一.MATLAB环境

实验一Matlab环境语法及数学运算（验证性实验-2课时）一、实验目的：1、熟悉matlab软件的环境语法及简单的数学运算；2、能熟练运用matlab软件进行简单的数学运算；二、实验设备PC机，配置：PIII450/内存128M/显卡TNT32M/硬盘10G以上。

局域网、MATLAB7.0环境、投影仪三、实验原理MATLAB环境是一种为数值计算、数据分析和图形显示服务的交互式的环境。

MATLAB有3种窗口，即：命令窗口（The Command Window）、m-文件编辑窗口（The Edit Window）和图形窗口（The Figure Window），而Simulink另外又有Simulink 模型编辑窗口。

1．命令窗口（The Command Window）当MATLAB启动后，出现的最大的窗口就是命令窗口。

用户可以在提示符“>>”后面输入交互的命令，这些命令就立即被执行。

在MATLAB中，一连串命令可以放置在一个文件中，不必把它们直接在命令窗口内输入。

在命令窗口中输入该文件名，这一连串命令就被执行了。

因为这样的文件都是以“.m”为后缀，所以称为m-文件。

2．m-文件编辑窗口（The Edit Window）我们可以用m-文件编辑窗口来产生新的m-文件，或者编辑已经存在的m-文件。

在MATLAB主界面上选择菜单“File/New/M-file”就打开了一个新的m-文件编辑窗口；选择菜单“File/Open”就可以打开一个已经存在的m-文件，并且可以在这个窗口中编辑这个m-文件。

四、实验内容：1、帮助命令使用 help 命令，查找 sqrt（开方）函数的使用方法；2、矩阵运算（1）矩阵的乘法已知 A=[1 2;3 4]; B=[5 6;7 8];求 A^2*B（2）矩阵除法已知 A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9];B=[1 0 0;0 2 0;0 0 3];A＼B,A/B（3）矩阵的转置及共轭转置已知 A=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i];求 A.', A'（4）使用冒号选出指定元素已知： A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9];求 A 中第 3 行前 2 个元素；A 中所有列第 2，3 行的元素；A 中第 3 列前 2 个元素为：3、多项式求多项式 p(x) = x3 + 2x+ 4的根4、基本绘图命令（1）绘制余弦曲线 y=cos(t)，t∈[0，2π]（2）在同一坐标系中绘制余弦曲线 y=cos(t-0.25)和正弦曲线 y=sin(t-0.5)，t∈[0，2π]5、基本绘图控制绘制[0，4π]区间上的 x1=10sint 曲线，并要求：（1）线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号；（2）坐标轴控制：显示范围、刻度线、比例、网络线（3）标注控制：坐标轴名称、标题、相应文本；五、实验步骤1、帮助命令使用 help 命令，查找 sqrt（开方）函数的使用方法；SQRT Square root.SQRT(X) is the square root of the elements of X. Complexresults are produced if X is not positive.See also sqrtm.Overloaded functions or methods (ones with the same name in other directories) help sym/sqrt.mReference page in Help browserdoc sqrt2、矩阵运算（1）矩阵的乘法已知 A=[1 2;3 4]; B=[5 6;7 8];求 A^2*BA^2*B =105 122229 266（2）矩阵除法已知 A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9];B=[1 0 0;0 2 0;0 0 3];A＼B,A/BWarning: Matrix is close to singular or badly scaled.Results may be inaccurate. RCOND = 1.541976e-018.A＼B =1.0e+016 *-0.4504 1.8014 -1.35110.9007 -3.6029 2.7022-0.4504 1.8014 -1.3511A/B =1.0000 1.0000 1.00004.0000 2.5000 2.00007.0000 4.0000 3.0000（3）矩阵的转置及共轭转置已知 A=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i];求 A.', A'A.'=5.0000 + 1.0000i 0 +6.0000i2.0000 - 1.0000i 4.00001.0000 9.0000 - 1.0000iA’ =5.0000 - 1.0000i 0 -6.0000i2.0000 + 1.0000i 4.00001.0000 9.0000 + 1.0000i（4）使用冒号选出指定元素已知： A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9];求 A 中第 3 行前 2 个元素；A 中所有列第 2，3 行的元素；A 中第 3 列前 2 个元素为：A(3,1:2) =7 8A(2:3，：) =4 5 67 8 9A(1:2,3) =363、多项式求多项式 p(x) = x3 + 2x+ 4的根p=[1 0 2 4];roots(p)ans =0.5898 + 1.7445i0.5898 - 1.7445i-1.17954、基本绘图命令（1）绘制余弦曲线 y=cos(t)，t∈[0，2π]t=0:pi/100:2*pi;y=cos(t);plot(t,y)（2）在同一坐标系中绘制余弦曲线 y=cos(t-0.25)和正弦曲线 y=sin(t-0.5)，t∈[0，2π]t=0:pi/100:2*pi;y1=cos(t-0.25);y2=sin(t-0.5);plot(t,y1,t,y2)5、基本绘图控制绘制[0，4π]区间上的 x1=10sint 曲线，并要求：（1）线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号；（2）坐标轴控制：显示范围、刻度线、比例、网络线（3）标注控制：坐标轴名称、标题、相应文本；程序：t=0:pi/100:4*pi;x1=10*sin(t);plot(t,x1,'r-.+')title('t from 0 to 4{\pi}')xlabel('Variable t')ylabel('Variable x1')grid ontext(2,5,'曲线x1=10*sin(t)')legend('x1')六、实验要求利用所学知识，完成上述各项实验内容，并将实验过程和实验步骤和结果写在报告中。

