3-3 MATLAB程序设计.ppt

3-3MATLAB程序设计,一、MATLAB的操作与使用MATLAB的基本数据单元是既不需要指定维数，也不需要说明数据类型的矩阵（向量和标量为矩阵的特例），而且数学表达式和运算规则与通常的习惯相同。因此MATLAB是一种演算式语言，编程简单，使用方便。,1.MATLAB语句形式（1）变量=表达式（2）表达式其中表达式是用运算符将有关运算量连接起来的式子，通过等于符号将表达式的值赋给变量。表达式的末尾不加“；”时，Matlab系统将会在语句执行之后，窗口自动显示出语句执行的结果；加“；”时，Matlab系统只把数值赋给变量，不显示计算结果，此时尽管结果没有显示，但它依然被赋值并在MATLAB工作空间中分配了内存，以后可随时显示或调用。,2.变量变量命名规则：必须以字母开头；可以由字母、数字和下划线混合组成，不能包含有标点符号；变量长度应不大于63个；字母区分大小写。,3.特殊变量在MATLAB工作空间中，还驻留一些由系统本身定义的特殊变量。这些特殊变量有特定的含义，在使用时，应尽量避免对这些变量重新赋值。,4.运算符(1)算术运算符MATLAB表达式的基本算术运算符,(2)关系运算符在MATLAB里共有六个关系运算符关系运算符将生成一个0-1矩阵，当运算数相应元素为真时，对应位置上生成1，否则为0。(3)逻辑运算符结果是一个0-1矩阵。当逻辑表达式的值为真时，赋值1，否则为0。,二、绘图MATLAB提供了丰富的绘图功能，在这里介绍几种常用的绘图命令。1.基本形式MATLAB最基本的二维图形的绘图命令为plot，它是以MATLAB的内部函数形式出现的。它的功能是把一组成对的数据分别画到x轴和y轴上。若x和y是两个等长向量，那么命令plot（x,y）就绘制了x和y之间的线性坐标图。图中自动给出坐标、边框。例如绘制y=sin(x)图形。x=0:0.01:pi*3;y=sin(x);plot(x,y),MATLAB显示图形是以图形窗口形式显示的，并且可以显示多个图形窗口。图形窗口使用figure命令打开新窗口，使用figure(m)命令切换窗口。例如：x=0:0.01:pi*3;y1=sin(x);y2=0.5*x.2;plot(x,y1),figure,plot(x,y2),图形的说明与标记1.title()%给图形加标题；2.xlabel()%x轴的标注；3.ylabel()%y轴的标注；4.gridon%在图上添加坐标轴网格；5.gtext()%使用鼠标增加曲线标记；6.axis(xminxmaxyminymax)%将x轴与y轴限定在指定的范围内。2.多重线型在一个图形中可以绘制多重线型，最简单的使用命令是plot(x1,y1,x2,y2,xn,yn)将x1,y1,xn,yn图形绘制在一个图形中，而且分别采用不同的颜色或线型。,3.图形颜色与线型图形颜色与线型是在plot命令中一起给出，例如plot(x1,y1,c1,x2,y2,c2,)其中的c1,c2等表示由颜色字符和线型字符组成的字符串。若不指定颜色，MATLAB则对每一条曲线由蓝色开始，循环遍历6种颜色，即：蓝、绿、红、青、紫、黄。缺省的线型为实线。,MATLAB中有8种颜色，其字符为：y（黄），m（紫），c（青），r（红）g（绿），b（蓝），w（白），k（黑）MATLAB中有9种线型，其字符为：.（点）。（圆圈）（叉）+（加号）*（星号）（实线）：（点线）-.（点划线）-（虚线）,4.图形控制MATLAB提供了一组图形控制命令，大大增强了图形显示能力。（1）同一图窗绘制多个图形，M的命令格式为：holdon即保留当前图形和所有的坐标性质，以便随后的图形命令可以加到已存在的图形中。如果要取消以上命令，执行：holdoff即返回默认的模式中，即plot命令将擦去前面的图形，然后重新设置坐标属性，绘制新的图形。,（2）在一个图形区域里表示多个图形，M的命令格式为：subplot(mnk)其中m：上下分割的个数n：左右分割的个数k：分割后的子图编号,5.fplot指令对于以x为输入，以y为输出的函数关系式y=f(x)其绘图可以使用fplot命令将某个函数区间的变化图形绘制出来，命令格式为：fplot(函数运算式，xminxmax),例,某系统的函数关系式为：要求绘制x在0至10之间变化的图形。MATLAB输入命令为：fplot(1/(x.3-2*x+4),010),三、程序控制语句1.循环语句MATLAB中的循环语句包括for循环和while循环两种类型。（1）for循环for循环的基本格式为：for循环变量=起始值：步长：终止值循环体（运算式）end步长的缺省值是1。步长可以在正实数或负实数范围内任意指定，对于正数，循环变量的值大于终止值时，循环结束；对于负数，循环变量的值小于终止值时，循环结束。,例,计算1+2+3+100的值。程序如下：sum=0;fori=1:100sum=sum+i;endsumi,例,计算控制系统Bode图横坐标110的对数刻度值。程序如下：forn=1:10 x(n)=log10(n);endx,说明:for循环语句的循环变量可以是一个数组；for循环语句可以嵌套使用；for循环语句的循环体内对循环变量的重新赋值不会终止循环的执行，也不会改变循环执行的结果；for循环语句可以被等价的数组运算代替。,（2）while循环while循环的基本格式为：while表达式循环体end若表达式为真，则执行循环体的内容，执行后再判断表达式是否为真，若为假则跳出循环体，向下继续执行，否则继续执行循环体。While循环和for循环的区别在于，while循环结构的循环体被执行的次数不是确定的，而for结构中循环体的执行次数是确定的。,2.if条件分支语句if条件分支语句为程序流程控制提供了一种条件分支选择结构，在MATLAB中，if条件分支语句有3种格式。这三种格式均以“if”开头，以“end”结束。,（1）单分支if-end语句if-end格式：if逻辑表达式执行语句end当逻辑表达式的值为真时，执行该结构中的执行语句内容，执行完之后向下继续执行；若逻辑表达式的值为假时，则跳过结构中的执行语句继续向下执行。,（2）双分支if-else-end语句if-else-end格式：if逻辑表达式执行语句1else执行语句2end当逻辑表达式的值为真时，则执行语句1，然后跳过语句2向下执行；若逻辑表达式的值为假时，则跳过执行语句1而执行语句2，然后向下执行。,（3）多分支if-elseif-end语句if-elseif-end格式：if逻辑表达式1执