MATLAB第1章

捷键等工具。
可以在编辑器中执行一部分M代码。
可以自动将M代码发布为HTML、Word或LaTex文档。
在编程中可以创建嵌套函数，提供了定义和调用自定义 函数的途径。
第一章 MATLAB系统概述 在命令行或脚本式M文件中提供了定义单行函数的隐函数 表示形式。 采用条件断点，可以在条件表达式为真时停止运行。 整数计算部分，可以在计算和处理更大的整型数据集时保 持数据类型。 在单精度计算、FFT和滤波中，可以处理更大的单精度数 据集。
Simulink是MATLAB附带的软件，它是对非线性动态系统
进行仿真的交互式系统。在Simulink交互式系统中，可利用直 观的方框图构建动态系统，然后采用动态仿真的方法得到结果。
第一章 MATLAB系统概述 2．Toolboxes(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。MATLAB之所以能得到广泛应用， 源于MATLAB众多的工具箱函数给各个领域应用人员带来的 方便。 综上所述，我们可用图1.1来表示MATLAB系统的组成。
函数，使系统分析与设计变得更加简捷。
(6) MATLAB的易扩展性是最重要的特性之一，也是 MATLAB得以广泛应用的原因之一。MATLAB给用户提供了广 阔的扩展空间，用户可以很容易地编写出适合于自己和专业特 点的M文件，供自己或同伴使用，这实际上就是扩展了 MATLAB的系统功能。
第一章 MATLAB系统概述 2005年推出的MATLAB 7.x，在编程、代码效率、图形、 计算、数据获取和运行等方面进行了改进，具有一些新的特 点： 提供了新的开发环境，包括多文档管理、编辑器、工作 空间浏览器、当前目录窗口、命令历史窗口、常用命令的快
平时成绩30分期末成绩70分一matlab系统概述二matlab的基本操作五matlab基本应用领域七界面设计第一章matlab系统概述10matlab介绍11matlab的特点12matlab的系统组成13matlab的搜索路径14matlab的工作空间15matlab的集成环境16matlab的通用命令习题10matlab介绍matlab语言是由美国的clevermoler博士于1980年开发的其初衷是为解决线性代数课程的矩阵运算问题
第一章 MATLAB系统概述 4．文件I/O MATLAB提供了一组读写文件的命令，文件类型可以是各
种常用的格式，例如 .m、.mdl、.mat、.fig、.pdf、.html文件和
普通的文本文件等。注意，.dat文件可以采用load命令直接读取。 5．图形处理 MATLAB包含有丰富的图形处理能力，提供了绘制各种图 形、图像数据的函数。另外，它还包括一些低级的图形命令， 可以供用户自己制作、控制图形特性之用。
第一章 MATLAB系统概述
图1.3 工作空间浏览器
第一章 MATLAB系统概述 2．显示、清除变量 who和whos命令可在命令窗口中显示出工作空间中的变量 列表。clear命令可清除工作空间中的所有变量，如果在clear之 后加上变量名，则可以清除指定变量，例如 clear a b 只清除变量a和变量b。
演算一样，与人们的手工运算相一致，容易为人们所接受。
第一章 MATLAB系统概述 (3) MATLAB语句功能强大，一条语句往往相当于其它 高级语言中的几十条、几百条甚至几千条语句。例如，利用 MATLAB求解FFT问题时，仅需几条语句，而当采用C语言实 现时需要几十条语句，采用汇编语言实现则需3000多条语句。 (4) MATLAB系统具有丰富的图形功能。MATLAB系统
第一章 MATLAB系统概述 6．三维可视化 MATLAB提供了一组绘制二维曲面和三维曲线的函数，它 们还可以对图形进行旋转、缩放等操作。 7．创建图形用户界面
为用户设计图形用户界面提供方便，这些函数可以用于窗
口设定、修改属性等操作。

第一章 MATLAB系统概述 8．外部接口 这组函数允许用户在MATLAB中编写C或FORTRAN程序，
在几何计算中，可以使用更稳健的函数，它对算法选择给
出了更多控制。 利用ODE求解器可以控制隐式差分方程和多点边界值问题。
