1.1 MATLAB 软件介绍 tjx8UgSi
B-C$>H^
在欧美各高等学校,MATLAB 软件成为线性代数、自动控制理论、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等诸多课程的基本教学工具,成为本科生、硕士生和博士生的必须掌握的基本技能。 fYk>LW
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主要用途: J#Hh4Kc
(1)数值和符号计算; W`Gbo
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(2)绘图; |?^<=%
(3)一种语言体系,也可以方便地与 Fortran、C 等语言接口; = ){G
(4)工具箱(Toolbox),分为功能性和学科性两种类。同时,其工具箱的数据文件代码完全开发,用户也可以开发自己的工具箱。 Z2$_9.
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功能性工具箱主要用来扩充 MATLAB 软件的符号计算功能、图视建模仿真功能、文字处理功能以及硬件实时交互功能。这种功能性工具箱用于多种学科。而学科性工具箱是专业性比较强的,如控制工具箱(Control Toolbox)、信号处理工具箱(Signal Processing Toolbox)、通信工具箱(Communication Toolbox)等都属此类。 XMI*obS'z
CwX?%$S
MATLAB 语言的主要特点: 9BtGzI\
(1)语法规则简单。与其他编程语言相比更接近于常规数学表达,对于数组变量的使用,不需类型声明,也无需事先申请内存空间。 E#,"C`&*
(2)提供了数以千计的计算函数,极大的提高了用户的编程效率。 )_jboaNzwI
(3)是一种脚本式(scripted)的解释型语言,无论是命令、函数或变量,只要在命令窗口的提示符下键入并以回车键结束,则 MATLAB 都会予以解释执行。 Z\IM~-
(4)可移植性,可跨平台运行。MATLAB 软件可以运行在很多不同的计算机系统平台上,包括大部分的 UNIX 和 Linux 系统,其编写的程序对应的数据文件是一致的,绘图功能也与平台无关。 ISpV={$Zd
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1.2 MATLAB 系统环境与数据操作 f1_; da
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1.2.1 系统路径设置 kBR=a%kG
['}|#3*w
两个路径概念: /(BS<A
(1)当前目录窗口:指 MATLAB 运行时的工作目录。只有在当前目录和搜索路径下的文件、函数才可以被运行和调用;如果没有特殊指明,数据文件也将存放在当前目录下。 kT@ITA22
(2)搜索路径:指 MATLAB 执行过程中对变量、函数和文件进行搜索的路径。 `}),wBq
搜索路径是使用 MATLAB 时一个很重要的概念,MATLAB 具有大量的工具箱,用户在使用时也会设置大量的用户文件夹和文件,怎样让 MATLAB 能够识别出这些文件在哪里,这就是搜索路径需要确定的内容。 VAL?
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(注:MATLAB 启动后的默认目录是 C:\MATLAB\BIN 若不建子目录则MATLAB 环境产生的数据文件就登陆在这个缺省目录上。为了更加便于用户创建、修改 M 文件和其他文件,用户应建立自己的工作目录。) #AGO~#aK
键入字符识别的搜寻次序为: =Q_1Mr4O
->>是否为变量 iP(MDVg
->>是否为函数 Z5q%L!4G
->>是否为当前目录下的 M 文件 k_V+;&:%
->>是否为搜索路径下其他 M 文件 utZI'5i
r*`e%`HU
系统路径设置方法 #H~55 ))F
(1)path 指令,可设置扩展(临时)搜索路径。例: l ubsL I
path(path, ‘C:\tools\mydir’) lm4A%4-db
(2)cd 指令,可设置当前工作目录,该目录必须已存在。例: yQrgOdo,w
cd E:\MATLAB DS(>R!bb
(3)userpath 指令,可修改运行时默认路径。例: %HG+|)b
userpath(‘D:\MATLAB’) Cb+sE"x]
(4)pathtool 指令,可直接更改、添加搜索路径。 ]eGa_Ld
3%)cUkD
1.2.2 变量 的基本表达 QlGK+I>y;
UJ}}H}{
变量命名规则:以英文字母开头,可包括英文字母、数字和下划线,区分大小写,最多可包含 63 个字符(6.5 及以后版本)。 *1dZs~_
变量书写特点: u<:uL
(1)无需声明 0cHcBxdF
(2)末尾有分号,只执行不输出 Jq` Dvz
(3)回车符代表这句结束 bra2xHK@
(4)一行写不开,可用…续行 ,9ueHE
(5)注释以%开头 QIkFX.^
s1_Y~<yX
变量赋值的两种常见方式: \ZcI{t'a
->>变量=表达式,例: "Y+VNS
s = 1-1/2+3 d8:
$ll
输出结果:s = 3.5000 QwhO/
->>表达式(赋值给默认变量 ans) %_E5B6xi{
2016/81 KJT N"hF
输出结果:ans = 24.8889
M]5l-i$
(>0`e8v!
