第1章仿真软件-MATLAB
MATLAB入门指南
MATLAB入门指南MATLAB是一款功能强大的数值计算软件和编程环境，广泛应用于科学、工程和数据分析领域。
本文将为初学者提供一份MATLAB入门指南，以帮助他们快速掌握基本概念、使用技巧和常见功能。
第一部分：MATLAB基础1. MATLAB的介绍MATLAB是由MathWorks开发的高级编程语言和环境，其主要用于数值计算、数据可视化和算法开发。
它与其他编程语言相比，有着简单易学的语法和丰富的内置函数库。
2. MATLAB的安装与设置在使用MATLAB之前，您需要先下载和安装MATLAB软件。
安装过程通常是简单的，只需按照提示一步一步执行即可。
安装完成后，您可以根据需要进行一些个性化设置，如选择默认工作目录和字体大小。
3. MATLAB的基本命令和运算符MATLAB的基本命令和运算符与其他编程语言类似，包括数学运算符（加减乘除、幂运算等）、逻辑运算符（与或非等）和比较运算符（等于、大于、小于等）。
您可以使用MATLAB作为计算器来进行简单的数学计算，如计算平方根、三角函数等。
4. MATLAB的变量和数据类型在MATLAB中，您可以使用变量来存储和操作数据。
MATLAB支持多种数据类型，包括数值、字符、逻辑和结构等。
您可以使用赋值语句将数据存储在变量中，并使用变量进行计算和操作。
5. MATLAB的数组和矩阵操作MATLAB以矩阵为基础进行计算，因此对于初学者来说，了解如何创建、操作和计算矩阵是至关重要的。
您可以使用MATLAB提供的函数来创建矩阵，并使用索引和运算符对矩阵进行操作。
第二部分：MATLAB编程和算法1. MATLAB的脚本文件和函数MATLAB提供了编写脚本文件和函数的能力，以便在单个文件中组织代码。
您可以使用脚本文件来一次性执行一系列MATLAB命令，而函数则可以封装一段可重复使用的代码块。
2. MATLAB控制结构MATLAB提供了多种控制结构，如条件语句（if-else）、循环语句（for、while）和跳转语句（break、continue）。
MATLAB仿真教程
MATLAB仿真教程一、MATLAB的基本操作1.启动MATLAB：在桌面上双击MATLAB图标，即可启动MATLAB软件。
3.基本运算：在命令窗口中输入基本运算表达式，如加减乘除，然后按下回车键即可得到结果。
4.变量的定义和操作：在MATLAB中，可以定义变量，并对其进行各种运算操作。
例如，定义一个变量a，并对其进行加法运算，如a=2+35.矩阵操作：MATLAB中的矩阵操作非常方便。
可以使用矩阵运算符进行矩阵的相加、相乘等操作。
6. 绘图功能：MATLAB提供了丰富的绘图功能，可以绘制曲线、散点图、三维图等。
通过plot函数可以绘制曲线，scatter函数绘制散点图，surf函数绘制三维图。
二、MATLAB的仿真研究1.数值计算：MATLAB可以进行各种数值计算，如解线性方程组、求解微分方程、进行最优化等。
通过编写相应的代码，调用MATLAB提供的函数库，可以实现这些仿真研究。
2.信号处理：MATLAB提供了丰富的信号处理工具箱，可以进行信号的滤波、谱分析、频谱绘制等操作。
通过调用相应的函数库，可以实现这些功能。
3.控制系统仿真：MATLAB提供了强大的控制系统工具箱，可以进行控制系统的建模、仿真和优化。
可以使用MATLAB的控制系统工具箱进行系统的响应、稳定性分析和控制器设计。
4.图像处理与计算机视觉：MATLAB可以进行基本的图像处理操作，如图像的灰度化、二值化、滤波、边缘检测等。
通过调用MATLAB的计算机视觉工具箱，还可以进行目标检测、图像识别等高级图像处理操作。
5.多体动力学仿真：MATLAB提供了多体动力学仿真工具箱，可以进行机械系统的建模、动力学仿真和分析。
可以通过编写相应的代码，定义机械系统的运动方程和控制方程，实现仿真研究。
总结：MATLAB是一种强大的数值计算和编程软件，广泛应用于科学、工程、金融等领域。
本教程介绍了MATLAB的基本操作以及如何进行仿真研究。
通过学习MATLAB，可以提高数值计算和仿真研究的效率，为科研工作提供有力的支持。
第1章 MATLAB基本知识
1.2.3 MATLAB的M文件
MATLAB的M文件有两种形式：文本文件和函数文件。 M文件可以通过M文件
编辑器建立完成，
即通过MATLAB命令窗
口的File菜单下的New
命令建立M-File。 M文件编辑器窗口如图 1-4所示。
图1-4 M文件编辑器