第一章 MATLAB系统概述 使用新的绘图界面，可以在不输入M代码的情况下交互式 地创建和编辑图形。
可以自动生成图形的M代码，这样，可以利用该代码重建
图形。 对图形标注作了改进，包括绘制图形、对象对齐和将标 注定位到数据点。 可以对一组图形对象进行旋转、平移和缩放等变换。 提供了读取很大的文本文件和写为Excel和HDF5文件的文 件输入、输出函数。
第一章 MATLAB系统概述
第一章 MATLAB系统概述
1.1 MATLAB的特点 1.2 MATLAB的系统组成 1.3 MATLAB的搜索路径
1.4 MATLAB的工作空间
1.5 MATLAB的集成环境 1.6 MATLAB的通用命令 习题
第一章 MATLAB系统概述
1.1 MATLAB的特点
第一章 MATLAB系统概述
图1.2 搜索路径管理窗口
第一章 MATLAB系统概述 另外，通过what命令可显示出搜索路径上的文件名，如 what what matlab/design 可分别显示出当前目录和matlab\design目录中的文件目录。 要显示出文件的内容可采用type命令，例如显示value.m的内 容，可输入 type value 要对文件value.m进行编辑，可输入 edit value
第一章 MATLAB系统概述
1.3 MATLAB的搜索路径
MATLAB是通过搜索路径来查找M文件的，因此MATLAB 系统文件、Toolboxes工具箱函数、用户自己编写的M文件等都 应保存在搜索路径之内。当用户输入一个标识符(比如Value)时， MATLAB按下列步骤处理： (1) 检查Value是否为变量。 (2) 检查Value是否为内部函数。 (3) 在当前工作目录下是否存在Value.m文件。 (4) 在MATLAB搜索路径上是否存在Value.m文件。
第一章 MATLAB系统概述 2．MATLAB的数学函数库 MATLAB提供了许多数学函数，它们是内部函数，例如有 求和、正弦、余弦等基本函数，也包含许多复杂函数，例如矩 阵求逆、FFT等函数。 3．编程与数据类型 MATLAB提供了许多种数据类型，例如整型、双精度、字 符、结构型等，以方便用户选择使用。这里还包含运算所需的 操作符和MATLAB的编程技术。
第一章 MATLAB系统概述 3．保存和恢复工作空间 save命令可用来保存整个工作空间或者其中的一部分变量， 相应的load命令可以恢复所保存的变量。例如：save entire可将 整个工作空间保存在entire.mat文件中，命令save var1 x y z可将 变量x，y，z保存在var1.mat文件中，这些文件均为二进制文件， 可直接由load命令得到恢复，例如：load entire，load var1。 在保存变量时，还可以指定文件的格式，这只需在save命
令中加上适当的开关选项，如表1.1所示。
第一章 MATLAB系统概述 表1.1 save命令的开关选项
选 - m at - as cii - as cii - d o u b le - as cii - t ab s - as cii - d o u b le - t ab s - v4 - ap p en d 项 功 能 说 明 采 用 二 进 制 M AT 文 件 格 式 (缺 省 ) 采 用 8 位 A SC II 码 格 式 采 用 1 6 位 A SC II 码 格 式 保存时采用制表符间格数据 采 用 1 6 位 A SC II 码 格 式 ， 并 在 保 存 时 采 用 制 表 符 间 格 数 据 按 M AT L A B V4 .x 格 式 保 存 数 据 保 存 到 已 存 在 的 M AT 文 件 之 后
第一章 MATLAB系统概述 如果指定-v4选项，则MATLAB只能保存那些与MATLAB 4.x兼容的数据结构，亦即不能保存结构、单元阵列、多维阵
列及对象。如果指定ASCII码格式，则每次只能保存一个变量。
如果利用save保存多个变量，这时MATLAB也能建立ASCII码 文件，但它不能由load命令恢复。
由于采用了字符串，使得保存多个文件或读取多个文件 变得方便，例如，利用save命令产生从data1到data10这样10个 文件(分别保存变量x1～x10)：
