[第1讲] Matlab语言概述及运行环境

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第一章 Matlab语言概述、运行环境 和编程工具介绍
1. 2. 3. 4. Matlab 软件介绍 Matlab 7.x 运行环境 帮助系统 常见的Matlab函数
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第一章 Matlab语言概述、运行环境 和编程工具介绍
2. Matlab运行环境
2.1 Matlab运行环境的启动和退出 Matlab的启动 --3种常见方法： 在Windows桌面，单击任务栏上的“开始”按钮，选 择“程序”菜单项，然后选择“MATLAB 7.x”程序 选项 运行MATLAB系统启动程序matlab.exe 利用快捷方式 Matlab的退出--有3种常见方法： 在Matlab 主窗口File菜单中选择Exit Matlab命令 在Matlab 命令窗口输入Exit或Quit命令 单击Matlab 主窗口的“关闭”按钮
版本 MATLAB 7.0.1 MATLAB 7.0.4 MATLAB 7.1 MATLAB 7.2 MATLAB 7.4 MATLAB 7.5 MATLAB 7.6 MATLAB 7.7 MATLAB 7.8 MATLAB 7.9 MATLAB 7.10 MATLAB 7.11 MATLAB 7.12 MATLAB 7.13 MATLAB 7.14 MATLAB 8.0 MATLAB 8.1 MATLAB 8.2 MATLAB 8.3
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在命令窗口输入： tSpan = [0,20]; x_0 = [2; 0];Mu = 1; [t,x]= ode45('vanderpol',tSpan,x_0,[ ], Mu); y = x(:,1); plot(t,y); xlabel('t'); ylabel(‘y'); title('van der pol Equation, \mu=1')
发展：80年代初，Cleve Moler和John Little采用C
语言改写了Matlab的内核。不久，他们成立了 Mathworks软件开发公司，并将Matlab正式推向市场。
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版本 MATLAB 1.0 MATLAB 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 7
Matlab基础与应用
授课教师: 联系方式: 杨光 gyang@bjtu.edu.cn
实验安排
公共邮箱： Mail：matlab_yg@163.com Pass： matlab_yg1 第一次实验安排：
时间：5月11日（周日），下午 2点-4点 地点：九教南413
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课程内容与要求
本课程是通信工程、自动化（铁道信号）、电子科学 与技术专业基础必修课。 本课程目的在于使同学熟悉Matlab软件运行环境，掌
2.2.3 常用窗口
包括：命令窗口、历史命令窗口、当前工作目录窗口、 工作空间浏览器窗口、变量编辑窗口、M文件编辑／调 试窗口、帮助窗口和程序性能剖析窗口等 所有窗口都可以单独显示，使用Undock 和Dock 可使窗 口单独出来和返回到Matlab工作界面中
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第一章 Matlab语言概述、运行环境 和编程工具介绍
1. Matlab软件介绍
现在的Matlab新版本早已不只停留在工程计 算功能上，它以矩阵运算为基础，把计算、可视 化、程序设计融合到了一个简单易用的交互式工 作环境中。 在Matlab中，可以实现工程计算、算法研究、 符号运算、建模和仿真、原型开发、数据分析及可 视化、科学和工程绘图、应用程序设计(包括图形 用户界面设计)等功能。
参考书
《Matlab教程－R2010a》.张志涌、杨祖樱等编著. 北京航空航天大学出版社.2010. 《高等应用数学问题的Matlab求解》(第2版). 薛定宇、陈阳泉编著. 清华大学出版社. 2008. 《基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用》(第2版). 薛定宇，陈阳泉编著.清华大学出版社. 2011. 《Matlab编程》(第4版).Stephen J. Chapman.科学出版社. 2011
这些工具箱的作者都是相关领域中的顶级专家，从 而确定了Matlab软件的权威性。Mathworks公司也一直 致力于追踪各学科的最新进展，并及时推出相应功能的 工具箱。
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本课程以MATLAB 7.x和Simulink 6.5版为 平台进行介绍。
学习方法： 掌握简单函数和基本操作 学会查找 help *** 注重 “用”
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第一章 Matlab语言概述、运行环境 和编程工具介绍
1. 2. 3. 4. Matlab 软件介绍 Matlab 7.x 运行环境 帮助系统 常见的Matlab函数
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1. Matlab软件介绍
Matlab软件的创立
时间：20世纪70年代后期 首创者：Cleve Moler博士 背景：在New Mexico大学讲授线性代数课程时，
课程安排：本课程教学环节包括： 课堂讲授（8学时）和课程实验（8学时）。 课堂讲授及实验结束后，学生写出实验报告。 报告内容包括： 1）算法设计及其实现的源代码； 2）程序调试过程及相应的运行结果。 课程考核： 课程成绩按五级评分标准考核；平时成绩、 实验及报告。
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教材与参考书
教材
《Matlab语言及实践教程》(第二版).朱衡君、肖燕彩、邱成编著. 北京交通大学出版社. 2010.
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第一章 Matlab语言概述、运行环境 和编程工具介绍
2.2 Matlab的运行环境
菜单栏 工具栏
工作空间窗口 /当前 目录浏览器窗口
命令窗口
历史命令窗口
开始按钮 23
第一章 Matlab语言概述、运行环境 和编程工具介绍
2.2.1 菜单栏和工具栏