实验一 Matlab操作入门实验目的：1．了解Matlab的工作环境。

掌握help命令的使用。

了解general函数库中有哪些常用的函数，掌握who, whos, clear, save, load 等命令的使用。

2．掌握矩阵的输入方法；掌握利用elmat函数库中一些函数，如linspace, logspace, zeros, ones, eye, rand, randn, magic等创建矩阵的方法。

3．了解elmat函数库中的预定义变量。

4．掌握elmat函数库中diag, blkdiag, triu, tril, fliplr, flipud, rot90等函数的用法。

5．掌握elmat函数库中ndims, size, numel, length,disp等函数的使用。

6．掌握datafun函数库中的一些基本统计函数max, min, mean, median, sum, prod 等的基本用法。

7．掌握matfun函数库中的一些基本矩阵操作函数的使用：inv(A)—求矩阵A的逆，det(A)—求矩阵A的行列式值， rank(A)-求矩阵的秩，trace(A)-求矩阵Ａ的迹（即主对角线元素之和），norm(A)-求向量或矩阵的范数，cond(A)-求矩阵Ａ的条件数，etc。

实验内容：一、Matlab环境1．启动Matlab，了解Matlab的主要窗口：命令窗口，当前目录窗口，工作空间窗口，历史命令窗口。

2．输入help, 了解你的计算机上安装的Matlab中，有哪些帮助主题（函数库、工具箱）。

3．输入 help general（通用命令函数库）, 了解Matlab中有哪些通用的命令。

4．输入 help syntax，阅读具体的内容，了解Matlab语句或命令的格式。

5．输入 help format, 了解format命令的使用格式。

6．输入help timefun（时间、日期函数库）, 了解有哪些时间和日期函数。

第一章MATLAB基础知识1.1 MATLAB开发环境1.MATLAB操作桌面MATLAB4.0以上版本都是在Windows以上环境支持下操作与运行的，因此，这里必须假定读者对Windows有一定的了解和掌握。

本书以Windows98环境，MATLAB6.5版本为例介绍。

书中绝大多数例子在MA TLAB5.3版本中亦能使用.要想进入MATLAB系统，方法有二：（1）在Windows98的桌面上双击MATLAB快捷图标。

（2）单击Windows98的“开始”按钮，再依次单击：程序/MA TLAB/MA TLAB6.5；图1-1MATLAB6.5除保留了传统的命令窗口外，还增加了启动平台窗口、工作空间窗口、命令历史窗口、当前路径窗口等窗口，与新的M文件编辑器和新的在线帮助浏览器等共同构成了MA TLAB6.5的开发环境。

