Matlab北航教程 第一章

7.帮助浏览器 CH.3 应用入门 一、指令窗
1.简单计算 1)计算器 2) 创建矩阵。
2.数值、变量和表达式 1）数值记法 2）变量命名规则： 首字符为字母
最多31个字符
不含空格、标点，可含下连符
大小写敏感
3) 保留字：ans, eps, inf, Inf, i, j, pi, NaN, nan,
squeeze：撤销孤维
CH.11 非数和空数组 一、非数
NaN, nan(not a number) mxm0211_1 1.性质
传递性 无大小 2.作用 记录0/0等情况 避免上述情况使运行中断 剪裁图形 nan：判别是否为非数 mxm0211_2
二、空数组 用[]表示 改变数组大小 mxm0211_3
7.指令窗的操作命令 cd：设置当前目录 clf：清除图形窗
clc：清除指令窗显示内容 clear：清除工作空间 dir：显示指定目录下的文件 md：创建目录 向上箭头:调回已输入的命令 向下箭头:调回已输入的命令,翻过了 二、历史指令窗
1.单行、多行指令复制(copy) 2.单行、多行指令运行(evaluate selection) 3.把多行指令写成M文件 指令窗中的diary指令
Matlab建模与仿真
教师：郭军 单位：宇航学院航天飞行器系 电话：82339891 手机：13621077433 邮箱：guojunbh@buaa.edu.cn
学习Matlab的意义：
工欲善其事，必先利其器（孔子）
假舆马者，非利足也，而致千里；假 舟楫者，非能水也，而绝江河；君子 生非异也，善假于物也。（荀况）
行间分隔符 冒号(:)：生成一维数组，单下标援引
全部元素排成长列，双下标 援引所在维的全部
百分号(%)：注释行 单引号(‘’)：字符串 圆括号(( ))：数组援引 方括号([])：输入数组时用，多个函数
输出宗量
花括号({})：元胞数组 续行号(…)：表示下面的一行为续行 At符号(@)：构成函数句柄。 标点符号的输入应在英文状态下
统计、系统辨识
五、主要应用
1.数据分析 2.数值和符号计算 3.工程与科学绘图 4.控制系统设计 5.数字、图象信号处理 6.财务工程 7.建模、仿真、原型开发 8.应用开发 9.图形用户界面(GUI)设计
CH.2 Matlab软件 一、软件安装
产品、帮助文档（英、日） 组件选择
二、操作界面的组成部分 1.指令窗 2.历史指令窗 3.当前目录 4.工作空间浏览器 5.内存数组编辑器 6. M文件文本编辑器
sph2cart
pol2cart
CH.7数组运算与矩阵运算
数组
矩阵
A.’
A’
A＋s（s为标量）
A.^p
A^p
A./B
A/B
exp(A) log(A) sqrt(A)
f(A) A#B 关系运算 A@B 逻辑运算
expm(A) logm(A) sqrtm(A) funm(A,’fn’)
CH.8 数组生成函数和操作函数
diary 文件名；diary off
三、当前目录
1.运行M文件：选择文件，右键，run 2.编辑M文件：选择文件，右键，open 3.装载全部mat数据：选择mat文件，右
键， open（v.mat） 4.装载部分mat数据：选择mat文件，右
键，import，选数据 5.设置当前目录：建立个人目录并将其设
创建新数组,赋空阵,双击,修改 7.数据文件的存取:
save fn: 存全部变量
save fn v1 v2:存v1,v2。二进制,mat文件 save fn v1 v2 -append:存v1,v2。附加到
fn.mat文件中 save fn v1 v2 -ascii:存v1,v2.ascii文件8位 save fn v1 v2 –ascii -double:存v1,v2.16位 load fn:把fn.mat中的全部变量调入 load fn v1 v2:把fn.mat中的v1,v2调入 load fn v1 v2 -ascii:把fn(ascii文件)中的
3.基本数据单位是矩阵。指令表达式与
数学的书写习惯相似
b=Ax
b=A*x
4.在欧美高校已广泛用于线代、自控、
信号处理等课程的教学工具
5.函盖广泛的专业领域——工具箱 6.具有良好的开放性 二、历史 Cleve Moler（新墨西哥大学计算机系主 任）为讲线性代数编写的程序，后创建Math works公司 三、组成部分 1.编程语言：操作符。＋，－
2.脚本文件运行时,将上述指令逐条取出执行
3.每条指令产生的中间结果都保留在工作 空间中
4.文件的扩展名一定是.M 脚本文件实质就是一个批处理文件
六、命令窗口的设置 file/preference, 文本设置（数据格式，命 令窗口数字显示，tab制表位字符数）；显 示设置，字体大小、颜色。 七、利用在线文档帮助
CH.12 关系操作和逻辑操作 一、matlab约定 1.所有非零都被认作逻辑真 2.输出为0或1。0：假 3.可以作为数值类参加运算，但又不完 全是数值类
二、关系运算符
>, >=, <, <= ==：是否相等
~= 注意标量参与关系运算的情况
mxm0212_1 mxm0212_2 三、逻辑操作
&：与 |：或 ~：非 注意标量参与逻辑运算的情况
Matlab是一种面向科学与工程的“高高 级”语言
使用简单，功能强大。有“第四代计算 机语言”、“演算纸式计算机语言”的 美誉
掌握Matlab，可为今后解决我们专业领 域内的具体问题提供强有力的计算工具
第一章 概论
CH1.1简介
一、特点
1.Matrix Laboratory，处理矩阵运算
2.拥有通用计算、图形交互、程序设计
置为当前目录是一良好
习惯。cd或目录设置栏 6.搜索路径： 7.搜索路径修改和扩展：file:set path
指令窗,path(path,’c:\mydir’) 四、工作空间和数组编辑器
