MATLAB概述WORD.docx
- 文档编号:18016511
- 上传时间:2023-08-05
- 格式:DOCX
- 页数:32
- 大小:957.18KB
MATLAB概述WORD.docx
《MATLAB概述WORD.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《MATLAB概述WORD.docx(32页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
MATLAB概述WORD
第1章Matlab概述
1.1MATLAB简介
●MATLAB(MatrixLaborator)是MathWorks公司开发科学与工程计算软件;
●广泛应用于自动控制、数学运算、信号分析、计算机技术、图像信号处理、财务分析、航天工业、汽车工业、生物医学工程、语音处理和雷达工程等行业;
●国内外高校和研究部门科学研究的重要工具;
●MATLIB已成为数学计算工具方面事实上的标准,MATLIB6.5是最新版本。
1.1.1MATLAB工具箱
●MATLAB由基本部分和功能各异的工具箱组成。
基本部分是MATLAB的核心,工具箱是扩展部分。
●工具箱是用MATLAB的基本语句编成的各种子程序集,用于解决某一方面的专门问题或实现某一类的新算法。
●MATLAB有以下主要的工具箱:
▪控制系统工具箱(ControlSystemToolbox)
▪系统辨识工具箱(SystemIdentificationToolbox)
▪信号处理工具箱(SignalProcessingToolbox)
▪神经网络工具箱(NeuralNetworkToolbox)
▪模糊逻辑控制工具箱(FuzzyLogicToolbox)
▪小波工具箱(WaveletToolbox)
▪模型预测控制工具箱(ModelPredictiveControlToolbox)
▪通信工具箱(CommunicationToolbox)
▪图像处理工具箱(ImageProcessingToolbox)
▪频域系统辨识工具箱(FrequencySystemIdentificationToolbox)
▪优化工具箱(OptimizationToolbox)
▪偏微分方程工具箱(PartialDifferentialEquationToolbox)
▪财政金融工具箱(FinancialToolbox)
▪统计工具箱(StatisticsToolbox)
1.1.2MATLAB功能和特点
1.功能强大
(1)运算功能强大
●MATLAB的数值运算要素不是单个数据,而是矩阵,每个元素都可看作复数,运算包括加、减、乘、除、函数运算等;
●通过MATLAB的符号工具箱,可以解决在数学、应用科学和工程计算领域中常常遇到的符号计算问题。
(2)功能丰富的工具箱
大量针对各专业应用的工具箱的提供,使MATLAB适用于不同领域。
(3)文字处理功能强大
MATLAB的Notebook为用户提供了强大的文字处理功能,允许用户从Word访问MATLAB的数值计算和可视化结果。
2.人机界面友好,编程效率高
●语言规则与笔算式相似,命令表达方式与标准的数学表达式非常相近。
●解释方式工作的,键入算式无需编译立即得出结果,若有错误也立即做出反应,便于编程者立即改正。
3.强大而智能化的作图功能
●工程计算的结果可视化,使原始数据的关系更加清晰明了;
●多种坐标系;
●能绘制三维坐标中的曲线和曲面。
4.可扩展性强
包括基本部分和工具箱两大部分,具有良好的可扩展性,工具箱可以任意增减。
5.Simulink动态仿真功能
MATLAB的Simulink提供了动态仿真的功能,用户通过绘制框图来模拟一个线性、非线性、连续或离散的系统,通过Simulink能够仿真并分析该系统。
1.2MATLAB环境设置
MATLAB版的界面更加方便,运行界面称为MATLAB操作界面(MATLAB Desktop),默认的操作界面如图1.1所示。
MATLAB的操作界面是一个高度集成的工作界面,它的通用操作界面包括九个常用的窗口。
1.2.1菜单栏
MATLAB操作界面菜单提供了“File”、“Edit”、“View”、“Web”、“Window”和“Help”菜单。
1.File菜单
表1.1File菜单功能表
下拉菜单
功能
New
M-file
新建一个M文件,打开M文件编辑/调试器
Figure
新建一个图形窗口
Model
新建一个仿真模型
GUI
新建一个图形用户设计界面(GUI)
Open...
