matlab基本操作与绘图教案

实验一MATLAB基本操作和绘图

1.1实验目的

1.熟悉MATLAB编程环境；

2.学习MATLAB的基本使用方法；

3.熟悉plot和stem等绘图函数的用法。

1.2实验原理

1.2.1MATLAB简介

1.1所示。从版本8开始，MATLAB采用了全新的MATLAB是matrix laboratory 的缩写，是Mathworks公司开发的一款商业软件。它是一种用于数值计算、算法开发、数据分析和可视化的高级编程语言和编程环境。除向量和矩阵运算、绘制函数/数据图像等基本功能外，MATLAB也可用来创建图形用户界面（GUI），并可与其他高级语言（如C、C++和FORTRAN等）进行混合编程。

MATLAB附带众多的工具箱（工具箱是特定领域的一些专用函数的集合），涵盖了诸如信号和图像处理、通信、金融建模和分析等各种不同的领域。除了进行数值计算，MATLAB也提供了一个符号运算工具箱，因此也可进行符号运算。另外MATLAB带有一个软件包Simulink，提供了可视化开发环境，可用于动态系统模拟仿真和嵌入式系统开发等方面。

经过近30年的发展，MATLAB已广泛用于学术研究和工程开发中。作为一种以矩阵和向量运算为基础的交互式编程语言，MATLAB特别适用于各种系统的分析和模拟，已成为线性代数、自动控制、数字信号处理、动态系统仿真等的基本工具。

1.2实验原理实验一MATLAB基本操作和绘图

MATLAB是一个很容易学习和使用的工具。通过使用MATLAB，可使我们在做本课程的实验时，将精力集中在学习信号和系统上，而不是在编程上。下面仅侧重于信号与系统实验中将要使用到的相关功能，对MATLAB作一个简短的介绍。更详尽的介绍和帮助，可参阅MATLAB的在线帮助和相关书籍。

1.2.2MATLAB的工作环境

目前MATLAB的最新版本是2015年3月 5 日推出的R2015a(版本8.5)，启动后的用户界面如图1.1所示。从版本8开始，MATLAB采用了全新的Ribbon用户界面（一种以面板和标签页为主的用户界面，不同于以往以菜单和工具栏为基础的用户界面），使用上更为简便，但图中所示的界面与旧版本的有所

不同。

虽然不同版本的用户界面有所不同，但是在编程和使用上还是基本相同的。图1.1中左边当前文件夹（Current Folder）窗口显示的是当前文件夹中的文件；中间是命令行窗口（Command Window），在“>>”提示符后输入命令，MATLAB便会执行相应的操作；右上工作区（Workspace）窗口显示的是MATLAB命令和程序生成的变量名及其数值；右下是Command History窗口显示输入命令的历史记录。所有这些窗口都可改变大小、浮动、关闭及重新打开。

图1.1MATLAB R2013a的操作界面

如图1.1所示，在命令行窗口中输入一条命令（或称为一条语句），按Enter键，该命令会被立即执行并显示结果，如果希望命令行窗口不显示结果，只需在命令后面添加分号“;”。

实验一MATLAB基本操作和绘图 1.2实验原理

如果需要执行多个命令构成的程序（或称为脚本script）并将其保存为文件，则需要用到文本编辑器。点击工具栏的“New script”图标，或在“File”菜单下选择“New Script”，将打开如图1.2所示的MATLAB的编辑器，显示一个空白的文档，编辑并保存该文档即可执行脚本。通过编辑器的菜单项和工具栏也可以执行和调试程序。MATLAB编辑器建立的文件的扩展名默认为.m。

图1.2MATLAB的编辑/调试器

如要新建一个可被其他程序调用的函数，可在“File”菜单下选择“New Function”，编辑器将生成如下所示自定义函数的框架：

function[output_args]=untitled(input_args)

2%UNTITLED5Summary of this function goes here

%Detailed explanation goes here

4

6end

其中第一行是函数声明行，function是MATLAB关键字，input_args是输入变量，output_args是输出变量，函数必须以end结尾。将其保存为.m文件，即可在其他程序中以文件名（注意不是函数名，文件名和函数名可以不同）调用该函数。

在命令行窗口中，还可以输入若干文件管理功能的命令，如“cd”或“chdir”可以改变当前工作文件夹，“dir”、“mkdir”和“rmdir”可分别显示、新建和删除文件夹，“delete”可用来删除文件等。如果要新建或打开某个.m文件，也可以在命令窗口输入“edit test.m或“open test.m”（其中.m可省略）来打开编辑器，MATLAB将在当前文件夹和搜索路径中搜索test.m，若找到test.m则将打开该文

1.2实验原理实验一MATLAB基本操作和绘图

件，反之则会提示是否创建新文件。如果要运行test.m，只需在命令行窗口直接输入test即可。如果test.m是存放于当前文件夹或搜索路径的函数文件，则可以直接在命令行窗口或其他程序中调用。

MATLAB提供了很多演示程序供使用者参考学习。在命令行窗口中输入“demo”，将出现一系列的演示，为使用者提供了一个很好的学习的辅助手段。同时，MATLAB 提供了详尽的在线帮助系统，在命令窗口中输入“help函数名”可显示函数的摘要和详细的解释，而输入“doc函数名”可打开相关的联机帮助，其中不仅有函数的解释，还有函数使用的实例供使用者参考。

1.2.3当前文件夹和搜索路径

MATLAB及其工具箱提供的函数往往以.m文件的形式安装在MATLAB的各个子文件夹中，另外用户自定义的函数和脚本文件也不一定存放于当前文件夹中，因此通常在使用调用或执行这些文件之前需要确认或设置.m文件的搜索路径，告诉MATLAB在哪里搜索.m文件。这一步骤可通过“File”菜单下选择“Set Path…”实现，如图1.3。

图1.3Set Path对话框

如果在命令窗口输入字符串test，MATLAB将试图按照以下的顺序去解释和执行它：

（1）搜索test是否是已定义的变量；

（2）搜索test是否是MATLAB内置的固有函数；

（3）在当前文件夹中搜索是否有test.m文件；

（4）在“Set Path”给定的所有文件夹中搜索是否有test.m文件。