ka2012 |
2017-10-14 10:39 |
MATLAB软件入门基础
1.1 MATLAB 软件介绍 ::M/s#-@ %[p[F~Z^Z 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。 8D+OF 6CM gE$dz#t. 主要用途: pP".?|n (1)数值和符号计算; Pq_Il9 (2)绘图; Rw.
Uz& (3)一种语言体系,也可以方便地与 Fortran、C 等语言接口; CMF1<A4] (4)工具箱(Toolbox),分为功能性和学科性两种类。同时,其工具箱的数据文件代码完全开发,用户也可以开发自己的工具箱。 :*oI"U*f }RoM N$r 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。 (p2\H>pTr <B`=oO%o MATLAB 语言的主要特点: ]gmf%g'C (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。 v4ueFEY (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。 FS@SC`~( (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。 + S%+Ku (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。 H}}t)H Cu|n?Uk 1.2 MATLAB 系统环境与数据操作 }e@j(*8 lYZHM," 1.2.1 系统路径设置 ^qk$W?pX JdV!m`XpXy 两个路径概念: VKs$J)6 (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。 }& 1_gn15 (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。 %3C,jg 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。 1-qQp.Wj (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。) Az)P&*2:'` 键入字符识别的搜寻次序为: `9wz:s QtP ->>是否为变量 G A7 ->>是否为函数 Q 5jP`<zWU ->>是否为当前目录下的 M 文件 +"SBt}1 ->>是否为搜索路径下其他 M 文件 |Y])|`_'G '+}hVfN 系统路径设置方法 i;\i4MT (1)path 指令,可设置扩展(临时)搜索路径。例: VK NCK path(path, ‘C:\tools\mydir’) .z{7
rH (2)cd 指令,可设置当前工作目录,该目录必须已存在。例: eEU: cd E:\MATLAB Z
v~
A9bB (3)userpath 指令,可修改运行时默认路径。例: klx4Mvq+/@ userpath(‘D:\MATLAB’) N.&K"J (4)pathtool 指令,可直接更改、添加搜索路径。 ;pU LJ}rDb 4bJ3uIP# 1.2.2 变量 的基本表达 xpS#l"dr .KB*u*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)。 YqDw*S{ 变量书写特点: I5bi^!i (1)无需声明 fO:*85%}7 (2)末尾有分号,只执行不输出 hwXp=not( (3)回车符代表这句结束 <&x_e-;b' (4)一行写不开,可用…续行 *PMql $ (5)注释以%开头 ]Wy V bIu n@%'Nbc>b 变量赋值的两种常见方式: / _cOg? o ->>变量=表达式,例: k5ZwGJ#r s = 1-1/2+3 c{852R 输出结果:s = 3.5000 n;q7?KW8 ->>表达式(赋值给默认变量 ans) W&*{j;e9%I 2016/81 -(59F 输出结果:ans = 24.8889 k(7!W ^L'K?o
MATLAB 预定义的变量: ioviJ7N%
O (1)ans,最近表达式计算结果的变量名; $GPA6 (2)eps,预设正的极小值,其值为 2.2204e-16; t7~mW$}O (3)pi,圆周率 π; a1}W2;W0]g (4)inf,无穷大,∞值; 4+W}TKw (5)i 或 j,虚数单元,sqrt(-1); U^,ld` (6)NaN,非数,0/0,∞/∞。 #h&?wE> 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。 cfj6I huQ1A0(no 变量查询方法: OE[/sv (1)工作空间窗口显示; }U(^ QB (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。 Ny~;"n \u)(+t{ 清除变量方法: 9u)h$VC ->>clear 清除所有变量 *in_Zt3 ->>clear a 只清除变量 a 2+^#<Uok |4'E&(BU- 变量保存与调用: :4Y|%7[
命令 quit 和 exit 都可退出 MATLAB,结束工作任务会删除工作空间中的变量,可采用如下命令来保存工作空间,以备再次调用这些变量。 \e=@h!p 6-JnT_ 保存的指令格式: x7*}4>|W,I (1)save,将工作空间中的所有变量保存到 matlab.mat 文件中。 59ivL6=3 (2)save [文件名] [变量名],将指定的变量保存在指定文件中。如: &/zsIx+ save temp x y z SEuj=Vie# 把 x,y,z 这三个变量保存在文件 temp.mat 中。 I%(+tJ 在下次加载 MATLAB 时,可以利用 load 指令将保存在文件中的变量恢复到工作空间中,其格式有: epwXv|aSZ (1)load,将保存在 matlab.mat 中的变量载入到 MATLAB 工作空间中。 c'(]n]a% (2)load [文件名] [变量名],从指定的文件中将指定的变量装入 MATLAB工作间。如:
r|#4+' load temp x OC[a?#R1 只将 temp.mat 文件的变量 x 载入到 MATLAB 工作空间中。 te:VYP /|\`NARI 1.2.3 数据、操作与显示 d5i/: #F9$"L1Hg 数字的计述: ,wFLOfV@ 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: H,?MG 3 -99 0.0013 1.243e-6 C
qxP@ 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。 XkNi'GJf 加+ 减- 乘* 左除\ 右除/ 幂^ {:rU5 !n 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。 XRz.R/ \
0CGS 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。 Lr+2L_/v` 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。 :wF(([&4p! ->>format short e 短格式科学表示; Fdzd!r1 v ->>format short g 在 short 和 short e 中自动选择最佳方式; N@)g3mX> ->>format long 长格式(15 位有效数字); H`".L^ ->>format long e 长格式科学表示; cg$~.ytPK ->>format long g 在 long 和 long e 中自动选择最佳方式; G%6wk=IH ->>format bank 银行格式; Fq{nc]L6 ->>format rat 近似有理数表示; 6^wiEnA ->>format hex 十六进制格式; ({8Q=Gh ->>format compact 紧凑格式。 l/1uP …… ;;U2I5 M7 x:@e ID 字符串相关函数:
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