打开已有文件
CloseCommandHistory
关闭历史命令窗口
ImportData...
导入其他文件的数据
SaveWorkspaceas...
使用二进制的MAT文件保存工作空间的内容
PageSetup...
页面设置
SetPath...
设置搜索路径等
Preferences...
设置MATLAB工作环境外观和操作的相关属性等参数
Print...
打印
PrintSelection...
打印所选择区域
ExitMATLAB
退出MATLAB
2.Edit菜单
●
Edit菜单如图1.3所示,Edit菜单的各菜单项与Windows的Edit菜单相似;
●“PasteSpecial”有点特殊,可以用来打开数据输入向导对话框“ImportWizard”,将剪贴板的数据输入到MATLAB工作空间中。
3.View菜单
表1.2View菜单功能表
下拉菜单
功能
DesktopLayout
界面布局(可选择各种布局方式)
UndockCommandWindow
与命令窗口分离
CommandWindow
打开命令窗口
CommandHistory
打开历史命令窗口
CurrentDirectory
打开当前目录窗口
Workspace
打开工作空间窗口
LaunchPad
打开交互界面分类目录窗口
Profiler
打开程序性能剖析窗口
Help
打开帮助窗口
4.Web菜单
表1.3Web菜单功能表
下拉菜单
功能
TheMathWorksWebSite
连接到MathWorks公司的主页
MATLABCentral
连接到MATLABCentral
MATLABFileExchange
连接到MATLABFileExchange
MATLABNewsgroupAccess
连接到MATLABNewsgroupAccess
CheckforUpdates
通过网站检查版本更新
Products
连接到产品介绍页面
Membership
连接到介绍MathWorks公司的会员制度
TechnicalSupportKnowledgeBase
连接到MathWorks公司的技术支持网页
5.Windows菜单
Windows菜单提供了在已打开的各窗口之间切换的功能。
6.Help菜单
Help菜单提供了进入各类帮助系统的方法。
图1.6Help菜单
7.开始菜单
●上半部分是交互界面窗口的列表;
●下半部分是常用的子菜单项,包括:
DesktopTools、Web、Preferences、Help和Demos。
1.2.2工具栏
1.2.3通用操作界面窗口
1.命令窗口(CommandWindow)
在命令窗口中可键入各种MATLAB的命令、函数和表达式,并显示除图形外的所有运算结果。
●命令窗口单独显示:
如果选择菜单“View”→“UndockCommandWindow”;
●单独的命令窗口返回MATLAB界面:
选择命令窗口的菜单“View”→“DockCommandWindow”命令。
(1)命令行的显示方式
●命令窗口中的每个命令行前会出现提示符“>>”。
●命令窗口内显示的字符和数值采用不同的颜色,在默认情况下,输入的命令、表达式以及计算结果等采用黑色字体;
●字符串采用赭红色;“if”、“for”等关键词采用蓝色。
【例1.1】在命令窗口中输入不同的数值和语句,并查看其显示方式。
>>a=12.7
a=
12.7000
>>b='Hello'
b=
Hello
>>ifa>0c=5,end
c=
5
(2)命令窗口中命令行的编辑
MATLAB命令窗口不仅可以对输入的命令进行编辑和运行,而且可以对已输入的命令进行回调、编辑和重运行。
常用操作键如表1.4所示。
表1.4 命令窗口中行编辑的常用操作键
键名
作用
键名
作用
↑
向前调回已输入过的命令行
Home
使光标移到当前行的开头
↓
向后调回已输入过的命令行
End
使光标移到当前行的末尾
←
在当前行中左移光标
Delete
删去光标右边的字符
→
在当前行中右移光标
Backspace
删去光标左边的字符
PageUp
向前翻阅当前窗口中的内容
Esc
清除当前行的全部内容
PageDown
向后翻阅当前窗口中的内容
CTRL+C
中断MATLAB命令的运行
(3)命令窗口中的标点符号
表1.5 MATLAB常用标点符号的功能
名称
符号
功能
空格
用于输入变量之间的分隔符以及数组行元素之间的分隔符。
逗号
用于要显示计算结果的命令之间的分隔符;用于输入变量之间的分隔符;用于数组行元素之间的分隔符。
点号
.
