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MATLAB语言基础

MATLAB课程介绍 定位：公共基础选修课 目标：了解MATLAB，能够熟练掌握数学（矩阵）运算，简单编程，简单的数据处理及基本图形绘制.

教材：自编教材 特点：完全不必具备其它语言的基础，各年级各专业的同学都可选修。

MATLAB课程安排 学时: 32学时（基于matlab4.2版本，介绍matlab6) 安排：讲课16学时，上机14学时，考试2学时 考核要求：不得缺勤，实验报告必须齐备。 考核方式: 考试

学习内容 一、MATLAB概述 二、MATLAB的数值运算、符号运算 三、MATLAB的二维、三维绘图 四、图形化仿真程序设计 五、MATLAB工具箱与跨平台接口 六、MATLAB 6 简介 七、MATLAB程序设计

第一节 MATLAB语言概述 一、MATLAB语言的发展 设计者的初衷是为解决“线性代数”课程的矩阵运算问题 matlab语言是由美国的Clever Moler博士于1980年开发的 设计者的初衷是为解决“线性代数”课程的矩阵运算问题 取名MATLAB即Matrix Laboratory 矩阵实验室的意思

它将一个优秀软件的易用性与可靠性、通用性与专业性 、一般目的的应用与高深的科学技术应用有机的相结合 MATLAB是一种直译式的高级语言，比其它程序设计语言容易

MATLAB语言与其它语言的关系仿佛和C语言与汇编语言的关系一样 计算机语言的发展 数值运算 解析运算 管理、可视化 智能化 标志着计算机语言向“智能化”方向发展，被称为第四代编程语言。

MATLAB已经不仅仅是一个“矩阵实验室”了，它集科学计算、图象处理；声音处理于一身，并提供了丰富的Windows图形界面设计方法

MATLAB在美国已经作为大学工科学生必修的计算机语言之一 (C, FORTRAN, ASSEMBLER, MATLAB)

二、matlab能在各领域做什麽 工业研究与开发 数学教学，特别是线性代数 数值分析和科学计算方面的教学与研究 电子学、控制理论和物理学等工程和科学 学科方面的教学与研究 经济学、化学和生物学等计算问题的所有其他领域中的教学与研究

例、用一个简单命令求解线性系统 对于线性系统有Ax=b 3x1+ x2 - x3 = 3.6 x1+2x2+4x3 = 2.1 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 对于线性系统有Ax=b

例、用简短命令计算并绘制在0x6范围内的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)

阶梯图

用四种方法描述cos(x)*sin(y)图形

二、MATLAB语言的特点： 语言简洁紧凑，语法限制不严，程序设计 自由度大，可移植性好 运算符、库函数丰富 图形功能强大 界面友好、编程效率高 扩展性强

三、MATLAB语言的功能： 强大的数值（矩阵）运算功能 广泛的符号运算功能 高级与低级兼备的图形功能（计算结果的可视化功能） 可靠的容错功能 应用灵活的兼容与接口功能 信息量丰富的联机检索功能

1.矩阵运算功能 MATLAB提供了丰富的矩阵运算处理功能，是基于矩阵运算的处理工具。 变量 矩阵，运算 矩阵的运算 例如 C = A + B ，A,B,C都是矩阵,是矩阵的加运算 即使一个常数，Y=5，MATLAB也看做是一个11的矩阵

2.符号运算功能 符号运算即用字符串进行数学分析 允许变量不赋值而参与运算 用于解代数方程、微积分、复合导数、积分、二重积分、有理函数、微分方程、泰乐级数展开、寻优等等，可求得解析符号解

3.丰富的绘图功能与计算结果的可视化 具有高层绘图功能——两维、三维绘图 具有底层绘图功能——句柄绘图 使用plot函数可随时将计算结果可视化

4.图形化程序编制功能 动态系统进行建模、仿真和分析的软件包 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.丰富的MATLAB工具箱 MATLAB主工具箱 符号数学工具箱 SIMULINK仿真工具箱 控制系统工具箱 信号处理工具箱 图象处理工具箱 通讯工具箱 系统辨识工具箱 神经元网络工具箱 金融工具箱