1. 文本文件 例如，在 ( , ) 间绘制建立一个正弦函数图形 在M文件编辑器中输入以下程序：
S2=b+c+d
S3=a-b-d
程序如下：
Function[s1,s2,s3]=abcdyunsuan(a,b,c,d) S1=a+b+c; S2=b+c+d; S3=a-b-d; 该函数文件的文件名应是？ 如何使用该函数？
例：设计一个函数文件，实现S=a+b+c-d的运算
3．M文件的管理
文件管理命令与功能
命令名 cd x=cd cd path delete wq dir matlabroot 实现功能 显示当前目录 返回当前工作目录到目录x 改变目录到path 删除文件wq.m 列出当前目录的文件 返回到matlab根目录
path
type wq what
显示或修改matlab的搜索路径
在命令窗口显示wq.m文件 显示当前目录的M文件和MAT文件
>> a=5, ↙ 执行后显示： a= 5 >> b=6; ↙ >> c=a*b 执行后显示： c= 30
1. 变量
变量的命名：
变量名必须以字母开头，之后可以是任意字母、 数字或下划线(不能超过19个字符)
变量名区分字母的大小写 变量中不能包含有标点符号
matlab课件
第1章MATLAB概述
❖典型应用： ●数学计算； ●算法开发； ●数据采集； ●建模、仿真和原型设计； ●数据分析、研究和可视化； ●科学和工程绘图； ●应用开发环境，包括创建图形用户界面。
MATLAB程序设计
❖应用示例： ●绘图功能
曲面图与等高线
第1章MATLAB概述
MATLAB程序设计
MATLAB程序设计
❖在M文件编辑器下使用单元示例 单元模式的M文件源代码： x=0:pi/20:6*pi; y=sin(x); plot(x,y,'r-*'); title('Sine Wave'); xlabel('x');ylabel('sin(x)'); %% Plot Sine Wave %%
MATLAB程序设计
第1章MATLAB概述
1.2 桌面工具与开发环境
MATLAB 主界面
当前工 作目录
命令提示符
MATLAB程序设计
当前工作区间
输入命令的 历史记录
命令窗口
♂
第1章MATLAB概述
1.3 编辑/调试器
一.M文件的创建 M文件的创建方法： 在主菜单选择File>New>M-File或在工具栏单击新建 按钮来创建。
MATLAB程序设计
第1章MATLAB概述
❖MATLAB的特点与功能 ●MATLAB是一个交互式软件系统 输入一条命令，立即就可以得到该命令的结果。 ●MATLAB具有很强的数值计算功能 ◆MATLAB以矩阵作为数据操作的基本单位，但 无需事先指定矩阵维数(动态定维)。 ◆提供十分丰富的计算函数，方便计算、提高效率。 ◆MATLAB命令与数学中的符号、公式非常接近， 可读性强，容易掌握。
matlab第1章 MATLAB概述
1.3 MATLAB帮助系统
❖ MATLAB的各个版本都为用户提供了非常详细的帮助系统， 可以帮助用户更好的了解和运用MATLAB。因此，不论用户 是否使用过MATLAB，是否熟悉MATLAB，都应该了解和掌 握MATLAB的帮助系统。
一、纯文本帮助
❖ MATLAB的所有命令、函数的M文件都有一个注释区。在该区中用纯文 本形式简要地叙述了该函数的调用格式和输入、输出变量的含义。该帮 助内容最原始，但也最真切可靠。每当MATLAB不同版本中的函数文件 发生变化时，该纯文本帮助也跟着同步更新。所以，纯文本帮助具有独 特的作用。
❖ 用户可以在MATLAB的命令窗口中输入命令“helpbrowser”或“helpdesk”或“doc” 来打开“帮助导航/浏览器”交互界面，如图所示。
1.4 MATLAB的工具箱
❖ 针对各个应用领域中的问题，MATLAB提供了许多实用函数，称为工具 箱函数。
❖ 目前，MATLAB提供了30多个工具箱函数，如信号处理、图像处理、控 制系统、非线性控制设计、鲁棒控制、系统辨识、最优化、神经网络、 模糊系统和小波等。它们提供了各个领域应用问题求解的便利函数，使 系统分析与设计变得更加简捷。
三、帮助导航/浏览器
❖ MATLAB中提供的帮组信息的“导航/浏览器”交互界面是MATLAB5.x以后的版 本的重要改进。这个交互界面主要有帮助导航和帮助浏览器两个部分组成。这个 帮助文件和M文件中的纯文本帮助无关，而是MATLAB专门设置的独立帮助系统。 该系统对MATLAB的功能叙述得全面、系统，而且界面友好，使用方便，是用 户查找帮助的重要途径。
