matlab教程

1.1 MATLAB使用入门1.1.1 MATLAB 简介MALAB是MathWorks公司于1982年推出的一套高性能数值计算的可视化软件，它集数值分析、矩阵计算、信号处理和图形显示于一体，构成一个使用方便、界面友好的用户环境。

在这种环境下，用户只需要简单地列出数学表达式，结果便以数值或图形的方式显示在计算机屏幕上，用户也可以将结果保存在文件中。

MALAB的名称源自Matrix Laboratory，是一门计算语言。

MALAB将计算与可视化集成到一个灵活的计算机环境中，并提供了大量的内置函数，可以在广泛的工程问题中直接调用这些函数获得数值解。

MALAB有许多工具箱，这些工具箱成为一些领域的实用工具。

MALAB具如下特点：1）易学习性MALAB语言不要求用户有较高深的数学和程序语言知识，不需要用户深刻了解算法及编程技巧。

用户只需输入求解问题的数学表达式，就能得到计算结果。

MALAB既是一种编程环境，又是一种程序设计语言。

这种语言同高级程序语言(如C、Fortran)一样，有其特定的语法规则，但它的规则更接近于数学表示，因而使用起来更为方便。

MALAB的语句功能更为强大，一条语句就可以完成一个复杂的任务，如inv(A)可以得到矩阵A的逆矩阵，这相当于几十条C语言语句的功能。

2）实用方便性MALAB包含了被称作Toolbox(工具箱)的各类问题求解工具，它实际上是对MALAB进行扩展应用的一系列MALAB函数（称作M文件）。

利用工具箱可以解特定学科的问题，如线性规划、信号处理、小波分析等。

3）易扩展性MALAB允许用户建立指定功能的M文件，从而可以产生特定功能的工具箱。

用户不仅可以使用MALAB提供的函数及基本工具箱函数，而且可以方便地编写出专用函数，因此大大扩展了MALAB的应用范围。

4）先进的可视化工具MALAB提供了强大的、交互式的二维和三维绘图功能，可使用户创建富有表现力的彩色图形。

可视化工具包括曲面渲染、线框图、光源动画等。

1.1.2 MATLAB使用入门1 启动与退出在Windows平台启动MATLAB（以7.0版为例）可以选择“开始→程序→MATLAB7.0→MATLAB7.0”命令或双击在安装时在操作系统桌面创建的快捷方式。

启动后会出现如图1.1.1所示的桌面，桌面上包含一些MATLAB工具。

MA TLAB是一种指令式语言，用户可以通过界面、指令改变初始化设置。

表1.1.1列出了一些MA TLAB桌面工具。

退出MATLAB 只需单击“关闭”按钮，也可以在命令窗键入quit或exit。

图1.1.1 MA TLAB桌面表1.1.1 MA TLAB7.0桌面工具2 MATLAB常用命令和技巧1）一些通用命令使用MATLAB之前，最好先了解一些通用命令。

这里只给出最常用的几个命令，见表1.1.2。

表1.1.2 通用命令表2）一些常用操作技巧在MA TLAB的使用过程中经常会用到一些输入技巧，可以在输入命令的过程中起到事半功倍的效果。

表1.1.3列出了一些常用技巧。

表1.1.3 键盘按键功能表3）标点在MA TLAB语言中一些标点符号也被赋以特殊的意义，或代表一定的运算，见表1.1.4。

表1.1.4 MATLAB语言的标点例1 1）计算 2.1sin()31a e=+的值； 2）求135258005b ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦的逆矩阵。

解：只需在MA TLAB 命令提示符“>>”下输入 >>a=sqrt(2)*sin(pi/3)/(1+exp(2.1)) a=0.1336>> b=[1 3 5;2 5 8;0 0 5]b=1 3 52 5 80 0 5>> c=inv(b)c =-5.0000 3.0000 0.20002.0000 -1.0000 -0.40000 0 0.2000图1.1.2显示了该题的操作过程。

说明：本书后面所有例子中形如“>> b=[1 3 5;2 5 8;0 0 5]”，只写成“b=[1 3 5;2 5 8;0 0 5]”，即略去“>>”；输出结果写成形如“a=0.1336”的形式。