用于数值中的小数点。
分号
;
用于不显示计算结果命令行的结尾;用于不显示计算结果命令之间的分隔符;用于数组元素行之间的分隔符。
冒号
:
用于生成一维数值数组,表示一维数组的全部元素或多维数组的某一维的全部元素。
百分号
%
用于注释的前面,在它后面的命令不需要执行。
单引号
‘’
用于括住字符串。
圆括号
()
用于引用数组元素;用于函数输入变量列表;用于确定算术运算的先后次序。
方括号
[]
用于构成向量和矩阵;用于函数输出列表。
花括号
{}
用于构成元胞数组。
下划线
-
用于一个变量、函数或文件名中的连字符。
续行号
…
用于把后面的行与该行连接以构成一个较长的命令。
“At”号
@
用于放在函数名前形成函数句柄;用于放在目录名前形成用户对象类目录。
注意:
以上的符号一定要在英文状态下输入,因为MATLAB不能识别中文标点符号。
【例1.2】在命令窗口中使用不同的标点符号。
>>a=12.5,b='Hello'%逗号表示分隔命令,单引号构成字符串,点号为小数点
a=
12.5000
b=
Hello
>>c=[12;34;56]%[]表示构成矩阵,分号用来分隔行,空格用来分隔元素
c=
12
34
56
>>d=a*...%...表示续行
(4)数值计算结果的显示格式及设置
●默认显示格式为:
当数值为整数,以整数显示;当数值为实数,以小数后4位的精度近似显示,即以“短(Short)”格式显示;如果数值的有效数字超出了这一范围,则以科学计数法显示结果。
●显示格式设置:
选择菜单“File”→“Preferences”,则会出现参数设置对话框,如图1.10所示;
●
直接在命令窗口中输入“format”命令来进行数值显示格式的设置。
format格式描述
表1.6 数据显示的Format格式
命令格式
含义
例子
format
formatshort(默认)
通常保证小数点后四位有效;大于1000的实数,用5位有效数字的科学计数法显示
314.159显示为314.1590
3141.59显示为3.1416e+003
formatshorte
5位科学计数法表示
π显示为3.1416e+000
formatshortg
从formatshort和formatshorte中自动选择最佳计数方式
π显示为3.1416
formatlong
15位数字表示
π显示为3.14159265358979
formatlonge
15位科学计数法表示
π显示为3.141592653589793e+000
formatlongg
从formatlong和formatlonge中自动选择最佳计数方式
π显示为3.1415926358979
formatrat
近似有理数表示
π显示为355/113
formathex
十六进制表示
π显示为400921fb54442dl8
format+
正数、负数、零分别用+、-、空格
π显示为+
formatbank
表示(金融)元、角、分
π显示为3.14
formatcompact
在显示结果之间没有空行的压缩格式
formatloose
在显示结果之间有空行的稀疏格式
(5)命令窗口的常用控制命令
▪clc:
用于清空命令窗口中的显示内容。
▪more:
在命令窗口中控制其后每页的显示内容行数。
2.历史命令窗口(CommandHistory)
表1.7 历史指令窗口主要功能的操作方法
应用功能
操作方法
单行或多行命令的复制(Copy)
选中单行或多行命令,按鼠标右键出现快捷菜单,再选择“Copy”菜单,就可以把它复制。
单行或多行命令的运行 (EvaluateSelection)
选中单行或多行命令,按鼠标右键出现快捷菜单,再选择“EvaluateSelection”菜单,就可在命令窗口中运行,并得出相应结果。
或者双击选择的命令行也可运行。
把多行命令写成M文件(CreateM-File)
选中单行或多行命令,按鼠标右键出现快捷菜单,选择“CreateM-File”菜单,就可以打开写有这些命令的M文件编辑/调试器窗口。
例如,复制和运行图1.11所示历史命令窗口中的前三行命令。
3.当前目录浏览器窗口(CurrentDirectoryBrowser)
(1)当前目录的设置
如果是通过单击Windows桌面上的MATLAB图标启动,则启动后的默认当前目录是“matlab/work”;