❖ 在MATLAB中，以复数矩阵作为基本编程单元，使矩阵操作变得轻而易举 ❖ MATLAB语句书写简单，表达式的书写如同在稿纸中演算一样，与人们的手工
新编MATLABSimulink自学一本通课件第1章Matlab简介
一、MATLAB工作界面布局
二、工作界面的显示属性调整 三、工作界面的布局调整
第四节 命令窗口 （Command Window）
一、初识MATLAB命令
【例1.5-1】计算 7189 (1021913)80 640.5
% 第一种方法： >> (7189+(1021-913)*80)/64^0.5 ans = 1.9786e+003
建造编号
R7 R8 R9 R9.1 R10 R10.1 R11 R11.1 R12 R12.1 R13 R13SP1 R13SP2
发布时间 1984 1986 1987 1990 1992 1994 1996 1997 1997 1998 1998 1999 1999 2000 2001 2002 2003 2003
第九节 MATLAB帮助系统
一、MATLAB命令窗口帮助系统
MATLAB中提供了help、helpbrowser、helpwin、doc、 docsearch和lookfor等函数，用来在命令窗口中查询函数的 帮助信息。
二、Help帮助浏览器
单击MATLAB工作界面Help菜单的“Product Help”选项，
第二节 MATLAB的安装与启动
一、MATLAB的安装
下面按照步骤详细讲解MATLAB R2009a的安装过程
二、MATLAB的启动（两种启动方式）
1. 双击电脑桌面上的MATLAB图标
2. 单击“开始”按钮，选择“所有程序”菜单项，然后 打开“MATLAB”菜单中的“MATLAB”程序
第三节 MATLAB工作界面
二、MATLAB的版本信息
版本 MATLAB 1.0 MATALB 2 MATLAB 3 MATLAB 3.5 MATLAB 4 MATLAB 4.2c MATLAB 5.0 MATLAB 5.1 MATLAB 5.1.1 MATLAB 5.2 MATLAB 5.2.1 MATLAB 5.3 MATLAB 5.3.1 MATLAB 6.0 MATLAB 6.1 MATLAB 6.5 MATLAB 6.5.1 MATLAB 6.5.2
MATLAB基础知识及常用功能介绍
MATLAB基础知识及常用功能介绍第一章：MATLAB简介及安装MATLAB是一种强大且广泛应用的数值计算软件，它提供了许多用于科学计算和工程设计的功能。
MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的缩写，其主要特点是在操作矩阵和各种数学函数上非常高效。
要安装MATLAB，只需下载安装程序然后按照提示进行安装即可。
第二章：MATLAB基本操作在MATLAB中，可以使用各种命令来进行基本的数学运算，例如加减乘除、幂运算等。
此外，还可以定义变量、矩阵和向量，并进行复杂的数学运算。
提示：使用分号可以取消输出结果。
第三章：MATLAB脚本和函数脚本是一系列MATLAB命令的集合，可以保存并重复执行。
函数是一段具有输入和输出的可执行代码块，可以通过函数名和输入参数来调用。
编写脚本和函数有助于提高代码的可读性和可重复性。
第四章：MATLAB图形化界面MATLAB提供了图形化界面（GUI）工具箱，用于创建交互式应用程序和图形用户界面。
利用GUI工具箱，可以通过拖拽和放置的方式创建界面，并通过设置属性和回调函数实现交互功能。
第五章：MATLAB数据可视化MATLAB拥有丰富的数据可视化功能，可以将数据以各种图表形式呈现出来，如散点图、柱状图、曲线图等。
此外，还可以对图表进行自定义设置，如添加图例、调整轴范围、添加标题等。
第六章：MATLAB图像处理MATLAB提供了强大的图像处理工具箱，可以用于图像的滤波、锐化、模糊、边缘检测等操作。
此外，还可以进行图像的变换和特征提取，用于图像识别和分析。
第七章：MATLAB信号处理MATLAB信号处理工具箱提供了一系列用于处理、分析和合成信号的函数和工具。
可以进行信号滤波、频谱分析、时域分析等操作。
此外，还可以进行数字滤波器设计和滤波器实现。
第八章：MATLAB数学建模MATLAB是数学建模的重要工具，可以用于建立各种数学模型并进行仿真和优化。
可以利用MATLAB解方程、求解微分方程、进行符号计算等，用于解决各种实际问题。
Matlab入门教程(很齐全)
