件
使用编辑器把复杂的程序先编辑储存以便于调 试，文件扩展名是“.m”：。
M文件编辑器的启动及打开方法有以下几种： 1）单击桌面图标 ，或选中{File：New：MFile} ，或直接在指令窗输入指令edit，都可以打开 空白的M文件编辑器。
3X1 + X2 - X3 = 3.6 X1 + 2X2 + 4X3 = 2.1 对于线性系统有Ax=b - X1 + 4X2 + 5X3 = -1.4
A=[3 1 -1;1 2 4;-1 4 5];b=[3.6;2.1;-1.4]; x=A\b
x= 1.4818 -0.4606 0.3848
3.MATLAB特点：
字符变量，将字符串作为变量，可参与运算。有三 种方法表示：
1）用单引号‘’表示。 2）用函数sym（‘’）表示。 3）用命令syms表示多个变量。
（qh0201.m）
MATLAB
2.2 矩阵的构造
MATLAB所有的运算都建立在矩阵基础上，也就是 说它的数据结构形式是矩阵，比如X=2视为1x1的矩阵。
• 工具性：丰富的函数和工具箱。 • 图形具有强大的可视化功能：2D，3D绘图工
具；面向图形对象的操作；程序动画的操作。 • 运算速度快：矢量化运算。 • 具有良好50的工作平台：与C、C++、FORTRAN
转换；与110500WORD共享界面。
200 250 300 350 400 450
100 200 300 400 500 600
MATLAB
MATLAB指令窗中实施指令编辑的常用操作键
MATLAB
（2） 历史命令窗口（command history）
• 记录用户在Matlab命令窗口中输入的所有的 命令
• 包括每次启动Matlab的时间和每次启动所有 的命令行
• 对历史命令的编辑（复制/运行/创建m文件等）
MATLAB
MATLAB
3） 其它帮助命令
• what • which • who • whos
目录中文件列表 确定文件位置
工作空间内存变量列表 内存变量列表详细列表
MATLAB
3.联机演示系统DEMOS
在主菜单下面Help\Demos，可选择不同的 选择系统：学科专业性的、MATLAB编程技巧、 入门导航等等。
（3） 当前目录窗口（current directory）
显示和改变当前目录，并可显示当前目录下的 文件及提供搜索功能。
（4 ）工作空间浏览器（workspace ）
显示所有目前内存中的变量、数学结构、类型并 可进行变量编辑；关闭即自动消失，只是暂存的；还 可以利用图形显示变量；同时可在命令窗口利用操作
2.2.1 矩阵的建立：
（1）直接输入法 规则： 矩阵元素必须用[ ]括住
矩阵元素必须用逗号或空格分隔 在[ ]内矩阵的行与行之间必须用分号分隔或 按Enter键分隔
MATLAB
矩阵元素可以是数字或任何matlab表达式 ， 表达式不可包含未知的变量；可以是实数 ，也可 以是复数，复数可用特殊函数i，j 输入。
它是英文MATrix（矩阵）LABoratory （实验室）的 缩写，雏形是1980年美国的Clever Moler博士为了解决线 性代数中的矩阵问题而编写的。
目前，它已经成为一种广泛应用于研究和解决各种具 体工程问题的新型高级语言。
MATLAB
MATLAB在欧美已经作为大学工科学生必修的计算机语 言之一。近年来，MATLAB语言已在我国也开始流行，现在 已应用于各学科研究部门和许多高等院校。
MATLAB
（1） 命令窗口 （Command Window ）
各命令输入以及计算机执行的结果甚至是错误提 示都在命令窗口表现。如给X赋一矩阵的结果如下：
变量命名规则
sin,SIN,Sin，
• 变量名、函数名是对字母大小写敏感的。 • 变量名的第一个字符必须是英文字母。
my_var_01
• 变量名中不得包含空格、标点、运算符，但 可以包含下连符。
clc
清除指令窗显示的内容
clf
清空图形窗口
MATLAB
2）数据文件和变量的存取 后缀.mat
利用save , load 指令实现数据文件存取 。
