MATLAB及其操作简述.doc

MATLAB及其操作简述1.1 MATLAB简介 MATLAB是由美国Math Works公司推出的软件产品。MATLAB是“Matric Laboratory”的缩写，意及“矩阵实验室”。MATLAB是一完整的并可扩展的计算机环境，是一种进行科学和工程计算的交互式程序语言。它的基本数据单元是不需要指定维数的矩阵，它可直接用于表达数学的算式和技术概念，而普通的高级语言只能对一个个具体的数据单元进行操作。因此，解决同样的数值计算问题，使用MATLAB要比使用Basic、Fortran和C语言等提高效率许多倍。许多人赞誉它为万能的数学“演算纸”。MATLAB采用开放式的环境，你可以读到它的算法，并能改变当前的函数或增添你自己编写的函数。在欧美的大学和研究机构中，MATLAB是一种非常流行的计算机语言，许多重要的学术刊物上发表的论文均是用MATLAB来分析计算以及绘制出各种图形。它还是一种有利的教学工具，它在大学的线性代数课程以及其它领域的高一级课程的教学中，已成为标准的教学工具。最初的MATLAB是用FORTRAN编写的，在DOS环境下运行。新版的MATLAB 是C语言编写的高度集成系统。它在几乎所有流行的计算机机种，诸如PC、MACINTOSH、SUN、VAX上都有相应的MATLAB版本。新版的MATLAB增强了图形处理功能，并在WINDOWS环境下运行。现今，MATLAB的发展已大大超出了“矩阵实验室”的范围，在许多国际一流专家学者的支持下，Maths Works公司还为MATLAB配备了涉及到自动控制、信息处理、计算机仿真等种类繁多的工具箱（Tool Box），这些工具箱有数理统计、信号处理、系统辨识、最优化、稳健等等。近年来一些新兴的学科方向，Maths Works公司也很快地开发了相应的工具箱，例如：神经网络、模糊逻辑等。1.2 MATLAB操作说明一启动MATLAB启动MATLAB有两种方法：1在WINDOWS下，点D:matlabbinmatlab.exe进入MATLAB环境2在DOS下，键入matlab，这一命令会自动执行WINDOWS，并启动MATLAB以上两种操作的结果都会出现一个MATLAB的命令窗口。二MATLAB的一些基本操作及命令函数1矩阵的输入 矩阵可以用几种不同的方法输入到MATLAB语言中： 以直接列出元素的形式输入 通过语句和函数产生 建立在M文件中 从外部的数据文件中装入 在MATLAB语言中不必描述矩阵的维数和类型，它们是由输入的格式和内容来确定的。输入小矩阵最简单的方法是使用直接排列的形式，把矩阵的元素直接排列到方括号中，每行内的元素用空格或逗号分开，行与行的内容用分号格开。例如输入A=1 2 3；4 5 6；7 8 9或 A=1，2，3；4，5，6；7，8，9都将得到输出结果：A=1 2 34 5 67 8 9 大的矩阵可以分行输入，用回车号代替分号。输入后矩阵A将一直保存在工作空间中，除非被替代和清除，A矩阵可以随时被调出来。若在命令末尾加上“；”号，则表示结果不显示，除非再次调用。其余输入在实验中再做说明。2矩阵的运算如果一个矩阵A有n行、m列元素，则称A矩阵为nm矩阵，如果n=m，则称矩阵A又称为方阵。MATLAB定义了下面各种矩阵的基本运算：矩阵转置 用符号“”来表示矩阵的转置。如输入：x=-1 0 2 则输出为： x = -1 0 2 矩阵加、减 矩阵的加、减由符号“+”、“-”表示，它有两种格式：a. 两种矩阵进行加减运算，其对应的元素进行加减，得到一新矩阵。如输入：A=1 2 3；4 5 6；7 8 9；B=1 4 7；8 9 10；11 12 13；C=A+B则输出为：C=2 6 1012 14 1618 20 22b. 矩阵与标量进行加减运算，则矩阵中每个元素都与标量进行加减运 算，如输入： x=-1，0，2； y=x-1 则输出为： y= -2 -1 1矩阵乘法，以符号“*”表示a. 两矩阵相乘，如输入x=2 3 4 5；1 2 2 1;y=0 1 1；1 1 0；0 0 1；1 0 0； z=xy 则输出为： z=8 5 63 3 3b. 矩阵与标量相乘，如输入A=2，3，4，5；1，2，2，1；B=A2则输出为：B=3 6 8 102 4 4 2 矩阵的求逆 以“inv”来表示，如inv(A)表示A的逆。如输入： A=1 2 3；4 2 6；7 4 9； inv(A) 则输出为： ans= -0.5000 -0.5000 0.50000.5000 -1.0000 0.50000.1667 0.8333 -0.5000矩阵的乘方，以符号“”表示 ap表示a的p次方，即a自乘p次。当p为矩阵时，运算会出错。3MATLAB定义的点运算MATLAB中定义了一种特殊的运算，即所谓的点运算。两个矩阵之间的点运算是该矩阵对应元素的直接运算。注意：点乘积运算要求参与运算的两个矩阵维数相同，其具体操作如下所示：乘除运算 在MATLAB中，符号“.”表示乘法运算，相乘的数组要有相同的维 数，而符号“./”表示数组除法运算，且为对应元素进行乘除。 如输入：A=1，2，3；B=4，5，6； C=A. B 输出为： C=4 10 18 输入： D=B./A 输出为： D=4.00 2.5000 2.0000 乘方运算，以符号“.”表示a. 当x、y均为向量时，z=x.y表示对应元素的乘方。b. 当x为向量，y为标量时，z=x.y表示z(i)=x(i)y。c. 当x为标量，y为向量时，z=x.y表示z(i)=xy(i)。 该运算也可用于任意维矩阵。4在MATLAB中，复数序列用“i”或“j”表示sqrt(-1)，即5关系运算MATLAB中共有六种关系，分别为：=小于大于等于小于等于大于等于不等于对两矩阵的对应元素进行比较，若关系成立则为1，否则为0。6常用命令函数！ 执行操作系统命令abs 绝对值函数angle 相角函数 axis 坐标轴标度设定cla 清除当前坐标轴clc 清除命令窗口显示clf 清除当前图形窗口close 关闭图形窗口delete 删除文件demo 运行MATLAB演示程序function MATLAB函数表达式的引导符grid 给图形加网格线gtext 在鼠标指定的位置加文字说明help 启动联机帮助文件显示hold 当前图形保护模式imag 求取虚部函数length 查询向量的维数linspace 构造线性分布的向量logspace 构造等对数分布的向量pi 圆