Matlab入门教程(很齐全)嘿，伙计们！今天我要给大家介绍一个超级好玩的东西——Matlab入门教程！这可是一个让你轻松掌握Matlab的绝佳机会，不管你是编程小白还是有经验的小伙伴，都能在这里找到属于自己的一片天地。
不多说了，让我们开始吧！我们来了解一下Matlab是什么。
Matlab是一种高级数学软件，它可以帮助你进行各种复杂的计算和数据处理。
它的特点是界面友好，操作简单，而且功能强大。
无论你是学数学、物理、工程还是计算机专业的学生，都可以用Matlab来提高自己的技能。
我们该如何开始学习Matlab呢？你需要安装Matlab软件。
这个过程非常简单，只需要按照提示一步步操作就可以了。
安装完成后，我们就可以开始学习了。
在Matlab中，有很多基本的操作和函数可以使用。
比如，我们可以用变量来存储数据，用算术运算符来进行简单的计算，用逻辑运算符来进行条件判断等等。
这些都是Matlab的基本操作，掌握了这些，你就可以开始进行更复杂的计算了。
除了基本操作之外，Matlab还有很多强大的函数可以使用。
这些函数可以帮助你完成各种各样的任务，比如绘制图形、分析数据、解决方程等等。
学会使用这些函数，可以让你的计算变得更加高效和准确。
学习Matlab并不是一蹴而就的事情。
你需要不断地练习和实践，才能真正掌握它。
我建议你可以找一些实际的问题来尝试解决，这样既能巩固所学的知识，又能提高自己的动手能力。
Matlab是一个非常有趣且实用的工具。
只要你肯下功夫去学习，相信你一定能够掌握它。
今天的教程就到这里啦！希望大家能够喜欢这个教程，也希望大家能够在学习过程中取得好成绩！下次再见啦！。
MATLAB基础知识及使用方法
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。
1第一章 Matlab语言概述
（Ⅰ）基础篇第一章 Matlab语言概述§1.语言特点MATLAB是Mathworks公司于20世纪80年代推出的数值计算软件。
得到了广泛的应用。
MATLAB的全称是Mateix Laboratory，意思是矩阵实验室。
它是以矩阵运算为基础的新一代程序语言。
MATLAB是集数学运算、图形处理、程序设计和系统建模为一体的著名编程语言软件，它具有功能强大、使用简单等优点，是进行科学研究和工程实践的有力工具。
与Fortran和C相比，MATLAB语句更简洁、明了，更加符合人们的思维习惯。
并且还具有良好的数据可视化功能。
MATLAB包括两部分：基本部分-主要指数据计算和可视化功能。
扩展部分-主要指工具箱。
§2 基本操作和简单语句输入1. 简单语句输入（简单计算器用法）例1：计算a⨯y÷⨯=（a = 2，b =3，c = 5 ）+acbb[程序] 在命令窗口输入>> a=2;b=3;c=5;>> y=a*b+c*b/a 回车[输出] y =13.5000例2：计算64(tan3⨯+45)/2760cos[程序] >> (tan(pi/4)+cos(pi/3))*27^(1/3)/sqrt(64)ans =0.56252. 变量表达式数值（1）变量* matlab语句一般形式为：变量=表达式（或数），若变量和“=”省略，输出时自动建立“ans”默认变量。
* 对大小写敏感，如sqrt（平方根）对，而SQRT，Sqrt全错。
* 变量名第一个字符必须是英文字母，最多可包含31个字符，（含英文、数字、下连符）。
不得包含空格和标点。
* 系统遇到一个新变量名时，它会自动生成变量，若该变量早已存在，系统会自动更新内容。
表1-1 默认预定义变量（永久变量）例3：无穷大的使用>> x =1/0Warning: Divide by zero.x =Inf* 在MATLAB中这样的操作不会引起程序执行中断，只是在给出警告信息的同时，用一个特殊的符号Inf来表示。
仿真软件-MATLAB
对于比较简单的被控对象，可以在实际 系统上进行实验和调整来获得较好的整定参 数。 但是在实际生产过程中，大部分的被控 对象是比较复杂的，并且要考虑安全性、经 济性以及进行实验研究的可能性等，这在现 场实验中往往Байду номын сангаас易做到，甚至根本不允许这 样做。
例如研究导弹飞行、宇航、反应堆控制 等系统时，不经模拟仿真实验就进行直接实 验，将对人类的生命和健康带来很大的危险， 这时，就需要把实际系统建立成物理模型或 数学模型进行研究，然后把对模型实验研究 的结果应用到实际系统中去，这种方法就叫 做模拟仿真研究，简称仿真。
