MATLAB第一章
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MATLAB仿真技术
—多媒体教学课件
石家庄铁道学院四方学院 电气系：秦 华
E-mail :qqhuahua443@sina.com
MATLAB
MATLAB课程介绍
课程性质：公共基础选修课。 学时: 32学时（基于matlab4.2版本，介绍
matlab7.0)
安排：讲课16学时，上机16学时。
MATLAB
-0.8
-1
0
1
2
3
4
5
6
MATLAB
4.什么是动态仿真系统（SIMULINK ），仿真能 做什么事情？
用结构图编程，而不用程序编程；只需拖几 个方块、连几条线，即可实现编程功能。
5.怎样看待MATLAB所含的工具箱？
6.学习方法
掌握基础，注重动手；自学为主，讲授为辅。
例3，下图所示电路中， 已知相应的 R、C、L、VS值， 以及换路前的 电容电压，电感电流,用SIMULINK进行 元件仿真，求解 , Vc iL
字符变量，将字符串作为变量，可参与运算。有三 种方法表示：
1）用单引号‘’表示。 2）用函数sym（‘’）表示。 3）用命令syms表示多个变量。
（qh0201.m）
MATLAB
2.2 矩阵的构造
MATLAB所有的运算都建立在矩阵基础上，也就是 说它的数据结构形式是矩阵，比如X=2视为1x1的矩阵。
MATLAB
3） 其它帮助命令
• what • which • who • whos
目录中文件列表 确定文件位置
工作空间内存变量列表 内存变量列表详细列表
MATLAB
3.联机演示系统DEMOS
在主菜单下面Help\Demos，可选择不同的 选择系统：学科专业性的、MATLAB编程技巧、 入门导航等等。
clc
清除指令窗显示的内容
clf
清空图形窗口
MATLAB
2）数据文件和变量的存取 后缀.mat
利用save , load 指令实现数据文件存取 。
save
存工作空间所有变量名到固定
的matlab.mat的二进制文件中
save date
存工作空间所有变量名到固定
的date.mat的二进制文件中
save date a b
MATLAB
2. MATLAB应用领域有哪些？
• 数学教学，特别是线性代数； • 航天航空，国防工业，包括汽车工业； • 教育，科学研究； • 金融财务，对数据进行分析、处理； • 管理科学，可以进行概率统计、解决最优化问题、
做投入产出分析； • 电子学、控制理论和生物信息等学科方面的教学研
究。
例1、求解线性方程组的解。
MATLAB
（1） 命令窗口 （Command Window ）
各命令输入以及计算机执行的结果甚至是错误提 示都在命令窗口表现。如给X赋一矩阵的结果如下：
变量命名规则
sin,SIN,Sin，
• 变量名、函数名是对字母大小写敏感的。 • 变量名的第一个字符必须是英文字母。
my_var_01
• 变量名中不得包含空格、标点、运算符，但 可以包含下连符。
MATLAB
第一章 基础准备及入门
1.1 安装及工具包的选择 1.2 Matlab界面介绍 1.3 帮助系统
MATLAB
本章重点
1. 指令窗的基本操作方法和规则。 2. 常用的3个窗口界面。 3. 帮助体系和求助方法。
MATLAB
1.1 安装及工具包的选择
• 安装MATLAB 7.0系统，要求Windows 2000或Windows XP平台。 选择Typical是安装Matlab上的所有功能及工具包上 并且硬盘自由内存远远大于3G，否则，Custom。
命令查阅和删除内存变量。
切换
MATLAB
内存变量的操作命令
1） 清除工作空间Hale Waihona Puke Baidu变量和函数的指令clear
最常用的几种格式：
clear
清除工作空间中的所有变量
clear a b
清除工作空间中的a、b变量
clear all
清除工作空间所有的变量、M函数
clear fun1 fun2
清除工作空间函数fun1和fun2
参考教材：1.《MATLAB程序设计与应用》
刘卫国主编，高等教育出版社； 2.《MATLAB在电气工程中的应用》
