第1章 经典MATLAB操作基础
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第1章 MATLAB 基础MA TLAB 作为线性系统的一种分析和仿真工具,是理工科大学生应该掌握的技术工具,它作为一种编程语言和可视化工具,它作为一种编程语言和可视化工具,可解决可解决工程、科学计算和数学学科中许多问题。
MA MATLAB TLAB 建立在向量、数组和矩阵的基础上,使用方便,人机界面直观,输出结果可视化。
矩阵是MA MATLAB TLAB 的核心。
1.1变量与函数1.1.1变量与数据(1)MA MATLAB TLAB 使用变量最常用的有数值数组(double array)和字符串(char array)两类。
所有数值变量以双精度(double)方式存储,不区分整数、实数、复数等,变量类型和数组大小也无须定义。
例:实数、复数等,变量类型和数组大小也无须定义。
例: >> a=2+3i a = 2.0000 + 3.0000i %复数复数 >> a1='This is a string' a1 = This is a string %字符串字符串 >> A=[1 2;3 4] A = 1 2 3 4 %二维数组,即矩阵二维数组,即矩阵(2)MA MATLABTLAB 中变量的命名规则是: 1)变量名必须是不含空格的单个词;)变量名必须是不含空格的单个词; 2)变量名区分大小写;)变量名区分大小写;3)变量名最多不超过31个字符,第31个字符之后的字符将被忽略;个字符之后的字符将被忽略; 4)变量名必须以字母打头,之后可以是任意字母、数字或下划线,变量名中不允许使用标点符号。
量名中不允许使用标点符号。
(3)特殊常量和变量如下表特殊常量和变量如下表特殊变量 取值特殊变量ans 用于结果的缺省变量名用于结果的缺省变量名pi 圆周率圆周率eps 计算机的最小数,当和1相加就产生一个比1大的数大的数 flops 浮点运算数浮点运算数inf 无穷大,如1/0 NaN 不定量,如0/0 i,j i=j=1-nargin 所用函数的输入变量数目所用函数的输入变量数目nargout 所用函数的输出变量数目所用函数的输出变量数目realmin 最小可用正实数最小可用正实数>> clear a A %清除a 和A >> a ??? Undefined function or variable 'a'. %说明a 已清除已清除 >> a1 a1 = This is a string %a1未清除未清除 >> clear %清除工作间所有变量(慎用!)注意clear 与菜单Edit\Clear session 的区别。
第一章MATLAB的基本操作1.1 MATLAB的命令窗口在Windows下开始运行Matlab,就会出现如图1.1所示的界面(Command界面),最上面显示“MA TLAB”字样的高亮条部分叫做标题栏,它表明当前窗口是命令窗口。
标题栏下面是菜单栏,它包含“(File文件)”、“(Edit编辑)”、“(Debug)”、(Desktop)”“(Window 窗口)”和“(Help帮助)”等选项。
菜单栏下面有工具按钮,将鼠标移到上面将会显示相应按钮的功能,读者可根据提示进行操作。
图1.1工具栏下面的大片区域是命令输入区,Matlab的命令就是从这里输入的。
Matlab语句的一般形式为:变量=表达式例如在Matlab命令窗口里输入:a=3;b=4;y=a*b+a/b得到的输出结果如图1.2所示。
图1.2如果变量和“=”省略,Matlab会自动建立名为“ans”的变量。
输入语句后以回车结束,就会在工作区里显示计算结果。
对初学者来说,特别值得注意的是:如果输入的语句以“;”结束,Matlab则只进行计算而不输出结果;如果以“,”结束,Matlab会输出计算结果。
在某些变量很多,但只需要知道最终结果的情况下,应该注意合理使用“;”,否则输出的结果将比较乱,且会影响运行速度。
Matlab的变量由字母、数字和下划线组成,最多可以有31个字符,第一个字符必须是字母。
还应注意:Matlab的变量是要区分大小写的。
1.2 建立M文件对于比较简单的Matlab语句,可以在命令窗口中直接输入,但是如果是较为复杂的Matlab语句,就要使用Matlab提供的M文件了。
M文件是由MATLAB语句(命令或函数)构成的ASCII码文本文件,文件名必须以“.m”为扩展名。
通过在命令窗口调用M文件,从而实现一次执行多条MATLAB语句的功能。
M文件有两种形式:(1)命令文件(Script)。
命令文件用来存储程序或语句。
它是MA TLAB 命令或函数的组合,没有输入输出参数,执行时只需在命令窗口中键入文件名回车即可。
第1章MATLAB操作基础1.1 MATLAB概述1.2 MATLAB的运行环境与安装1.3 MATLAB集成环境1.4 MATLAB帮助系统1.1 MATLAB概述•1.1.1 MATLAB的发展1984年,MATLAB第1版(DOS版)1992年,MATLAB4.0版1994年,MATLAB 4.2版1997年,MATLAB 5.0版1999年,MATLAB 5.3版2000年,MATLAB 6.0版2001年,MATLAB 6.1版2002年,MATLAB 6.5版2004年,MATLAB 7.0版•1.1.2 MATLAB的主要功能1.数值计算和符号计算功能MATLAB以矩阵作为数据操作的基本单位,还提供了十分丰富的数值计算函数。
MATLAB和著名的符号计算语言Maple相结合,使得MATLAB具有符号计算功能。
2.绘图功能MATLAB提供了两个层次的绘图操作:一种是对图形句柄进行的低层绘图操作,另一种是建立在低层绘图操作之上的高层绘图操作。
•3.编程语言MATLAB具有程序结构控制、函数调用、数据结构、输入输出、面向对象等程序语言特征,而且简单易学、编程效率高。
4.MATLAB工具箱MATLAB包含两部分内容:基本部分和各种可选的工具箱。
MATLAB工具箱分为两大类:功能性工具箱和学科性工具箱。
•1.1.3 初识MATLAB例1-1 绘制正弦曲线和余弦曲线。
x=[0:0.5:360]*pi/180;plot(x,sin(x),x,cos(x));•例1-2 求方程3x4+7x3 +9x2-23=0的全部根。
p=[3,7,9,0,-23]; %建立多项式系数向量x=roots(p) %求根•例1-3 求积分quad('x.*log(1+x)',0,1)•例1-4 求解线性方程组。
a=[2,-3,1;8,3,2;45,1,-9];b=[4;2;17];x=inv(a)*b1.2 MATLAB的运行环境与安装•1.2.1 MATLAB的运行环境硬件环境:(1) CPU(2) 内存(3) 硬盘(4) CD-ROM驱动器和鼠标。