MATLAB程序设计基础.ppt

MATLAB程序设计基础,MATLAB的发展历程,MATLAB MATrix LABoratory 20世纪七十年代后期：时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任的Cleve Moler教授用FORTRAN设计了一组程序接口，此即萌芽状态的MATLAB。 1984年成立了MathWorks公司，并把MATLAB正式推向市场。从这时起，MATLAB的内核采用C语言编写，而且除原有的数值计算能力外，还新增了数据图视功能。 进入20世纪九十年代的时候，MATLAB已经成为国际控制界公认的标准计算软件。,MATLAB安装,硬件要求 x86: 软件要求 Windows: Linux: Adobe acrobat reader,主要版本,1993年推出MATLAB4.0版本 （1）推出了SIMULINK。这是一个交互式操作的动态系统建模、仿真、分析集成环境。（2）开发了与外部进行直接数据交换的组件，打通了MATLAB进行实时数据分析、处理和硬件开发的道路。（3）推出了符号计算工具包。（4）Notebook 实现了MATLAB与Word的无缝连接。其升级版本MATLAB4.2c应用较广泛。 1997年，MATLAB5.0版问世，紧接着是5.1、5.2，以及和1999年春的5.3版，真正32位运算，功能强大，数值计算加快，拥有更丰富的数据类型和结构、更友善的面向对象、更加快速精良的图形可视、更广博的数学和数据分析资源、更多的应用开发工具。其中MATLAB5.3应用最广泛。 2001年推出了MATLAB6.0，直到现在广泛使用的MATLAB 6.5，其界面有较大的改观，计算速度有了比较大的改善，增加了与Java的接口 。,MATLAB是MATrix LABoratory的缩写，是一款由美国The MathWorks公司出品的商业数学软件。MATLAB是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。除了矩阵运算、绘制函数/数据图像等常用功能外，MATLAB还可以用来创建用户界面及与调用其它语言（包括C，C+和FORTRAN）编写的程序。 尽管MATLAB主要用于数值运算，但利用为数众多的附加工具箱（Toolbox）它也适合不同领域的应用，例如控制系统设计与分析、图像处理、信号处理与通讯、金融建模和分析等。另外还有一个配套软件包Simulink，提供了一个可视化开发环境，常用于系统模拟、动态/嵌入式系统开发等方面。,MATLAB的主要提供以下功能6： 可用于技术计算的高级语言 可对代码、文件和数据进行管理的开发环境 可以按迭代的方式探查、设计及求解问题的交互式工具 可用于线性代数、统计、傅立叶分析、筛选、优化以及数值积分等的数学函数 可用于可视化数据的二维和三维图形函数 可用于构建自定义的图形用户界面的各种工具 可将基于MATLAB的算法与外部应用程序和语言（如C、C+、Fortran、Java、COM以及Microsoft Excel）集成的各种函数,工具箱 MATLAB的一个重要特点是可扩展性。作为Simulink和其它所有MathWorks产品的基础，MATLAB可以通过附加的工具箱（Toolbox）进行功能扩展，每一个工具箱就是实现特定功能的函数的集合注 2。MathWorks提供的工具箱分以下几大类7： 数学和优化 统计和数据分析 控制系统设计和分析 信号处理和通讯 图像处理 测试和测量 金融建模和分析 应用程序部署 数据库连接和报表 分布式计算 这些工具箱大多是用开放式的MATLAB语言写成，用户不但可以查看源代码，还可以可根据自己的需要进行修改以及创建自定义函数。此外，常有用户在MATLAB Central: File Exchange发布自己编写的MATLAB程序或工具箱，供他人自由下载使用。,MATLAB应用与网上资源,工具箱 信号处理、神经网络、鲁棒控制、系统辨识、控制系统、图形处理、模糊逻辑、小波分析、金融管理、概率统计、非线性控制等。 网络资源 ,变量与赋值 MATLAB的变量名字跟许多程序语言一样，严格区分大小写，例如，var、VAR和Var是三个不同的变量。另外，MATLAB中变量名字必须以字母为首字母，3var、_var等是非法的变量名。 变量由赋值运算符（=）定义. MATLAB是动态检查的，这意味着变量可以在未定义其类型的情况下赋值并且变量的类型也可以改变，除非将变量看做是符号对象9。变量值可以取自常量，计算中的其他变量的值，或某一函数的输出。例如：,向量和矩阵 MATLAB的意思是“矩阵实验室“，因此它提供了许多创建向量，矩阵和多维数组的便捷的方式。在MATLAB自己的语言中，一个向量（vector）指的是一维（1N或N1）矩阵，在其他语言中通常被叫做数组（array）。 矩阵（matrix）通常指的是2-维数组，例如mn数组其中m和n大于或等于1。多维数组通常指的是维数大于2的数组。,代数/符号运算 利用MATLAB的符号数学工具箱（Symbolic Math Toolbox）注 4可以进行代数或符号运算，如分解多项式因子和解代数方程：,MATLAB程序执行方式,立即执行, 3.5*6.2 ans = 21.7000 , exp(j*3*pi/4) ans = -0.7071 + 0.7071i ,M文件：纯文本文件，扩展名为M，用任何字处理软件都可以编辑修改。,?type exa1.m %This is an example. exp(j*3*pi/4) ?exa1 ans = -0.7071 + 0.7071i,MATLAB命令窗口,计算机安装好MATLAB之后，双击MATLAB图标，就可以进入命令窗口，此时意味着系统处于准备接受命令的状态，可以在命令窗口中直接输入命令语句。,通用命令 cd 显示或改变工作目录 hold 图形保持开关 dir 显示目录下的文件 disp 显示变量或文字内容 type 显示文件内容 path 显示搜索目录 clear 清理内存变量 save 保存内存变量到指定文件 clf 清除图形窗口 load 加载指定文件的变量 pack 收集内存碎片 diary 日志文件 clc 清除工作窗 quit 退出MATLAB echo 工作窗信息显示开关 ！ 调用dos命令,命令行键盘技巧 调用上一行 home 光标置于当前行开头 调用下一行 end 光标置于当前行末尾 光标左移一个字符 esc 清除当前输入行 光标右移一个字符 del 删除光标处的字符 Ctrl 光标左移一个单词 backspace 删除光标前的字符 Ctrl 光标右移一个单词 altbackspace 恢复上一次的删除,标点 ： 具有多种应用功能 . 小数点及域访问符 ；区分行，取消运行显示等 续行符 ，区分列，函数参数分隔符 % 注释标记 () 指定运算先后次序 ! 调用操作系统运算 矩阵定义标志 赋值标记 用于构成单元数组 字符串标示符,MATLAB搜索路径,MATLAB的一切操作都是在其搜索路径中进行的，如果调用的函数在搜索路径之外，系统将认为该函数不存在。 路径设置方法 1、通过对话框设置 在MATLAB主窗口菜单中【file】【set Path】选项。 