李维波主编，中国电力出版社。
课程特点：完全不必具备其它语言的基础，
易学。
MATLAB
绪论 MATLAB语言概述
1. MATLAB语言的发展：
MATLAB是由美国Math Works公司推出的一个科技 应用软件。
也可以用linspace函数产生行向量。其调用
格式为：x=linspace(a,b,n) 。 a,b为左右端点，
产生线性等间隔(1xn)行数组。
怎样用冒号法产生列向量那？
（qh0202.m）
例：X=(1:6)’
MATLAB
（3） 函数法创建特殊矩阵
qh0203.m
• zeros(m,n) ——m×n的零矩阵，全部元素都为0 • ones(m,n) ——全部元素都为1的m×n的矩阵 • rand(m,n) —— 0~1均匀分布的随机矩阵 • randn(m,n) —— 产生0~1正态均匀分布的随机矩阵 • eye(m,n) —— 单位矩阵 • magic(n) ——n维magic方阵 • 空阵 [ ] — matlab允许输入空阵。 • zeros(size(A))-----产生一个与矩阵A同样大小的零矩阵
例：
1. a=[1 2 3;4 5 6]
2. b=[2 pi/2;sqrt(3) 3+5i]
3.x=9; y=pi/6;
%定义x,y变量
A=[3 5 sin(y)
cos(y) x^2 7
x/2 5 1]
MATLAB
（2） 1x1矩阵(数组或称为向量)的创建
冒号法：可以产生一个行向量，一般格式是： x=a:inc:b
该演示程序的示范作用是独特的，包括用户 指南，所以用户想要学习掌握MATLAB,不可不 看相关演示。
MATLAB
第二章 基本数值运算
2.1 数据类型 2.2 矩阵的构造 2.3 矩阵的运算
MATLAB
本章重点
1. 矩阵的多种建立方法 2. 矩阵的运算
MATLAB
2.1 数据类型
• 变量，包括数值变量和字符变量。 • 常量，计算机中不变得量，如 : i，j，inf，NaN。
MATLAB
MATLAB指令窗中实施指令编辑的常用操作键
MATLAB
（2） 历史命令窗口（command history）
• 记录用户在Matlab命令窗口中输入的所有的 命令
• 包括每次启动Matlab的时间和每次启动所有 的命令行
• 对历史命令的编辑（复制/运行/创建m文件等）
MATLAB
它是英文MATrix（矩阵）LABoratory （实验室）的 缩写，雏形是1980年美国的Clever Moler博士为了解决线 性代数中的矩阵问题而编写的。
目前，它已经成为一种广泛应用于研究和解决各种具 体工程问题的新型高级语言。
MATLAB
MATLAB在欧美已经作为大学工科学生必修的计算机语 言之一。近年来，MATLAB语言已在我国也开始流行，现在 已应用于各学科研究部门和许多高等院校。
若命令窗口输入： help plot 则得到画图命令的 所有的相关详细信息。 不知道具体函数
准确的名字
2） lookfor指令：lookfor +完整或不完整的关键词
help需要事先知道函数准确的名字，如果不能确 定时，可用lookfor进行搜索。
如： lookfor fft ；检索出各种与傅立叶有关的函数
例2、用简短命令计算并绘制在0x6范围内的sin(2x)、 sin(x2 )、sin2x。
x=linspace(0,6) y1=sin(2*x),y2=sin(x.^2),y3=(sin(x)).^2; plot(x,y1,x, y2,x, y3)
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
• m文件名和程序中（%后面的说明除外），
全部在英文状态下，并满足上述规则，否则 无法运行。
MATLAB
MATLAB在命令窗口可实现运算功能，它有两个特 点：
• 面向复数的运算 • 面向数组设计的运算
标量被看做1*1的数组，这样就加快了计算速度 （向量化处理）；
“矩阵相乘”的指令格式与“标量相乘”的格式 一样，避免了循环。
3X1 + X2 - X3 = 3.6 X1 + 2X2 + 4X3 = 2.1 对于线性系统有Ax=b - X1 + 4X2 + 5X3 = -1.4