MATLAB 预定义的变量: wetu.aMp
(1)ans,最近表达式计算结果的变量名; B@-\.m
(2)eps,预设正的极小值,其值为 2.2204e-16; zRjbEL
(3)pi,圆周率 π; t_Eivm-,B
(4)inf,无穷大,∞值; a^&"gGg
(5)i 或 j,虚数单元,sqrt(-1); Jzf+"%lv
(6)NaN,非数,0/0,∞/∞。 DL,R~
注:用户只能临时覆盖这些预定义变量的值,Clear 或重启 MATLAB 可恢复其值。 z!6_u@^-
I '0[
变量查询方法: X{#^O/
(1)工作空间窗口显示; \/1~5mQ+
(2)who 和 whos 指令,列出在 MATLAB 工作空间中已经驻留的变量名清单。其中,whos 指令在给出变量名的同时,还给出它们的维数及性质。 oX)a6FXK>
.'M.yE~5J
清除变量方法: 2Di~}* 9&
->>clear 清除所有变量 AIOGa<^
->>clear a 只清除变量 a |iJz[%
RgoF4g+@
变量保存与调用: 65 zwi-
命令 quit 和 exit 都可退出 MATLAB,结束工作任务会删除工作空间中的变量,可采用如下命令来保存工作空间,以备再次调用这些变量。 M{p6&eg
M
%zf?>])
保存的指令格式: +DSbr5"VlB
(1)save,将工作空间中的所有变量保存到 matlab.mat 文件中。 49E|
f
^q
(2)save [文件名] [变量名],将指定的变量保存在指定文件中。如: <IR@/b!,
save temp x y z =Jl\^u%H(x
把 x,y,z 这三个变量保存在文件 temp.mat 中。 &H# l*
在下次加载 MATLAB 时,可以利用 load 指令将保存在文件中的变量恢复到工作空间中,其格式有: 4mY^pQ1=L
(1)load,将保存在 matlab.mat 中的变量载入到 MATLAB 工作空间中。 9ls1y=M8J
(2)load [文件名] [变量名],从指定的文件中将指定的变量装入 MATLAB工作间。如: e[x,@P`
load temp x Y_*KAr'{P
只将 temp.mat 文件的变量 x 载入到 MATLAB 工作空间中。 z&!o1uq
53uptQ{
1.2.3 数据、操作与显示 9*iVv)jd
VT>-*
数字的计述: X{xkXg8h
MATLAB 的数值采用习惯的十进制表示,可以带小数点和负号,其缺省的数据类型为双精度浮点型(double)。例: 27gHgz}}
3 -99 0.0013 1.243e-6 /w dvm4
表达式按常规相同的优先级从左至右执行运算,指数运算级别最高,乘除次之,加减最低。 Z=-#{{bv
加+ 减- 乘* 左除\ 右除/ 幂^ N''xdz3Z
注:对于标量而言,左除和右除的作用相同,但对矩阵运算产生不同的影响。 1<x5{/CZ
kN 2mPD/
在缺省的状态下 MATLAB 以短格式 short 格式显示计算结果。可以用MATLAB 命令窗口中 format 指令来改变数字的显示格式。由于 MATLAB 以双精度执行所有运算,显示格式的设置仅影响矩阵的显示,不影响矩阵的计算与存储。 {C`M<2W]
如果矩阵的所有元素都是整数,则矩阵以不带小数点的格式显示。如果有一个元素不是整数,则有几种输出格式。默认格式为 short格式,只显示 5 位有效数字,其他的显示格式可显示更多的有效数字,还可用科学表示法。
}kAE
->>format short e 短格式科学表示; ?z)2\D
->>format short g 在 short 和 short e 中自动选择最佳方式; ,?U(PEO\f
->>format long 长格式(15 位有效数字); r|Uz?
->>format long e 长格式科学表示; @ ~{TL
->>format long g 在 long 和 long e 中自动选择最佳方式; 7y&