file='data'，xstr='x'； for i=1:10 save([file int2str(i)]，[xstr int2str(i)])； end 同样可利用循环读取多个文件，例如读取data1～data10文 件，可输入： for i=1：10 load(['data' int2str(i)])
MATLAB之所以为广大读者所喜爱，是因为它具有其它语
言所不具备的特点。
(1) 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中矩阵操作如同其它高级语言
中的变量操作一样方便，而且矩阵无需定义即可采用，可随时 改变矩阵的尺寸，这在其它高级语言中是很难实现的。
(2) MATLAB语句书写简单，表达式的书写如同在稿纸中
第一章 MATLAB系统概述 (5) MATLAB提供了许多面向应用问题求解的工具箱函数， 从而大大方便了各个领域专家学者的使用。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
第一章 MATLAB系统概述
1.4 MATLAB的工作空间
1．工作空间浏览器 在MATLAB环境下，输入命令可以在工作空间中建立一些 变量，如图1.3所示。在图中，左上方为MATLAB的工作空间， 它直观地显示出变量名、尺寸、占用的存储空间以及变量类型。 在工作空间的菜单条中，有四个按钮，依次为“装入数据文 件”、“保存工作空间”、“打开变量显示”和“删除变量”， 可以用来对工作空间中的变量进行操作。当选定一个变量后， 可以利用“打开变量显示”按钮，直观地显示出变量的内容； 利用“删除变量”按钮，可以从工作空间中删去选定的变量； 采用“保存工作空间”按钮，可以将工作空间保存在mat文件 中，默认的文件名为MATLAB.MAT；在以后打开MATLAB窗 口时，可以利用“装入数据文件”按钮装入所保存的工作变量。
第一章 MATLAB系统概述 在save和load命令中，文件名、变量名可以用字符串表示， 这时我们将save和load看作函数来调用，例如：
save('var2'，'x'，'y')
s='var2'；
load(s)
等同于 save var2 x y load var2
第一章 MATLAB系统概述
1.2 MATLAB的系统组成
1.2.1 MATLAB的主要组成 按照功能划分，MATLAB主要组成部分包括：开发环境、 数学函数库、编程与数据类型、文件I/O、图形、三维可视化、 创建图形用户界面和外部接口，如图1.1所示。
第一章 MATLAB系统概述
图1.1 MATLAB的系统组成
第一章 MATLAB系统概述 1．MATLAB的开发环境 MATLAB的工作环境是一个界面友好的窗口，它提供了 一组实用工具函数，利用这些函数可以管理工作空间中的变 量、输入/输出数据，也可以开发、管理、调试M文件。 MATLAB系统将程序编辑器、调试器、执行器集成在一起， 使用户编写程序简单、直观，调试程序方便，运行程序迅速， 结果显示直观。
从而使MATLAB与C、FORTRAN程序结合起来。对熟悉C和
FORTRAN语言编程的人来说，可轻而易举地将以前编写的C、 FORTRAN语言程序移植到MATLAB中。
第一章 MATLAB系统概述 1.2.2 MATLAB的重要部件 MATLAB系统提供了两个重要部件：Simulink和Toolboxes， 它们在系统和用户编程中占据着重要的地位。 1．Simulink
本身是一个Windows下的具有良好用户界面的系统，而且提供
了丰富的图形界面设计函数，如提供了专门用于绘制二维曲 线的plot函数，用于绘制三维曲线的plot3函数。在工具箱函数 中，有些函数本身可提供良好的图形功能，如step函数可计算 指定系统的单位阶跃响应，并直接在屏幕窗口中绘制出系统 的单位阶跃响应曲线。
第一章 MATLAB系统概述 提供了压缩MAT文件的选项，使得可以用更少的磁盘空 间保存大的数据。
支持COM定制接口、服务器事件和Visual Basic脚本。
可以基于SOAP获取Web服务。
提供了可以连接到FTP服务器进行远程文件操作的FTP对
象。 MAT文件中的字符数据可以用于多种语言。
第一章 MATLAB系统概述