matlab操作界面及基本命令简介

1、基本命令 Matlab编辑命令编辑命令：、 工作空间管理工作空间管理命令命令： who、whos：显示当前工作变量情况 clear：删除当前工作变量 clc：命令窗口清屏 workspace：打开工作空间浏览器 路径编辑命令路径编辑命令： path ：显示所有matlab命令路径 addpath: eg:addpath c:/windows rmpath ：清除子目录联机帮助系统 help 命令或函数名 help菜单选项 lookfor 关键词 ver 工具箱：工具箱版本信息Matlab语言程序设计基础n MATLAB作为线性系统的一种分析和仿真工具，是理工科大学生应该掌握的技术工具，它作为一

2、种编程语言和可视化工具，可解决工程工程、科学计算科学计算和数学学科数学学科中许多问题。n MATLAB建立在向量向量、数组数组和矩阵矩阵的基础上，使用方便，人机界面直观，输出结果可视化。n 矩阵矩阵是MATLAB的核心一、变一、变 量量 与与 函函 数数二、数二、数 组组三、三、 矩矩 阵阵四、四、 MATLAB编程编程 1、变量、变量命名规则命名规则：（1）变量名必须以字母打头，后可以跟 任意字母、数字或下划线； （2）变量名区分大小写；（3）变量名必须是不含空格的单个词.一、变一、变 量量 与与 函函 数数特殊变量表特殊变量表2、数学运算符号及标点符号、数学运算符号及标点符号（1）MATL

3、AB的每条命令后，若为逗号逗号或或无标点无标点符号， 则显示命令的结果；若命令后为分号分号，则禁止显示结果. （2）“%” 后面所有文字为注释. （3） “.”表示续行.3、数学函数、数学函数 MATLAB的内部函数是有限的，有时为了研究某的内部函数是有限的，有时为了研究某一个函数的各种性态，需要为一个函数的各种性态，需要为MATLAB定义新函数，定义新函数，为此必须编写函数文件为此必须编写函数文件. 函数文件是文件名后缀为函数文件是文件名后缀为M的文件，这类文件的的文件，这类文件的第一行必须是一特殊字符第一行必须是一特殊字符function开始开始，格式为：，格式为： function 因变

4、量名因变量名=函数名（自变量名）函数名（自变量名）函数值的获得必须通过具体的运算实现，并赋给因变函数值的获得必须通过具体的运算实现，并赋给因变量量. 4、M文件文件M文件建立方法：文件建立方法：1. 在在Matlab中，点中，点:File-New-M-file 2. 在编辑窗口中输入程序内容在编辑窗口中输入程序内容 3. 点：点：File-Save，存盘，存盘，M文件名必须文件名必须 与函数名一致。与函数名一致。Matlab的应用程序也以的应用程序也以M文件保存。文件保存。例：定义函数例：定义函数 f(x1,x2)=100(x2-x12)2+(1-x1)2function f=fun(x)f=

5、100*(x(2)-x(1)2)2+(1-x(1)21.建立建立M文件：文件：fun.mMATLAB(fun)2. 可以直接使用函数可以直接使用函数fun.m例如：计算例如：计算 f(1,2), 只需在只需在Matlab命令窗口键入命令：命令窗口键入命令：x=1 2fun(x)x=logspace(first，last，n） 创建从first开始，到last结束，有n个元素的对数分隔 的行向量. 1、创建简单的数组、创建简单的数组二、数二、数 组组MATLAB(shuzu1)x=a b c d e f 创建包含指定元素的行向量创建包含指定元素的行向量x=first：last 创建从创建从fir

6、st开始，加开始，加1计数，到计数，到last结束的行向量结束的行向量x=first：increment：last 创建从创建从first开始，加开始，加increment计数，计数，last结束结束 的行向量的行向量x=linspace(first，last，n） 创建从first开始，到last结束，有n个元素的行向量 2、 数组元素的访问数组元素的访问MATLAB(shuzu2)（3）直接使用元素编址序号直接使用元素编址序号： x(a b c d) 表示提表示提取数组取数组x的第的第a、b、c、d个元素构成一个新的数组个元素构成一个新的数组x(a) x(b) x(c) x(d). （2）

7、访问一块元素访问一块元素： x(a ：b ：c)表示访问数组表示访问数组x的从第的从第a个元素开始，以步长为个元素开始，以步长为b到第到第c个元素（但不超过个元素（但不超过c），），b可以为负数，可以为负数，b缺损时为缺损时为1. （1）访问一个元素访问一个元素： x(i)表示访问数组表示访问数组x的第的第i个元素个元素. 3 3、数组的方向、数组的方向 前面例子中的数组都是一行数列，是行方向分布的前面例子中的数组都是一行数列，是行方向分布的. 称之为称之为行向量行向量. 数组也可以是数组也可以是列向量列向量，它的数组操作和运，它的数组操作和运算与行向量是一样的，唯一的区别是结果以列形式显示算

8、与行向量是一样的，唯一的区别是结果以列形式显示. 产生列向量有两种方法：产生列向量有两种方法： 直接产生直接产生 例例 c=1；2；3；4 转置产生转置产生 例例 b=1 2 3 4; c=b 说明：以说明：以空格空格或或逗号逗号分隔的元素指定的是不同列的分隔的元素指定的是不同列的元素，而以元素，而以分号分号分隔的元素指定了不同行的元素分隔的元素指定了不同行的元素. 4、数组的运算、数组的运算 （1）标量）标量-数组运算数组运算 数组对标量的加、减、乘、除、乘方是数组的每个数组对标量的加、减、乘、除、乘方是数组的每个元素对该标量施加相应的加、减、乘、除、乘方运算元素对该标量施加相应的加、减、乘