save
存工作空间所有变量名到固定
的matlab.mat的二进制文件中
save文件中
save date a b
MATLAB
第一章 基础准备及入门
1.1 安装及工具包的选择 1.2 Matlab界面介绍 1.3 帮助系统
MATLAB
本章重点
1. 指令窗的基本操作方法和规则。 2. 常用的3个窗口界面。 3. 帮助体系和求助方法。
MATLAB
1.1 安装及工具包的选择
• 安装MATLAB 7.0系统，要求Windows 2000或Windows XP平台。 选择Typical是安装Matlab上的所有功能及工具包上 并且硬盘自由内存远远大于3G，否则，Custom。
• m文件名和程序中（%后面的说明除外），
全部在英文状态下，并满足上述规则，否则 无法运行。
MATLAB
MATLAB在命令窗口可实现运算功能，它有两个特 点：
• 面向复数的运算 • 面向数组设计的运算
标量被看做1*1的数组，这样就加快了计算速度 （向量化处理）；
“矩阵相乘”的指令格式与“标量相乘”的格式 一样，避免了循环。
若命令窗口输入： help plot 则得到画图命令的 所有的相关详细信息。 不知道具体函数
准确的名字
2） lookfor指令：lookfor +完整或不完整的关键词
help需要事先知道函数准确的名字，如果不能确 定时，可用lookfor进行搜索。
如： lookfor fft ；检索出各种与傅立叶有关的函数
命令查阅和删除内存变量。
切换
MATLAB
内存变量的操作命令
1） 清除工作空间中变量和函数的指令clear
最常用的几种格式：
clear
清除工作空间中的所有变量
clear a b
清除工作空间中的a、b变量
clear all
清除工作空间所有的变量、M函数
clear fun1 fun2
清除工作空间函数fun1和fun2
-0.8
-1
0
1
2
3
4
5
6
MATLAB
4.什么是动态仿真系统（SIMULINK ），仿真能 做什么事情？
用结构图编程，而不用程序编程；只需拖几 个方块、连几条线，即可实现编程功能。
5.怎样看待MATLAB所含的工具箱？
6.学习方法
掌握基础，注重动手；自学为主，讲授为辅。
例3，下图所示电路中， 已知相应的 R、C、L、VS值， 以及换路前的 电容电压，电感电流,用SIMULINK进行 元件仿真，求解 , Vc iL
参考教材：1.《MATLAB程序设计与应用》
刘卫国主编，高等教育出版社； 2.《MATLAB在电气工程中的应用》
李维波主编，中国电力出版社。
课程特点：完全不必具备其它语言的基础，
易学。
MATLAB
绪论 MATLAB语言概述
1. MATLAB语言的发展：
MATLAB是由美国Math Works公司推出的一个科技 应用软件。
MATLAB
2）单击桌面图标 ，或选中{File：Open} ，填 写好所选文件名后，点Open键。
3）用鼠标左键双击当前目录窗中的所需M文件， 可直接引出展示相应文件的M文件编辑器。
MATLAB
4 . 开始按钮（start）
MATLAB 主窗口左下角有一个 Start按 钮，单击该按钮会弹出一个菜单。可以查阅 MATLAB包含的各种资源。
该演示程序的示范作用是独特的，包括用户 指南，所以用户想要学习掌握MATLAB,不可不 看相关演示。
MATLAB
第二章 基本数值运算
2.1 数据类型 2.2 矩阵的构造 2.3 矩阵的运算
MATLAB
本章重点
1. 矩阵的多种建立方法 2. 矩阵的运算
MATLAB
2.1 数据类型
• 变量，包括数值变量和字符变量。 • 常量，计算机中不变得量，如 : i，j，inf，NaN。
例2、用简短命令计算并绘制在0x6范围内的sin(2x)、 sin(x2 )、sin2x。
x=linspace(0,6) y1=sin(2*x),y2=sin(x.^2),y3=(sin(x)).^2; plot(x,y1,x, y2,x, y3)
1
0.8
0.6
0.4