2. 控制系统CAD的应用
(1) 控制系统CAD可以广泛地应用于工业生产部门。 利用它来帮助设计实际的控制系统，不仅可以缩短设 计周期，而且能够设计出性能交好的控制系统。从而 有助于改进产品质量和提高劳动生产率。
(2) 控制系统CAD对于从事自动控制的研究人员来 说也是必部可少的工具和手段。借助于CAD程序，研 究人员可以很方便地对控制系统进行不同方法的分析 和研究。从而不仅可以验证控制系统理论，而且可以 进一步完善并发展控制系统的设计方法。
本章习题
1.什么是仿真？它所遵循的基本原则是什么？ 2.仿真的分类有几种？为什么？ 3.比较物理仿真和数学仿真的优缺点。
4.简述计算机仿真的过程。
5.什么是CAD技术？控制系统CAD可解决哪些问题？
1.物理仿真
物理仿真--就是应用几何相似原理，
制作一个与实际系统相似但几何尺 寸较小或较大的物理模型（例如飞 机模型放在气流场相似的风洞中） 进行实验研究。
2.数学仿真
数学仿真--是应用数学相似原理，
构成数学模型在计算机上进行研究。 它由软硬件仿真环境、动画、图形 显示、输出打印设备等组成。
计算机仿真技术与CAD第1章仿真软件-MATLAB
频域分析
通过傅里叶变换等方法，将 时域信号转换为频域信号， 进而分析电路的频率响应特
性。
传输函数分析
对于线性时不变电路，可以 通过求解传输函数来分析电 路的性能，如幅频特性、相 频特性等。
非线性电路仿真设计实例
非线性电阻电路仿真
通过搭建包含非线性电阻元件的 电路模型，并使用MATLAB进行 仿真分析，可以研究非线性电阻 对电路性能的影响。
02
三维线图与曲面图
使用plot3()函数绘制三维线图， 通过surf()或mesh()函数绘制三 维曲面图。
03
视图调整与色彩映 射
利用view()函数调整三维图形视 角，通过colormap()函数设置色 彩映射。
图像处理基本操作
图像读取与显示
使用imread()函数读取图像文件，通过imshow()函 数显示图像。
应仿真等。
多领域融合仿真：随着多学科 交叉融合的不断深入，
MATLAB有望进一步拓展其在 多领域融合仿真方面的能力， 提供更加全面、综合的解决方
案。
实时仿真和硬件在循环（HIL）仿真： 随着实时仿真和硬件在循环（HIL） 仿真技术的不断发展，MATLAB有望 提供更加高效、精确的实时仿真和 HIL仿真支持，满足复杂系统仿真的
利用系统的输入输出数据，通过一定 的数学方法确定系统的模型结构和参 数。这种方法不需要了解系统的内部 机制，但需要大量的实验数据。
03
混合建模法
结合机理建模和系统辨识的方法，充 分利用已知的系统信息和实验数据， 建立更准确的系统模型。
线性系统时域分析法
经典控制理论
基于传递函数和频率响应的方法，通过求解系统的微分方程或差分方程，得到系统的时域响应。这种方法适用于 单输入单输出（SISO）线性定常系统。
第1章MATLAB简介
➢然后单击图1-1中 的“Next”按钮，将 出现图1-2协议基 本信息对话框，填 入相应的内容；
➢单击“Next”按钮， 进入图1-3软件许 可协议对话框，选 中“yes”后；单击 “Next”按钮
第1章MATLAB简介
➢进入图1-4安装类型选择对话框，有两个选项： “Typical”选项表示安装所有组件，是完全安装， “Custom”选项表示自定义安装，根据需要进行选择， 这里选择的是“Typical”完全安装，单击“Next”按钮
第1章MATLAB简介
MATLAB主窗口
菜单栏
– File菜单：实现文件的有关操作，如新建文件、打开文 件和导入文件等。
– Edit菜单：实现命令窗口的编辑，如复制、粘贴和删除等操作。 – View菜单：用于设置如何显示当前目录下的文件，或如何在工作
空间窗口中显示变量。 – Graphics菜单：用来打开绘图工具。 – Debug菜单：设置程序的调试。 – Desktop菜单：设置主窗口中需要打开的子窗口。 – Window菜单：实现已打开的各窗口间的切换，或关闭所有的窗
第1章MATLAB简介
➢进入图1-5安装目 录选择对话框，单 击“Browse”按钮选 择路径后，单击 “Next”按钮。
➢将进入图1-6安装 进度对话框，安装 完成后，就可以启 动MATLAB了。
第1章MATLAB简介
• MATLAB系统的3种启动方法
➢使用Windows的“开始”菜单。 ➢ 运行MATLAB系统的启动程序matlab.exe。 ➢ 利用桌面上的快捷方式。