如果MATLAB的启动是由单击“matlab/bin/win32”目录下的“matlab.exe”,则默认当前目录是“matlab/bin/win32”。
把用户目录设置成当前目录的方法有两种:
▪在当前目录设置区设置。
在上图中或MATLAB界面工具栏的右边都有当前目录设置区,可以在“设置栏”中直接填写待设置的目录名。
▪通过命令设置
cd%显示当前目录
cd目录%指定当前目录
cd..%指定上一级目录为当前目录
(2)文件详细列表区的使用
表1.8 文件详细列表区的主要应用功能
功能
操作方法
运行M文件(Run)
选择待运行文件,按鼠标右键出现快捷菜单,选择“Run”菜单运行M文件。
打开M文件(Open)
选择待运行M文件,按鼠标右键出现快捷菜单,选择“Open”菜单,则M文件出现在M文件编辑/调试器窗口中。
或者双击该M文件也可打开文件。
把MAT文件全部数据输入内存(Open)
选择待装入的MAT数据文件,按鼠标右键出现快捷菜单,选择“Open”菜单,此文件的数据就全部装入工作空间。
或者双击该MAT文件也可实现。
把MAT文件部分数据输入内存(ImportData)
选择待装载MAT数据文件,按鼠标右键出现快捷菜单,选择“ImportData”菜单,出现数据输入向导对话框“ImportWizard”,选择待装入的数据变量名,然后单击“Finish”按钮。
(3)M或MAT文件描述区
显示M或MAT文件描述区:
选择菜单“File”→“preferences”,在“Preferences”对话框中点击左侧的“CurrentDirectory”选项,在对话框的右边“BrowerDisplayOptions”中选择“ShowM-fileCommentsandMAT-fileComments”复选框,然后单击“OK”按钮。
4.工作空间浏览器窗口(WorkspaceBrowser)
●工作空间浏览器窗口用于显示所有MATLAB工作空间中的变量名、数据结构、类型、大小和字节数。
●可以对变量进行观察、编辑、提取和保存。
a=12.5
b='Hello'
c=[12;34;56]
图1.14为工作空间窗口的单独窗口显示。
(1)当前目录浏览器窗口中变量的操作
表1.9 工作空间浏览器主要功能的操作方法
功能
操作方法
变量的字符显示
选中变量按鼠标右键出现快捷菜单,选择“Open…”菜单,则数值类、字符类变量显示在“ArrayEditor”数组编辑器窗口中。
或者双击该变量也可显示。
变量的图形显示
选中变量按鼠标右键出现快捷菜单,选择菜单“Graph”的下拉菜单,则系统就以该绘图命令使变量可视化显示。
全部内存变量保存为MAT文件
按鼠标右键出现快捷菜单,选择“SaveWorkspaceAs…”菜单,则可把当前内存中全部变量保存为数据文件。
部分内存变量保存为MAT文件
选中若干变量按鼠标右键出现快捷菜单,选择“SaveSelectionAs…”菜单,则可把所选变量保存为数据文件。
删除部分内存变量
选中一个或多个变量按鼠标右键出现快捷菜单,选择“Delete”菜单。
出现“ConfirmDelete”对话框,单击“Yes”按钮。
或者选择工作空间浏览器窗口的菜单“Edit”→“Delete”。
删除全部内存变量
按鼠标右键出现快捷菜单,选择“ClearWorkspace”菜单。
(2)通过命令管理变量
▪save:
把工作空间中的数据存放到MAT数据文件
saveFileName变量1变量2…参数%将变量保存到文件中
说明:
FileName为MAT文件名;
变量1、变量2可以省略,省略时则保存工作空间的所有变量;
参数为保存的方式,有-ASCII、-append等方式。
>>saveFileName1%把全部内存变量保存为FileName1.mat文件
>>saveFileName2ab%把变量a,b保存为FileName2.mat文件
>>saveFileName3ab-append%把变量a,b添加到FileName3.mat文件中
▪load:
从数据文件中取出变量到工作空间
loadFileName变量1变量2…
说明:
变量1、变量2可以省略,省略时则装载所有变量。
例如:
>>loadFilename1%把FileName1.mat文件中的全部变量装入内存