许多学科，在MATLAB中都有专用工具箱，现已有30多个工具箱，但MATLAB语言的扩展开发还远远没有结束，各学科的相互促进，将使得MATLAB更加强大

6.MATLAB的兼容功能 可与C语言、FORTURE语言跨平台兼容 用函数CMEX、FMEX实现 此功能不推荐使用

7.MATLAB的容错功能 非法操作时，给出提示，并不影响其操作 1/0 Warning: Divide by zero ans = Inf

8.MATLAB的开放式可扩充结构 9.强大的联机检索帮助系统 matlab 所有函数都是开放的 用户可按自己意愿随意更改

三、 启动MATLAB 开机执行程序 用鼠标双击matlab图标） c:\matlab\bin\matlab.exe

待机状态 工作窗出现以后，即可进行各种操作

四、MATLAB界面 与Windows的窗口界面类似，有菜单项File、Edit、Option、Windows、Help等项可以选择。

菜单项File，其功能如下 New 建立新文件 Open M-File 打开M-文件 Open selected 打开选定文件 Save Workspace As 将工作区存为 Run M-File 运行 M-文件 Look For Selected 寻找选定文件 Print 打印 Print Setup 打印设置 Exit MATLAB 退出 MATLAB

如果选择Options\Numeric Format(数字显示格式）可以得出下一级子菜单，允许用户设置matlab下结果数据的显示格式。 可从中选择Short（默认的简洁格式）和Long（高精度格式）等 由于各菜单项的选择、执行方法与Windows风格完全相同，就不一一说明了。

五、matlab与dos兼容命令 1.dir— 可列出指定目录下的文件和子目录清单 例如: Dir 可显示当前目录下的所有文件 Dir c:\matlab Dir c:\matlab\*.m

2.cd—可改变当前工作目录 cd _ _ —— 显示当前子目录 cd c:\matlab\toolbox

3.type — 可显示指定文件的 全部内容 type myfile.m 与dos下的用法完全一样

del abc — 删除当前目录下的abc文件 4.delete — 删除指定文件 del abc — 删除当前目录下的abc文件 del c:\matlab\aaa.m 注意：只可删除用户文件，其它文件不要轻易删除，否则系统会瘫痪

六、matlab的数据与变量 变量查询函数who与whos 作用都是列出在matlab工作空间中已经驻留的变量名清单

在matlab工作内存中,驻留了几个由系统本身在启动时定义的变量，我们称为永久变量 2.永久变量 在matlab工作内存中,驻留了几个由系统本身在启动时定义的变量，我们称为永久变量 永久变量用who指令是查看不到的，只可随时调用

eps — 容差变量，定义为1.0到最近浮点数的距离,在 pc机上= 2-52 pi — 圆周率的近似值3.1415926 inf或Inf — 表示正无大,定义为1/0 NaN — 非数，它产生于0× ，0/0，/ 等运算 i，j — 虚数单位 ans — 对于未赋值运算结果，自动赋给ans

3. what 程序查询指令 what 按扩展名分类列出当前目录上的文件 what *.m 列出当前目录中所有m文件

七、文件系统与路径函数 which 列出指定文件所在的目录 which test.m 显示test.m所在的路径 path 路径函数 path 显示matlab启动时设定的搜索路径

path(path,’c:\mydir’) 将根目录下的 mydir 临时纳入搜索路径 可将你需要的目录永久纳入matlab搜索路径 打开c:\matlab\matlabrc.m文件 在所有搜索路径后加上‘c:\mydir\;’,…

help 功能提供matlab大部分主题的在线帮助信息 help 显示help 主题一览表 help plotxyz 显示有关三维做图指令帮助信息 help [ 显示特殊字符与符号帮助信息 help help 显示help 的帮助信息

Lookfor函数— 它可提供通过一般的关键词，搜索出一组与之相关的命令 虽然help可以随时提供帮助，但必须知道准确的函数名称。当不能确定函数名称时，help就无能为力了。 Lookfor函数— 它可提供通过一般的关键词，搜索出一组与之相关的命令 lookfor fourier 寻找含有傅立叶变换的相关指令

help、lookfor 两个指令构成了matlab语言相当完善的在线帮助查询系统 lookfor fouri 寻找所有包含fouri的指令和注释 如 FFT Discrete Fourier transform help、lookfor 两个指令构成了matlab语言相当完善的在线帮助查询系统

九、matlab的演示功能 intro 入门演示 demo 在线演示

小 结 一、初步了解matlab 二、熟悉matlab界面，进行简单操作。