功能
Sum Polynomial Dot Product MinMax
对输入求代数和 多项式 点积（内积） 求最值
1(I) 仿真软件MATLAB--概论
命令窗口
命令窗口是MATLAB的主要交互窗口，用于输 入命令并显示除图形以外的所有执行结果。 MATLAB命令窗口中的“>>”为命令提示符， 表示MATLAB正在处于准备状态。 在命令提示符后键入命令并按下回车键后， MATLAB就会解释执行所输入的命令，并在命 令后面给出计算结果。
2015-3-16 26
（2）load filename variables 将以前用save命令保存的变量variables从磁盘文 件中调入MATLAB工作空间。 用load 命令调入的变量，其名称为用save命令保 存时的名称，取值也一样。 Variables所表示的变量列表中，不能用逗号，各个 不同的变量之间只能用空格来分隔。 未列出variables时，表示将磁盘文件中的所有变量 都调入工作空间。 退出工作空间 quit 或 exit
2015-3-16
4
特点
具有强大的矩阵运算能力。 是一种演算式语言，用MATLAB编程运算与人 进行科学计算的思路和表达方式完全一致。 MATLAB的基本数据单元是既不需要指定维数， 也不需要说明数据类型的矩阵（向量和标量为 矩阵的特例），而且数学表达式和运算规则与 通常的习惯相同。 因此MATLAB语言编程简单，使用方便。
2015-3-16 27
程 序 编 辑 器
MATLAB提供了一个程序编辑/调试器，如图所示。在 MATLAB的命令窗口中有三种方式可进入程序编辑/调试器： （1）选择菜单栏的“File”项中的“New”或“Open”项。 （2）选择工具栏的“New”或“Open”项。 （32015-3-16 ）在命令窗口中输入edit命令。
2015-3-16
11
注意！
Matlab仿真软件(改)
8
一、四个窗口 1、Command Window (命令窗口) ——输入各种Matlab指令、函数、表达式、变量等，并显
示除图形外的所有运算结果
2、Command History (历史命令窗口)
——记录命令窗口中已经运行过的指令、函数
3、Workspace (工作空间窗口) ——显示变量名字(Name)、维数(Size)、字节数(Bytes)和类型
复杂的仿真系统。
2
计算机仿真的基本步骤：
1) 建立系统的数学模型。
2) 建立仿真模型。
3) 编写仿真程序。 4) 进行仿真实验
——设定合理的实验条件、参数，进行实验，并记录仿真结果。
5) 仿真结果分析。
3
1.2 Matlab概述
Matrix Laboratory (矩阵实验室)； 由美国Math Works公司于20世纪80年代推出的高 性能数值计算软件； Matlab已经发展成为适合多学科 (线性代数、控制理论、 数理统计、数字信号处理、动态系统仿真)、功能强大的优 秀系统软件； Matlab已经成为工程技术人员必需掌握的基础知识 与基本技能。
功能说明
矩阵左除 向量左除 矩阵右除 向量右除 矩阵转置 向量转置
23
2、关系运算符
操作符 == 功能说明 等于
~=
> <
不等于
大于 小于
>=
<=
大于等于
小于等于
24
3、逻辑运算符
逻辑运算符 & |
逻辑运算 And Or
说 明 逻辑与 逻辑或
~
Not
逻辑非
25
4、特殊运算符
操作符 功能说明 操作符 功能说明
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表1-2 MATLAB中的特殊变量
特殊变量 ans inf eps NaN pi i
取 值
默认变量名 无穷大，如1/0 最 小 数 ， PC 上 为 2-52
不定量，如0/0，∞/∞ ，0* ∞
特殊变量 j取 值 Nhomakorabea复数中的虚数单位
浮点运算数
函数的输入变量数目 函数的输出变量数目
flops nargin
Workspace
4. 工具栏
MATLAB操作界面工具栏中的工具“ ”分别用来建立M文件编辑窗口和打开编辑文件 窗口；工具“ ” 对应的功能与 Windows操作系统类似；工具“ ”分别 用来快捷启动Simulink库浏览窗口、GUIDE模版 窗口和轮廓图窗口；工具“ ”分别用来快 捷设置当前目录和返回到当前目录的父目录。