MATLAB的开发环境是MATLAB语言的基础和核心部分，MATLAB语言的全部功能都是在MA TLAB的开发环境中实现的，MA TLAB的仿真工具Simulink、MATLAB的工具箱等其他附加功能的实现也必须使用MATLAB开发环境，因此，掌握MATLAB 的开发环境是掌握MATLAB语言的关键。

启动MA TLAB后，将显示包括命令窗口、启动平台窗口、工作空间窗口、命令历史窗口和当前路径窗口等5个窗口和主菜单组成的操作桌面（图1-1）。

本节对操作桌面的各个窗口作简要介绍，部分窗口的功能和使用将在以后的章节中详细介绍。

操作桌面缺省状态下显示3个窗口，当前路径和工作空间窗口在同一位置显示，可以通过该窗口下方的箭头或窗口标签来切换，命令历史窗口和当前目录窗口在同一位置显示，可以通过该窗口下方窗口标签来切换。

每个窗可以脱离操作桌面独立出来。

也可以通过菜单View来选择显示哪些窗口。

MATLAB还设定了几种特定的窗口布局方式，在View菜单的Desktop Layout选项中，给定了6种布局方式：Default（缺省方式）Command Window Only（只显示命命令窗口方式）Simple（简单方式，只有命令历史窗口和命令窗口）Short History（低命令历史窗口方式）Tall History（高命令历史窗口方式）Five Panel（5个窗口平铺方式）2.MATLAB的通用参数设置MATLAB的通用参数和各功能窗口的参数可以通过主菜单中的file/Preferences项设置，这里先介绍通用参数的设置。

MATLAB基础知识及使用方法第一章：MATLAB简介与环境介绍1.1 MATLAB概述MATLAB是一种高级编程语言和数值计算环境，广泛应用于科学计算、工程设计、数据分析和算法开发等领域。