A=[3 1 -1;1 2 4;-1 4 5];b=[3.6;2.1;-1.4]; x=A\b
x= 1.4818 -0.4606 0.3848
3.MATLAB特点：
• 工具性：丰富的函数和工具箱。 • 图形具有强大的可视化功能：2D，3D绘图工
具；面向图形对象的操作；程序动画的操作。 • 运算速度快：矢量化运算。 • 具有良好50的工作平台：与C、C++、FORTRAN
转换；与110500WORD共享界面。
200 250 300 350 400 450
100 200 300 400 500 600
2.2.1 矩阵的建立：
（1）直接输入法 规则： 矩阵元素必须用[ ]括住
矩阵元素必须用逗号或空格分隔 在[ ]内矩阵的行与行之间必须用分号分隔或 按Enter键分隔
MATLAB
矩阵元素可以是数字或任何matlab表达式 ， 表达式不可包含未知的变量；可以是实数 ，也可 以是复数，复数可用特殊函数i，j 输入。
（3） 当前目录窗口（current directory）
显示和改变当前目录，并可显示当前目录下的 文件及提供搜索功能。
（4 ）工作空间浏览器（workspace ）
显示所有目前内存中的变量、数学结构、类型并 可进行变量编辑；关闭即自动消失，只是暂存的；还 可以利用图形显示变量；同时可在命令窗口利用操作
MATLAB
2）单击桌面图标 ，或选中{File：Open} ，填 写好所选文件名后，点Open键。
3）用鼠标左键双击当前目录窗中的所需M文件， 可直接引出展示相应文件的M文件编辑器。
MATLAB
4 . 开始按钮（start）
MATLAB 主窗口左下角有一个 Start按 钮，单击该按钮会弹出一个菜单。可以查阅 MATLAB包含的各种资源。
MATLAB
1.2 Matlab界面介绍
1. Desktop桌面的启动
（1）方法一
只要直接点击桌面图标
即可启动MATLAB。
（2）方法二
假如Windows桌面上没有MATLAB图标，那末点
击matlab\ 文件夹下的快捷方式图标。
MATLAB
2. Desktop操作桌面简介
该桌面的上层铺放着三个最常用的界面： 指令窗（Command Window）； 当前目录窗（Current Directory）； 历史指令窗（Command History）； 内存工作空间（Workspace）。（在当前目录窗的后面）
MATLAB
（4）建立大矩阵或小矩阵
qh0204.m
大矩阵可用方括号中的小矩阵建立。
例如: f1=[a ones(size(a)); zeros(size(a)) -a] f2=[a;10 11 12], f3=[a [10 11 12]']
矩阵缩小(将大矩阵变成小矩阵)
（1）抽取法 例如： h=ag1(2:3,2:3)，g=e([2 3],[2 4]) （2）删除法
MATLAB
默认的预定义变量及运算符表达式
MATLAB的运算符(+,-等)都是各种计算程序常见 的习惯符号。
MATLAB
默认的输入显示方式
• 指令中显示控制数据流的如：if、for、end 等关键字默认蓝色字体；
• 输入指令中数码、非控制数据流的自动为 黑色字体；
• 输入的字符串自动为紫色字体； • 输入错误提示自动为红色字体。
1.3 MATLAB7.0 的帮助系统
•
帮助系统分三种方式来达到帮助的目的。
分类目录
多次条组合搜索
1.联机帮助系统，直接从计算机里寻求帮助
演示系统
点 打指开令，搜或索help菜单，或输入helpwin。
MATLAB
2.命令窗口寻求帮助
知道具体函数，不知怎样 用
1） help帮助命令：help +待查询的函数
把工作空间变量a 和b存到固
定的date.mat的二进制文件中
load date
将date文件中的变量加载到工作空间
MATLAB
3 . M文件
使用编辑器把复杂的程序先编辑储存以便于调 试，文件扩展名是“.m”：。
M文件编辑器的启动及打开方法有以下几种： 1）单击桌面图标 ，或选中{File：New：MFile} ，或直接在指令窗输入指令edit，都可以打开 空白的M文件编辑器。