8）映射工具箱(Mapping Toolbox); 9）神经网络工具箱(Neural Network Toolbox); 10）优化工具箱(Optimization Toolbox); 11）鲁棒控制工具箱(Robus Control Toolbox); 12）信号处理工具箱(Signal Processing Toolbox); 13）统计学工具箱(Statistics Toolbox); 14）系统辨识工具箱(System Identification Toolbox); 15）小波分析工具箱（Wavelet Toolbox）。
变量名＝表达式
其中，等号右边的表达式可由操作符或 其它字符、函数和变量名组成，它可以是 MATLAB允许的数学或矩阵运算，也可以包含 MATLAB下的函数调用；等号左边的变量名为 MATLAB语句右边表达式的返回值语句所赋值 的变量的名字。 在调用函数时，MATLAB允许一次返回多 个结果，这时等号左边的变量名需用[ ]括 起来，且各个变量名之间用逗号分隔开，如 果左边的变量名缺省时返回值自动赋给ans。
在MATLAB命令窗口窗口中的“>>”标志 为MATLAB的命令提示符，“|”标志为输入字 符提示符。命令窗口中最上面的提示行是显示 有关MATLAB的信息介绍和帮助等命令的。 如果用户是第一次使用MATLAB，则建议首先 在命令行中键入demo命令，它将启动MATLAB 的演示程序，用户可以在这些演示程序中领略到 MATLAB所提供的强大的运算和绘图功能。
* Edit 编辑菜单 Undo 撤消上一步操作 Redo 重新执行上一步操作 Cut 剪切 Copy 复制 Paste 粘贴 Paste Special 粘贴特定内容 Select All 全部选定 Delete 删除所选对象 Find 查找所需对象 Find Files 查找所需文件 Clear Command Window 清除命令窗口的内容 Clear Command History 清除历史窗口的内容 Clear Workspace 清除工作区的内容
Array Editor File Comparisons Toolbar Shortcuts Toolbar Titles
矩阵编译器 文件比较 显示/隐藏工具栏 显示/隐藏快捷工具栏 显示/隐藏标题
* Window 窗口菜单
Close All Documents Command Window Command History Current Directory 关闭所有文档 选定命令窗口为当前活动窗口 选定历史窗口为当前活动窗口 选定当前工作目录为当前活动 窗口 选定工作空间为当前活动窗口
nargout
圆周率
realmin
readmax
尽管MATLAB开始并不是为控制理论与系 统的设计者们编写的，但以它“语言”化的 数值计算、强大的矩阵处理及绘图功能 、 灵活的可扩充性和产业化的开发思路很快就 为自动控制界研究人员所瞩目。目前，已广 泛应用在自动控制、图像处理、语言处理、 信号分析、振动理论、优化设计、时序分析 和系统建模等领域。 由著名专家与学者以MATLAB为基础开 发的实用工具箱极大地丰富了MATLAB的 内容，较为常见的MATLAB工具箱主要有：
* Debug 调试菜单
Open M-Files when Debugging 调试时打开M文件 Step 单步调试 Step In 单步调试进入子函数 Step Out 单步调试跳出子函数 Continue 连续执行到下一断点 Clear Breakpoints in All Files 清除所有文件中的断点 Stop if Errors/Warnings 出错或报警时停止运行 Exit Debug Mode 退出调试模式
（4）工作空间浏览器窗口 在默认状态下，该命令窗口出现在MATLAB 操作界面的左上方的后台。这个窗口中，用户可以 查看工作空间中所有变量的类别、名称和大小， 用户可以在这个窗口中观察、编辑和提取这些变量。
2. 开始按钮
开始按钮（Start）位于MATLAB操作界面的 左下角，单击这个按钮后，会出现MATLAB的 操作菜单。这个菜单上半部分的选项包含 MATLAB的各种交互操作界面，下半部分的选 项的主要功能是窗口设置、访问MATLAB公司 的网页和查看帮助文件等。
模 型 输 入 与 仿 真 环 境 Simulink 更 使 MATLAB为控制系统的仿真与CAD中的应用 打开了崭新的局面，并使得 MATLAB 目前 已经成为国际上最流行的控制系统计算 机辅助设计的软件工具。 MATLAB 不仅流行于控制界，在生物 医学工程、语言处理、图像信号处理、 雷达工程、信号分析、计算机技术等各 行各业中都有极广泛的应用。