2、path命令,?path MATLABPATH E:MATLABworks E:MATLABtoolboxmatlabgeneral E:MATLABtoolboxmatlabops E:MATLABtoolboxmatlablang E:MATLABtoolboxmatlabelmat E:MATLABtoolboxmatlabelfun E:MATLABtoolboxmatlabspecfun E:MATLABtoolboxmatlabmatfun E:MATLABtoolboxmatlabdatafun E:MATLABtoolboxmatlabpolyfun ,2.1 path命令,?genpath ans = E:MATLABtoolboxmatlabdatafun;E:MATLABtoolboxmatlabdatatypes;E:MATLABtoolboxmatlabdemos;E:MATLABtoolboxmatlabelfun;E:MATLABtoolboxmatlabelmat;E:MATLABtoolboxmatlabfunfun;E:MATLABtoolboxmatlabgeneral;E:MATLABtoolboxmatlabgraph2d;E:MATLABtoolboxmatlabgraph3d;E:MATLABtoolboxmatlabgraphics;E:MATLABtoolboxmatlabiofun;E:MATLABtoolboxmatlabiofunsrc;E:MATLABtoolboxmatlablang;E:MATLABtoolboxmatlabmatfun;,2.2 genpath命令,2.3 editpath或pathtool命令,2.4 扩展搜索路径,将新目录扩展到搜索路径中 1、用path命令 ?path(path,e:matlabworks) 2、用addpath命令 将新目录加到搜索路径的末尾 ?addpath e:matlabworks end 将新目录加到搜索路径的开始 ?addpath e:matlabworks -begin 3、使用路径设置对话框,MATLAB帮助,MATLAB Help 完善的HTML格式联机帮助系统，非常全面。使用方法： 1.从help菜单中选取； 2.在命令窗口中执行helpdesk或doc。 PDF文档 用Adobe acrobat reader阅读。,Help系列,helpwin,Help,?help HELP topics: matlabgeneral - General purpose commands. matlabops - Operators and special characters. matlablang - Programming language constructs. matlabelmat - Elementary matrices and matrix manipulation. matlabelfun - Elementary math functions. matlabspecfun - Specialized math functions. matlabmatfun - Matrix functions - numerical linear algebra. matlabdatafun - Data analysis and Fourier transforms. For more help on directory/topic, type “help topic“.,Help + 函数（类）名,?help general General purpose commands. MATLAB Toolbox Version 5.2 18-Dec-1997 General information help - On-line help, display text at command line. helpwin - On-line help, separate window for navigation. helpdesk - Comprehensive hypertext documentation and troubleshooting. demo - Run demonstrations. ver - MATLAB, SIMULINK, and toolbox version information. See also PUNCT.,?help helpwin HELPWIN On-line help, separate window for navigation. HELPWIN TOPIC opens a help window and displays the help text for the given TOPIC. Links are created to functions referenced in the See Also line of the help text. HELPWIN(HELP_STR,TITLE) displays the string HELP_STR in the help window. HELP_STR may be passed in as a string with each line separated by carriage returns, a column vector cell array of strings with each cell (row) representing a line or as a string matrix with each row representing a line. The optional string TITLE will appear in the title edit box. HELPWIN(TITLE1 HELP_STR1;TITLE2 HELP_STR2;.,PAGE) displays one page of multi-page help text. The multi-page help text is passed in as a cell array of strings or cells containing TITLE and HELP_STR pairs. Each row of the multi-page help text cell array (dimensioned number of pages by 2) consists of a title string paired with a string, cell array or string matrix of help text. The second argument PAGE is a string which must match one of the TITLE entries in the multi-page help text. The matching TITLE represents the page that is to be displayed first. If no second argument is given, the first page is displayed. A third argument may be passed to HELPWIN which is a string that becomes the title of the help window figure. Additional arguments, after the window title, will be interpreted as Handle Graphics parameter-value pairs to be applied to the text displayed in the help window. Examples. helpwin plot helpwin(Help String,title) helpwin(Help text for sprintf(n) my m-file.,title) helpwin(Help String for;my m-file,title) helpwin(str,Topic 2,My Title) where,