—多媒体教学课件
石家庄铁道学院四方学院 电气系：秦 华
E-mail :qqhuahua443@sina.com
MATLAB
MATLAB课程介绍
课程性质：公共基础选修课。 学时: 32学时（基于matlab4.2版本，介绍
matlab7.0)
安排：讲课16学时，上机16学时。
MATLAB
-0.8
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6
MATLAB
4.什么是动态仿真系统（SIMULINK ），仿真能 做什么事情？
用结构图编程，而不用程序编程；只需拖几 个方块、连几条线，即可实现编程功能。
5.怎样看待MATLAB所含的工具箱？
6.学习方法
掌握基础，注重动手；自学为主，讲授为辅。
例3，下图所示电路中， 已知相应的 R、C、L、VS值， 以及换路前的 电容电压，电感电流,用SIMULINK进行 元件仿真，求解 , Vc iL
字符变量，将字符串作为变量，可参与运算。有三 种方法表示：
1）用单引号‘’表示。 2）用函数sym（‘’）表示。 3）用命令syms表示多个变量。
（qh0201.m）
MATLAB
2.2 矩阵的构造
MATLAB所有的运算都建立在矩阵基础上，也就是 说它的数据结构形式是矩阵，比如X=2视为1x1的矩阵。
MATLAB
3） 其它帮助命令
• what • which • who • whos
目录中文件列表 确定文件位置
工作空间内存变量列表 内存变量列表详细列表
MATLAB
3.联机演示系统DEMOS
在主菜单下面Help\Demos，可选择不同的 选择系统：学科专业性的、MATLAB编程技巧、 入门导航等等。
clc
清除指令窗显示的内容
clf
清空图形窗口
MATLAB
2）数据文件和变量的存取 后缀.mat
利用save , load 指令实现数据文件存取 。
save
存工作空间所有变量名到固定
的matlab.mat的二进制文件中
save date
存工作空间所有变量名到固定
的date.mat的二进制文件中
save date a b
MATLAB
2. MATLAB应用领域有哪些？
• 数学教学，特别是线性代数； • 航天航空，国防工业，包括汽车工业； • 教育，科学研究； • 金融财务，对数据进行分析、处理； • 管理科学，可以进行概率统计、解决最优化问题、
做投入产出分析； • 电子学、控制理论和生物信息等学科方面的教学研
究。
例1、求解线性方程组的解。
MATLAB
（1） 命令窗口 （Command Window ）
各命令输入以及计算机执行的结果甚至是错误提 示都在命令窗口表现。如给X赋一矩阵的结果如下：
变量命名规则
sin,SIN,Sin，
• 变量名、函数名是对字母大小写敏感的。 • 变量名的第一个字符必须是英文字母。
my_var_01
• 变量名中不得包含空格、标点、运算符，但 可以包含下连符。
MATLAB
第一章 基础准备及入门
1.1 安装及工具包的选择 1.2 Matlab界面介绍 1.3 帮助系统
MATLAB
本章重点
1. 指令窗的基本操作方法和规则。 2. 常用的3个窗口界面。 3. 帮助体系和求助方法。
MATLAB
1.1 安装及工具包的选择
• 安装MATLAB 7.0系统，要求Windows 2000或Windows XP平台。 选择Typical是安装Matlab上的所有功能及工具包上 并且硬盘自由内存远远大于3G，否则，Custom。
命令查阅和删除内存变量。
切换
MATLAB
内存变量的操作命令
1） 清除工作空间Hale Waihona Puke Baidu变量和函数的指令clear
最常用的几种格式：
clear
清除工作空间中的所有变量
clear a b
清除工作空间中的a、b变量
clear all
清除工作空间所有的变量、M函数
clear fun1 fun2
清除工作空间函数fun1和fun2
参考教材：1.《MATLAB程序设计与应用》
刘卫国主编，高等教育出版社； 2.《MATLAB在电气工程中的应用》