>>loadFileName2ab%把FileName2.mat文件中的a,b变量装入内存
▪who:
查阅MATLAB内存变量变量名
>>who
Yourvariablesare:
abc
▪whos:
查阅MATLAB内存变量变量名、大小、类型和字节数
>>whos
NameSizeBytesClass
a1x18doublearray
b1x510chararray
c3x248doublearray
Grandtotalis12elementsusing66bytes
▪clear:
删除工作空间中的变量
>>cleara
>>who
Yourvariablesare:
bc
▪exist(‘X’):
查询工作空间中是否存在某个变量
i=exist(‘X’)%查询工作空间中是否有’X’变量
说明:
▪i=1:
表示存在一个变量名为’X’的变量;
▪i=2:
表示存在一个名为’X.m’的文件;
▪i=3:
表示存在一个名为’X.mex’的文件;
▪i=4:
表示存在一个名为’X.mdl’文件;
▪i=5:
表示存在一个名为’X’的内部函数;
▪i=0:
表示不存在以上变量和文件。
5.数组编辑器窗口(ArrayEditor)
打开选择数组编辑器窗口:
“Open…”菜单或者双击该变量。
图1.15为变量“c=[12;34;56]”在“ArrayEditor”数组编辑器窗口中的显示。
▪在“Numericformat”栏中改变变量的显示类型。
▪在“Size”、“by”栏中改变数组的大小。
▪逐格修改数组中的元素值。
6.交互界面分类目录窗口(LaunchPad)
▪双击应用条目“ImportWizard”、“Profiler”和“GUIDE”,就出现相应的界面窗口。
▪双击“Help”条目,就打开帮助文件出现帮助导航/浏览器窗口。
▪双击“Demos”条目,就出现帮助导航/浏览器窗口的Demos选项卡。
▪双击“ProductPage (Web)”条目,就会上网连接支持网站的相应产品页面。
7.M文件编辑/调试器窗口(Editor/Debugger)
启动M文件编辑/调试器窗口的方法:
▪单击MATLAB界面上的
图标,或者单击菜单“File”→“New”→“M-file”,可打开空白的M文件编辑器。
▪单击MATLAB界面上的
图标,或者单击菜单“File”→“Open”,在打开的“Open”对话框中填写所选文件名,单击“打开”按钮,就可出现相应的M文件编辑器。
▪
用鼠标双击当前目录窗口中的M文件(扩展名为.m),可直接打开相应文件的M文件编辑器。
图1.17显示打开了一个“Ex0101.m”文件的M文件编辑/调试器窗口:
8.帮助导航/浏览器窗口(HelpNavigator/Browser)
单击工具栏的
图标;或选择菜单“View”→“Help”;或选择菜单“Help”→“MATLABHelp”都能出现帮助导航/浏览器窗口。
9.程序性能剖析窗口(Profiler)
▪选择菜单“View”→“Profiler”;或在命令窗口输入“profileviewer”命令都可以独立出现程序性能剖析窗口,如图1.18所示
▪
使用菜单“View”→“Dockprofiler”命令将该窗口放到MATLAB的操作界面中。
1.3MATLAB帮助
MATLAB的帮助方式有很多种,用户可以通过快捷方便的帮助系统来迅速掌握MATLAB的强大功能。
1.帮助导航/浏览器窗口
通过上节介绍的方法打开帮助导航/浏览器窗口,如图1.19所示。
图1.19所示的帮助导航/浏览器窗口界面由左侧的HelpNavigator(帮助导航器)和右侧的HelpBrowser(帮助浏览器)两部分组成。
帮助导航器的功能:
(1)Contents选项窗口
▪“BeginHere”是主要简介MATLAB的特点、内容和方法。
▪“ReleaseNotesForReleaseR13”是专门介绍版本升级的变化。
▪“Installation”是介绍各种环境下的安装方法。
▪“MATLAB”下的各条目是最常使用的。
“GettingStarted”是对MATLAB的环境、图形和编程进行简单介绍;
“Examples”则是较全面进行举例;
“DevelopmentEn
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- MATLAB 概述 WORD