菜单栏 Matlab 7.X还会根据不同的窗口，增加一些浮动菜 单
建造编号
R7 R8 R9 R9.1 R10 R10.1 R11 R11.1 R12 R12.1 R13 R13SP1 R13SP2 R14
发布时间 1984 1986 1987 1990 1992 1994 1996 1997 1997 1998 1998 1999 1999 2000 2001 2002 2003 2003 2004
看到了用高级语言编程解决工程计算问题的诸多不 便，因而构思开发了Matlab软件：Matrix Laboratory, 矩阵实验室。
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1. Matlab软件介绍
基础：利用了他此前开发的LINPACK(线性代数软
件包)和EISPACK(基于特征值计算的软件包)中可靠 的子程序，用Fortran语言编写而成，集命令翻译、 工程计算功能于一身。

工具栏 在编程环境下提供的对常用命令的快速访问，当鼠 标停留在工具栏的按钮上时，就会显示出该按钮的功能。 Matlab 7.X 还会根据不同的窗口，增加一些浮动菜单。
New M-File Simulink Guide
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后退
Open File
Profiler Help 图 默认工具栏
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第一章 Matlab语言概述、运行环境 和编程工具介绍
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第一章 Matlab语言概述、运行环境 和编程工具介绍
Matlab功能演示
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第一章 Matlab语言概述、运行环境 和编程工具介绍
Matlab功能演示
建立函数文件 vanderpol.m function dx= vanderpol(t,x,flag,Mu) dx= [ x(2); Mu*(1-x(1)^2)*x(2)-x(1) ];
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1. Matlab软件介绍
（二）Simulink Simulink是用于动态系统仿真的交互式系统。 Simulink允许用户在屏幕上绘制框图来模拟一个系统， 并能够动态地控制该系统。Simulink采用鼠标驱动方 式，能够处理线性、非线性、连续、离散、多变量 以及多级系统。
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1. Matlab软件介绍
握Matlab语言程序设计方法及Simulink组件的使用，实现 科学计算、计算数据可视化，掌握系统分析和仿真过程。 要求学生具备从数学模型出发，运用Matlab 语言求解 问题的思维方法，训练综合运用Matlab语言对现实系统进 行分析和仿真的能力，为专业课学习和参加控制实践打下 必要的基础。
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教学安排与考核
（三）Matlab工具箱 P2
工具箱是Matlab用来解决各个领域特定问题的函数 库，它是开放式的，可以应用，也可以根据自己的需要 进行扩展。 工具箱为用户提供了丰富而实用的资源，内容涵盖 了科学研究的许多门类，目前已有涉及数学、控制、通 信、信号处理、图像处理、经济、地理等20多种工具箱 投入应用。
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1. Matlab软件介绍
Matlab软件系统的构成 主包
Matlab软件
Simulink
工具箱
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1. Matlab软件介绍
语言 开发环境
一种基于矩阵/数组的高级语言，具有流程控制 语句、函数、数据结构、输入输出、以及面向对 象的程序设计特性。 提供了管理工作空间的变量和输入、输出数据的 功能，并给用户提供了不同的工具用以开发、管 理、调试M文件和应用程序。
建造编号 R14SP1 R14SP2 R14SP3 R2006a R2007a R2007b R2008a R2008b R2009a R2009b R2010a R2010b R2011a R2011b R2012a R2012b R2013a R2013b R2014a
发布时间 2004 2005 2005 2006 2007 2007 2008 2008 2009.3.6 2009.9.4 2010.3.5 2010.9.3 2011.4.8 2011.9.1 2012.3.1 2012.9.11 2013.3.7 2013.9.9 2014.3.6 9
（一）
主包
图形处理 包括一些高级指令，用以实现二维和三维数据可 视化、图像处理；还有一些低级指令，用来定制 系统 图形的显示以及建立应用程序的用户界面。
包含了如求和、正弦、余弦、复数运算之类的简 数学函数库 单函数；也包含了矩阵转置、特征值、贝塞尔函 数、快速傅立叶变换等复杂函数。
应用程序接 提供和C和Fortran等其他高级语言进行交互的函 数库，包括读写Matlab数据文件。 口(API)
2.2.3.1 命令窗口（Command Window）是MATLAB的
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1. Matlab软件介绍
正是凭借这些突出优势，Matlab现在已成为世 界上应用最广泛的工程计算软件。 在美国等发达国家的大学里，Matlab是一种必 须掌握的基本工具，而在国外的研究设计单位和工 业部门，更是研究和解决工程计算问题的一种标准 软件。 在国内也有越来越多的科学技术工作者参加到 学习和使用这门语言的行列中来。
File 菜单 Edit 菜单 Debug 菜单 Desktop 菜单 Windows 菜单
Help 菜单wenku.baidu.com
开始菜单（操作界面的左下角） 为现场菜单，包括交互界面
窗口的列表，快捷方式和常用的子菜单项。
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第一章 Matlab语言概述、运行环境 和编程工具介绍
2.2.2 工具栏
2.5 2 1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 -2 -2.5 0 2 4 6
van der pol Equation, =1
y
8
10 t
12
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第一章 Matlab语言概述、运行环境 和编程工具介绍
Matlab功能演示 例3 绘制如下二元函数的三维曲面：
程序如下： [x,y]=meshgrid(-3:0.1:4); z=3*(1-x).^2.*exp(-(x.^2)/2-(y+1).^2 )... -10*(x/5-x.^3-y.^5).*exp(-x.^2-y.^2)... -1/3*exp(-(x+1).^2-y.^2); surf(x,y,z), colorbar