李维波主编，中国电力出版社。
课程特点：完全不必具备其它语言的基础，
易学。
MATLAB
绪论 MATLAB语言概述
1. MATLAB语言的发展：
MATLAB是由美国Math Works公司推出的一个科技 应用软件。
也可以用linspace函数产生行向量。其调用
格式为：x=linspace(a,b,n) 。 a,b为左右端点，
产生线性等间隔(1xn)行数组。
怎样用冒号法产生列向量那？
（qh0202.m）
例：X=(1:6)’
MATLAB
（3） 函数法创建特殊矩阵
qh0203.m
• zeros(m,n) ——m×n的零矩阵，全部元素都为0 • ones(m,n) ——全部元素都为1的m×n的矩阵 • rand(m,n) —— 0~1均匀分布的随机矩阵 • randn(m,n) —— 产生0~1正态均匀分布的随机矩阵 • eye(m,n) —— 单位矩阵 • magic(n) ——n维magic方阵 • 空阵 [ ] — matlab允许输入空阵。 • zeros(size(A))-----产生一个与矩阵A同样大小的零矩阵
例：
1. a=[1 2 3;4 5 6]
2. b=[2 pi/2;sqrt(3) 3+5i]
3.x=9; y=pi/6;
%定义x,y变量
A=[3 5 sin(y)
cos(y) x^2 7
x/2 5 1]
MATLAB
（2） 1x1矩阵(数组或称为向量)的创建
冒号法：可以产生一个行向量，一般格式是： x=a:inc:b
该演示程序的示范作用是独特的，包括用户 指南，所以用户想要学习掌握MATLAB,不可不 看相关演示。
MATLAB
第二章 基本数值运算
2.1 数据类型 2.2 矩阵的构造 2.3 矩阵的运算
MATLAB
本章重点
1. 矩阵的多种建立方法 2. 矩阵的运算
MATLAB
2.1 数据类型
• 变量，包括数值变量和字符变量。 • 常量，计算机中不变得量，如 : i，j，inf，NaN。
MATLAB
MATLAB指令窗中实施指令编辑的常用操作键
MATLAB
（2） 历史命令窗口（command history）
• 记录用户在Matlab命令窗口中输入的所有的 命令
• 包括每次启动Matlab的时间和每次启动所有 的命令行
• 对历史命令的编辑（复制/运行/创建m文件等）
MATLAB
它是英文MATrix（矩阵）LABoratory （实验室）的 缩写，雏形是1980年美国的Clever Moler博士为了解决线 性代数中的矩阵问题而编写的。
目前，它已经成为一种广泛应用于研究和解决各种具 体工程问题的新型高级语言。
MATLAB
MATLAB在欧美已经作为大学工科学生必修的计算机语 言之一。近年来，MATLAB语言已在我国也开始流行，现在 已应用于各学科研究部门和许多高等院校。
若命令窗口输入： help plot 则得到画图命令的 所有的相关详细信息。 不知道具体函数
准确的名字
2） lookfor指令：lookfor +完整或不完整的关键词
help需要事先知道函数准确的名字，如果不能确 定时，可用lookfor进行搜索。
如： lookfor fft ；检索出各种与傅立叶有关的函数
例2、用简短命令计算并绘制在0x6范围内的sin(2x)、 sin(x2 )、sin2x。
x=linspace(0,6) y1=sin(2*x),y2=sin(x.^2),y3=(sin(x)).^2; plot(x,y1,x, y2,x, y3)
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
• m文件名和程序中（%后面的说明除外），
全部在英文状态下，并满足上述规则，否则 无法运行。
MATLAB
MATLAB在命令窗口可实现运算功能，它有两个特 点：
• 面向复数的运算 • 面向数组设计的运算
标量被看做1*1的数组，这样就加快了计算速度 （向量化处理）；
“矩阵相乘”的指令格式与“标量相乘”的格式 一样，避免了循环。
3X1 + X2 - X3 = 3.6 X1 + 2X2 + 4X3 = 2.1 对于线性系统有Ax=b - X1 + 4X2 + 5X3 = -1.4