3. 功能菜单
为了更好地利用 MATLAB ，在其操作界面 中设置了以下多个功能菜单。
* File 文件操作菜单
New 新建M文件、图形、模型和图形用户界面 Open 打开.m,.fig,.mat,.mdl,.cdr等文件 Close Command Window 关闭命令窗口 Import Data 从其他文件导入数据 Save Workspace As 保存工作空间数据到相应的 路径文件中窗口 Set Path 设置工作路径 Preferences 设置命令窗口的属性 Page Setup 页面设置 Print 设置打印机属性 Print Selection 选择打印 Exit MATLAB 退出MATLAB操作界面
严格地说，MATLAB并不是一种计算机 语言，它仅仅是一种高级的科学分析与计 算软件。因为，用它编写出来的程序并不 能脱离MATLAB环境而执行，但从其功能上 讲，MATLAB已经完全具备了计算机语言的 结构与性能，所以我们这里将其简称为 “MATLAB语言”。 本书以目前的最新版本MATLAB7.5.0 (R2007b)为基础来进行叙述。
（2）历史命令窗口 在默认状态下，该命令窗口出现在MATLAB操 作界面的左下方。这个窗口记录用户已经操作过的 各种命令，用户可以对这些历史信息进行编辑、 复制和剪切等操作。
（3）当前工作目录窗口 在默认状态下，该命令窗口出现在MATLAB 操作界面的左下方的前台。这个窗口中，用户可 设置MATLAB的当前工作目录，并展示目录中的 M文件等，同时，用户可以对这些M文件进行编辑。
* Desktop 桌面菜单 Unlock Command Window 命令窗口设为当前全屏活 动窗口 Desktop Layout 桌面设计 Save Layout 保存桌面设计 Organize Layout 组织桌面设计 Command Window 显示命令窗口 Command History 显示历史窗口 Current Directory 显示当前工作目录 Workspace 显示工作空间 Help 帮助窗口 Profiler 轮廓图窗口 Editor 编辑器 Figures 图形编辑器 Web Brower Web浏览器
1.1.2 MATLAB操作界面
MATLAB启动后将出现如图1-1所示操作界面。
图1-1 MATLAB操作界面
由图1-1可知，MATLAB的操作界面由功能菜 单、工具栏、工作窗口和开始按钮等组成。
1. MATLAB的工作窗口
在默认状态下，MATLAB的工作窗口由命 令窗口（Command Window）、历史命令（ Command History）窗口、工作空间（ Wotkspace）浏览器窗口和当前工作目录（ Current Directory）窗口等组成。 (1) 命令窗口 位于MATLAB操作界面的右方，是 MATLAB主要操作窗口，大部分结果和命令在 此窗口中操作。
1.2 MATLAB的基本操作
1.2.1 MATLAB语言的结构
MATLAB命令窗口就是 MATLAB语言的工 作空间，因为MATLAB的各种功能的执行必须 在此窗口下才能实现，在这种环境下输入的 MATLAB语句称为“窗口命令”。 所谓窗口命令，就是在上述环境下输入 的MATLAB语句，并直接执行它们完成相应的 运算、绘图等。 MATLAB语句的一般形式为
表1-1 MATLAB中的算术运算符
算术运算符 意 义 算术运算符 意义 左除 ＋ 加 ＼ ∕ 右除 － 减 乘 幂 * ＾
在MATLAB中变量名必须以字母开头，之 后可以是任意字母、数字或者下划线（不能 超过19个字符）,但变量中不能含有标点符号。 变量名区分字母的大小写，同一名字的大写 与小写被视为两个不同的变量。 一般说来，在MATLAB下变量名可以为任 意字符串，但MATLAB保留了一些特殊的字符 串如表1-2所示。
1）通讯工具箱(Communications Toolbox); 2）控制系统工具箱(Control Systems Toolbox); 3) 数据获得工具箱(Data Acquisition Toolbox); 4）数据库工具箱(Database Toolbox); 5) 滤波器设计工具箱（Filter Design Toolbox）; 6）模糊逻辑工具箱(Fuzzy Logic Toolbox); 7) 图像处理工具箱(Image Processing Toolbox);