图1.1.2 MA TLAB运算示例3 MATLAB的帮助系统在命令窗口输入help命令，是获得帮助最快捷的方法。

help的用法如下：help 列出主要的帮助主题。

help 帮助主题列出指定主题下的函数。

help 函数名对指定函数的功能、调用格式及相关函数给出说明。

例>> helpHELP topicsmatlab\general - General purpose commands.matlab\ops - Operators and special characters.matlab\lang - Programming language constructs.matlab\elmat - Elementary matrices and matrix manipulation.matlab\elfun - Elementary math functions.matlab\specfun - Specialized math functions.>>help waveletWavelet ToolboxVersion 3.0 (R14) 05-May-2004Wavelet Toolbox GUI (Graphical User Interface).wavemenu - Start Wavelet Toolbox graphical user interface tools.Wavelets: General.biorfilt - Biorthogonal wavelet filter set.centfrq - Wavelet center frequency.>> help sinSIN Sine.SIN(X) is the sine of the elements of X.See also asin, sind.Overloaded functions or methods (ones with the same name in other directories)help sym/sin.mReference page in Help browserdoc sin当希望查找具有某种功能的函数但不知道该函数准确名称时，help就无能为力了，这时可利用lookfor命令进行查询。

例>> lookfor odeISDEPLOYED tests if the code is running in deployed mode or MATLAB modePCODE Create pre-parsed pseudo-code file (P-file).SA VEAS Save Figure or model to desired output format.BVP4C Solve boundary value problems for ODEs by collocation.DECIC Compute consistent initial conditions for ODE15I.ODE113 Solve non-stiff differential equations, variable order method.ODE15I Solve fully implicit differential equations, variable order method. ODE15S Solve stiff differential equations and DAEs, variable order method. ODE23 Solve non-stiff differential equations, low order method.4 MA TLAB的演示系统除了帮助系统外，MA TLAB还提供了演示系统，该系统是读者学习MATLAB的好工具，如图1.1.3。

在演示系统中提供了大量MA TLAB应用示例，这些示例具有很强的代表性，是学好MATLAB的好帮手。

图1.1.3 MA TLAB演示系统1.2 MATLAB的语言程序设计简介MATLAB的语言程序设计由赋值、数值运算、关系运算、逻辑运算和程序流程控制语句等部分构成。

本节重点介绍程序流程控制语句。

1 关系运算与逻辑运算在程序设计中经常涉及逻辑判断和模糊推理，而在逻辑判断和模糊推理中，都需要对一类是非问题作“真假”的回答。

为此，MA TLAB提供了关系与逻辑运算的相关函数。

运算的输出值将判断为真者以1表示，而判断为否者以0表示。

表1.2.1列出了一些关系运算和逻辑运算指令。

表1.2.1 关系运算符及逻辑运算符例1 a=[-1 2 4;5 4 -8];b=a>0b = 0 1 11 1 0x=1:2:9;y=3:7;z=x<=yz = 1 1 1 0 0w=(x>4)&(y<6)w = 0 0 1 0 0E=x+(x>4)|(y<6)E =1 1 1 1 12 关系与逻辑运算函数除了上面介绍的关系与逻辑运算符外，MA TLAB还提供了一些关系与逻辑运算函数。

表1.2.2列出了一些逻辑关系运算函数。

表1.2.2 逻辑关系运算函数例2 a=[1 inf NaN];isinf(a)ans = 0 1 0isletter(a)ans = 0 0 03 程序的控制语句MATLAB中除了按正常顺序执行程序中的命令和函数以外，还提供了一些控制程序流程的语句，这些语句包括for、while、if、switch、try、continue、break、return等。

这些语句实现程序的循环结构、选择结构、多分支选择结构和程序流程控制功能。

下面介绍for、while、if、switch语句的用法，其它语句读者可通过help查阅其功能和格式。

循环结构在实际问题中会遇到许多有规律地重复运算，因此在程序设计中需要将某些语句重复执行。

一组被重复执行的语句成为循环体，每循环一次，都必须做出是否继续重复的决定，这个决定所依据的条件成为循环的终止条件。

MA TLAB提供了两种循环方式：for--end循环和while--end循环。

for--end循环语句的格式for循环变量=初值：增量：终值％初值开始，终值结束语句％循环体中的执行语句end ％循环结束while--end循环语句的格式while条件%当条件成立时执行下面的语句，否则跳过语句end例3简单的for循环例子。