1.变量字符显示:右键,open,open selection 2.变量图形显示:右键,open,graph selection 3.全部内存变量保存:右键,save workspace 4.部分内存变量保存:右键,save selection as 5.指令窗中的相应指令:whos,who,clear 6.数组编辑器:选择,双击
exp( ), log( ), log10, log2, pow2, sqrt 3.复数函数
abs, angle, conj, image, real 4.圆整函数
ceil：向正无穷 fix：向0 floor：向负无穷 round：向最近整数
5.坐标变换 cart2sph：直角坐标到球坐标 cart2pol：直角坐标到极坐标
mxm0212_3 mxm0212_4 四、matlab特有的一些关系、逻辑运算 1.关系逻辑函数
all(A), any(A), isequal(A,B), xor(A,B)
2.特殊数据判断 is+(empty,finite,inf,letter,nan,real) 表2.12-4
3.数据类型判断 isa(x,’name’), is+(char,logical,numeric) 表2.12-5
nargin, nargout, realmax, realmin
4）运算符和表达式 ＋－*/\
5）复数与复数矩阵
4.计算结果的可视化
plot, surf 5.指令窗显示格式
format (short, long, short e,long e…) 6.MATLAB常用标点符号：
空格：分隔符 分号（;）：不显示计算结果，数组
CH.2 一维数组的创建和寻访 一、一维数组的创建
1.直接输入法
x=[2*pi,sqrt(3),3+5i] 2.冒号生成法
x=a:inc:b 3.定数线性采样法
x=linspace(a,b,n) 二、一维数组的寻访 x(index) mxm022_1
主要取决于下标index。 Index的形式非常 灵活，可以是一个数、一个数组或逻辑数组
二、操作函数 mxm028_2 mxm028_3 C = cat(dim,A,B)：沿dim方向将A,B接起来 reshape(A, m, n)：将A改成mxn的数组 A=kron(B,C)：Kronecker积
C=repmat(A,m,n)：沿行维铺设m个A，沿列 维铺设n个A
n
[ A] [ A]
doc，help，lookfor
第二章 数值数组及运算
CH1 概述 数值数组和数组运算是matlab的核心内容 数值数组：内建的数据类型 数组运算：定义在数值数组上的算法 数值数组：一组由实、复数排成的长方阵 可以一维、二维或多维 数组运算：对数组的运算都平等地作用到 每一数组元素上 (mxm021_1) 目的：1.编程简单、易读，指令更接近于 书写格式 2.提高向量化程度，计算效率
v1,v2调入 v1,v2泛指变量，数量可以任意多，变量间 用空格分隔
五、M文件的文本编辑器和调试环境 matlab的程序和脚本文件被保存为后缀为m的
文件。 M文件的文本编辑器提供集成的编辑与 调试环境。 脚本文件
由一系列可在命令窗口执行的指令按顺序 汇集而成的文本文件
1.文件中的指令形式和前后顺序与在指令 窗口中逐条执行时完全一样
C
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
m
[ A] [ A]
B=rot90(A) flipud(A) fliplr(A)
CH.9 算例 mxm029_1, mxm029_2, mxm029_3
CH.10 高维数组 一、创建 1.直接通过全下标赋值 2.由若干同维数组组合 3.ones,zeros,rand,randn生成 4.用cat,repmat,reshape 二、标识 ndims：确定维数 size：各维的大小 length：max（size）
编程结构。循环、分支 字符串操作 输入、输出 数据结构和类型
2.工作环境：编程和调试环境 管理工作空间中的变量
3.图形处理：二、三维图形 图形句柄—底层的图形 处理为应用程序制作GUI
4.数学函数库：初等数学函数库。+－ 三角函数等
高等数学函数库。
矩阵逆、特征值 5.应用程序接口（API）：与C/C++、
CH.5 寻访与赋值
A(r,c), A(r,:), A(:,c), A(:) 利用一长列一维数组给二维数组值 A(s) 生成由s指定的行或列一维数组 A(L) L与A同维元素为0或1 A(r,c)=Sa 同维 A(:)=D(:) 元素总数相同 mxm025_1
CH.6 数组运算函数 1.三角函数
sin( ), cos( ), tan( ), cot( ),atan(), atan2() 2.指数函数
三、子数组的赋值
注意长度要相同。 mxm022_2 CH.3 二维数组的创建
1.直接输入 用于小规模数组，放在[]中，行隔用‘;’或 ‘回车’,元素间用空格或‘,’
2.利用M文件保存 用于规模大、反复用的数组。mxm023_3
3.数组编辑器
CH.4 二维数组的标识 1.全下标标识 A(3,5) 2.单下标标识 m*n数组 l=(c-1)*m+r 3.“逻辑1”标识 mxm024_1
Fortran互相调用
四、软件的组成部分 1.必须的本原性组件：核心 2.最常用的通用工具组件：Symbolic 3.其它通用工具组件：simulink
optimization
matlab compiler
c/c++ math lib
c/c++ graphic lib 4.专业工具包：自控、信号处理、通讯
一、生成函数 mxm028_1
B = zeros(m,n) 生成mxn的全0数组
B = ones(m,n) 生成mxn的全1数组
B = rand(m,n)
均匀分布
B = randn(m,n) 正态分布
B=eye(n)
生成nxn单位阵
B＝diag(v) 以向量v的元素为对角线元素的
对角阵
v=diag(X) 提取矩阵X的对角线元素给v