它提供了强大的数值计算工具和图形绘制功能，并有丰富的库函数和工具箱可供使用。

1.2 MATLAB环境介绍MATLAB的主要界面包括命令窗口、编辑器、工作区和命令历史等。

命令窗口用于交互式执行命令和脚本，编辑器用于编写和编辑脚本文件，工作区用于显示和管理变量，命令历史用于查看和管理执行过的命令。

第二章：MATLAB基本语法2.1 变量和数据类型在MATLAB中，变量可以通过简单的赋值来创建，并且不需要事先声明变量类型。

常见的数据类型包括数值类型（整数、浮点数）、字符类型和逻辑类型（布尔型）等。

MATLAB还提供了复数类型和矩阵类型，具有丰富的数值计算功能。

2.2 运算符和表达式MATLAB支持常见的数学运算符，如加减乘除、取余和乘方等。

此外，还提供了矩阵运算符和逻辑运算符，方便处理矩阵和逻辑表达式。

表达式可以由变量、常数和运算符组合而成，并且支持函数调用。

2.3 控制流程MATLAB提供了条件语句（if-else）、循环语句（for、while）和函数等控制流程结构，以实现不同的程序逻辑。

条件语句根据条件的真假执行不同的代码块，循环语句重复执行一段代码块，函数封装了一段可重复使用的代码。

第三章：MATLAB图形绘制3.1 二维图形绘制MATLAB提供了丰富的函数和工具箱，以绘制各种二维图形，如线图、散点图、柱状图和饼图等。

用户可以自定义图形样式、坐标轴刻度、图例和注释等，以满足不同的数据可视化需求。

3.2 三维图形绘制除了二维图形外，MATLAB还支持绘制三维图形，如曲面图和体积图等。

通过调整视角、设置颜色映射和光照效果，用户可以更直观地表达三维数据的特征和分布情况。

3.3 动态图形绘制MATLAB中的图形绘制功能不仅限于静态图形，还可用于生成动态图形。

matlab菜鸟教程Matlab是一种强大的数值计算和科学数据可视化软件。

它被广泛应用于工程、科学和金融等领域。

本教程将介绍Matlab的基本语法、常用函数和数据处理技巧，帮助初学者快速上手使用Matlab进行编程和数据分析。

1. Matlab环境搭建安装Matlab：在MathWorks官网下载并安装Matlab软件，按照向导进行安装。

打开Matlab：双击桌面上的Matlab图标或在开始菜单中找到Matlab并点击打开。

2. Matlab基本语法变量和常量：使用等号（=）将数值或表达式赋给变量。

例如：x = 5, y = sin(x)。

数据类型：Matlab支持多种数据类型，包括数值型、字符型和逻辑型等。

常用的数值类型有整数型、浮点型和复数型。

矩阵和数组：Matlab中的基本数据结构是矩阵和数组。

可以使用方括号（[]）定义矩阵和数组，并进行矩阵运算。

函数调用：Matlab提供了丰富的内置函数，可以直接调用进行数值计算、数据处理和图形绘制等操作。

条件语句：使用if语句进行条件判断，根据不同的条件执行不同的操作。

循环语句：使用for循环和while循环重复执行一段代码，根据循环条件来控制循环的执行次数。

3. Matlab常用函数数值计算：Matlab提供了多种数值计算函数，如sin、cos、exp、log等，用于计算三角函数、指数函数和对数函数等。

数据处理：Matlab提供了丰富的数据处理函数，如mean、sum、max、min等，用于计算数组的均值、总和、最大值和最小值等。

图形绘制：Matlab可以绘制各种类型的图形，如线图、散点图、柱状图和饼图等。

可以使用plot、scatter、bar、pie等函数进行图形绘制。

数据导入和导出：Matlab可以方便地导入和导出各种数据格式，如文本文件、Excel文件和图像文件等。

可以使用readtable、writetable、imread、imwrite等函数进行数据的读写操作。

实验１熟悉Ｍatｌb环境及基本操作实验目的：1．熟悉Matlab环境，掌握Mａtｌab的主要窗口及功能;2．学会Ｍatlab的帮助使用；3.掌握向量、矩阵的定义、生成方法和基本运算；４．掌握Maｔlab的基本符号运算;5．掌握Matlａb中的二维图形的绘制和控制。

实验内容:１．启动Matlab，说明主窗口、命令窗口、当前目录窗口、工作空间窗口、历史窗口、图形窗口、Ｍ文件编辑器窗口的功能。

2．实例操作Matlab的帮助使用。

３.实例操作向量、矩阵的定义、生成方法和基本运算。

4．实例操作Matlaｂ的基本符号运算。

５．实例操作Ｍatlab中的二维图形绘制和控制。

实验仪器与软件：1.CPU主频在2ＧHz以上，内存在５12Mb以上的PC；2．Matlａｂ 7及以上版本。

实验讲评：实验成绩：评阅教师:年月日实验1 熟悉Maｔlab环境及基本操作一、Matlab环境及主要窗口的功能运行Matｌab安装目录下的matlａb.eｘe文件可启动Ｍaｔlab环境,其默认布局如下图：其中，1.主窗口的功能是:主窗口不能进行任何计算任务操作，只用来进行一些整体的环境参数设置，它主要对6个下拉菜单的各项和１0个按钮逐一解脱。

2．命令窗口的功能是：对MＡTLAＢ搜索路径中的每一个M文件的注释区的第一行进行扫描,一旦发现此行中含有所查询的字符串，则将该函数名及第一行注释全部显示在屏幕上。

3. 历史窗口的功能是：历史窗口显示命令窗口中的所有执行过的命令，一方面可以查看曾经执行过的命令,另一方面也可以重复利用原来输入的命令行,可以从命令窗口中直接通过双击某个命令行来执行该命令,４.当前目录窗口的功能是:显示当前目录下所有文件的文件名、文件类型、和最后修改的时间，同时还提供搜索功能，在该窗口下,可以改变当前目录5．M文件编辑器窗口的功能是：MＡTLAＮ提供了一个内置既有编辑和调试功能好的程序编辑器；编辑器窗口也有菜单和工具栏，是编辑和调试程序非常方便６．.发行说明窗口功能是：该窗口显示ＭＡＴＬAB总包和已安装的工具箱的帮助、演示、GUI工具和产品主页等4个内容。