A=[3 1 -1;1 2 4;-1 4 5];b=[3.6;2.1;-1.4]; x=A\b
x= 1.4818 -0.4606 0.3848
3.MATLAB特点：
• 工具性：丰富的函数和工具箱。 • 图形具有强大的可视化功能：2D，3D绘图工
具；面向图形对象的操作；程序动画的操作。 • 运算速度快：矢量化运算。 • 具有良好50的工作平台：与C、C++、FORTRAN
转换；与110500WORD共享界面。
200 250 300 350 400 450
100 200 300 400 500 600
2.2.1 矩阵的建立：
（1）直接输入法 规则： 矩阵元素必须用[ ]括住
矩阵元素必须用逗号或空格分隔 在[ ]内矩阵的行与行之间必须用分号分隔或 按Enter键分隔
MATLAB
矩阵元素可以是数字或任何matlab表达式 ， 表达式不可包含未知的变量；可以是实数 ，也可 以是复数，复数可用特殊函数i，j 输入。
（3） 当前目录窗口（current directory）
显示和改变当前目录，并可显示当前目录下的 文件及提供搜索功能。
（4 ）工作空间浏览器（workspace ）
显示所有目前内存中的变量、数学结构、类型并 可进行变量编辑；关闭即自动消失，只是暂存的；还 可以利用图形显示变量；同时可在命令窗口利用操作
MATLAB
2）单击桌面图标 ，或选中{File：Open} ，填 写好所选文件名后，点Open键。
3）用鼠标左键双击当前目录窗中的所需M文件， 可直接引出展示相应文件的M文件编辑器。
MATLAB
4 . 开始按钮（start）
MATLAB 主窗口左下角有一个 Start按 钮，单击该按钮会弹出一个菜单。可以查阅 MATLAB包含的各种资源。
MATLAB
1.2 Matlab界面介绍
1. Desktop桌面的启动
（1）方法一
只要直接点击桌面图标
即可启动MATLAB。
（2）方法二
假如Windows桌面上没有MATLAB图标，那末点
击matlab\ 文件夹下的快捷方式图标。
MATLAB
2. Desktop操作桌面简介
该桌面的上层铺放着三个最常用的界面： 指令窗（Command Window）； 当前目录窗（Current Directory）； 历史指令窗（Command History）； 内存工作空间（Workspace）。（在当前目录窗的后面）
MATLAB
（4）建立大矩阵或小矩阵
qh0204.m
大矩阵可用方括号中的小矩阵建立。
例如: f1=[a ones(size(a)); zeros(size(a)) -a] f2=[a;10 11 12], f3=[a [10 11 12]']
矩阵缩小(将大矩阵变成小矩阵)
（1）抽取法 例如： h=ag1(2:3,2:3)，g=e([2 3],[2 4]) （2）删除法
MATLAB
默认的预定义变量及运算符表达式
MATLAB的运算符(+,-等)都是各种计算程序常见 的习惯符号。
MATLAB
默认的输入显示方式
• 指令中显示控制数据流的如：if、for、end 等关键字默认蓝色字体；
• 输入指令中数码、非控制数据流的自动为 黑色字体；
• 输入的字符串自动为紫色字体； • 输入错误提示自动为红色字体。
1.3 MATLAB7.0 的帮助系统
•
帮助系统分三种方式来达到帮助的目的。
分类目录
多次条组合搜索
1.联机帮助系统，直接从计算机里寻求帮助
演示系统
点 打指开令，搜或索help菜单，或输入helpwin。
MATLAB
2.命令窗口寻求帮助
知道具体函数，不知怎样 用
1） help帮助命令：help +待查询的函数
把工作空间变量a 和b存到固
定的date.mat的二进制文件中
load date
将date文件中的变量加载到工作空间
MATLAB
3 . M文件
使用编辑器把复杂的程序先编辑储存以便于调 试，文件扩展名是“.m”：。
M文件编辑器的启动及打开方法有以下几种： 1）单击桌面图标 ，或选中{File：New：MFile} ，或直接在指令窗输入指令edit，都可以打开 空白的M文件编辑器。