9、、除、乘方运算. 设：设：a=a1,a2,an, c=标量标量则：则：a+c=a1+c,a2+c,an+c a.*c=a1*c,a2*c,an*c a./c= a1/c,a2/c,an/c(右除）右除） a.c= c/a1,c/a2,c/an (左除）左除） a.c= a1c,a2c,anc c.a= ca1,ca2,can MATLAB(shuzu3)（2）数组数组-数组运算数组运算 当两个数组有相同维数时，加、减、乘、除、当两个数组有相同维数时，加、减、乘、除、幂运算可按幂运算可按元素对元素元素对元素方式进行的，不同大小或维方式进行的，不同大小或维数的数组是不能进行运算的数的数组是不能进行

10、运算的. 设：设：a=a1,a2,an, b=b1,b2,bn则：则：a+b= a1+b1,a2+b2,an+bn a.*b= a1*b1,a2*b2,an*bn a./b= a1/b1,a2/b2,an/bn a.b=b1/a1,b2/a2,bn/an a.b=a1b1,a2b2,anbnMATLAB(shuzu4) 返回返回三、三、 矩矩 阵阵 逗号逗号或或空格空格用于分隔某一行的元素，用于分隔某一行的元素，分号分号用于区分不用于区分不同的行同的行. 除了分号，在输入矩阵时，按除了分号，在输入矩阵时，按Enter键也表示开始键也表示开始一新行一新行. 输入矩阵时，严格要求所有行有相同的列输

11、入矩阵时，严格要求所有行有相同的列. 例例 m=1 2 3 4 ；5 6 7 8；9 10 11 12 p=1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 31、矩阵的建立、矩阵的建立特殊矩阵特殊矩阵MATLAB(matrix1)d=eye(m，n) 产生一个产生一个m行、行、n列的单位矩阵列的单位矩阵c=ones(m，n) 产生一个产生一个m行、行、n列的元素列的元素 全为全为1的矩阵的矩阵b=zeros(m，n) 产生一个产生一个m行、行、n列的零矩阵列的零矩阵a= 产生一个空矩阵，当对一项操作无结果产生一个空矩阵，当对一项操作无结果 时，返回空矩阵，空矩阵的大小为零时，返回空矩阵，空矩阵的大

12、小为零2、矩阵中元素的操作、矩阵中元素的操作MATLAB(matrix2)（1）矩阵）矩阵A的第的第r行：行：A（r，：），：）（2）矩阵）矩阵A的第的第r列：列：A（：，（：，r）（4）取矩阵）取矩阵A的第的第i1i2行、第行、第j1j2列构成新矩阵列构成新矩阵:A(i1:i2, j1:j2)（5）以逆序提取矩阵）以逆序提取矩阵A的第的第i1i2行，构成新矩阵行，构成新矩阵:A(i2:-1：i1，：），：）（6）以逆序提取矩阵）以逆序提取矩阵A的第的第j1j2列，构成新矩阵列，构成新矩阵:A(:, j2:-1：j1 ）（7）删除）删除A的第的第i1i2行，构成新矩阵行，构成新矩阵:A(i1:

13、i2，：，：)= （8）删除）删除A的第的第j1j2列，构成新矩阵列，构成新矩阵:A(：，：， j1:j2)= （9）将矩阵）将矩阵A和和B拼接成新矩阵：拼接成新矩阵：A B；A；B（3）依次提取矩阵）依次提取矩阵A的每一列，将的每一列，将A拉伸为一个列向量：拉伸为一个列向量：A（：）（：） （2）矩阵矩阵-矩阵运算矩阵运算 1 元素对元素元素对元素的运算，同数组的运算，同数组-数组运算。数组运算。 3、矩阵的运算、矩阵的运算（1）标量）标量-矩阵运算矩阵运算 同标量同标量-数组运算。数组运算。MATLAB(matrix3) 2矩阵运算：矩阵运算：矩阵加法：矩阵加法：A+B矩阵乘法：矩阵乘法：

14、A*B，A.*B，A.B方阵的行列式：方阵的行列式：det（A）方阵的逆：方阵的逆：inv（A）方阵的特征值与特征向量：方阵的特征值与特征向量：V，D=eigA 返回返回关系与逻辑运算关系与逻辑运算 操作符操作符说明：说明： 在关系比较中，若比较的双方为同维数组，则比较的结果也是同维数组。它的元素值由0和1组成。当比较双方对应位置上的元素值满足比较关系时，它的对应值为1，否则为0。E.g.(lt000) 当比较的双方中一方为常数，另一方为一数组，则比较的结果与数组同维。 在算术运算、比较运算和逻辑与、或、非运算中，它们的优先级关系先后为： 比较运算、算术运算、逻辑与或非运算。1、for循环：循

15、环：允许一组命令以固定的和预定的次数重复允许一组命令以固定的和预定的次数重复 for 循环变量循环变量=s1:s3:s2 循环体句组循环体句组 end 注：注：for i=s1:s3:s2，其与其与C语言中的语言中的 for( i=s1;i0时）时）, for( i=s1;i=s2;i+=s3)一致一致（在s30时）时）.控制流控制流MATLAB提供三种决策或控制流结构：提供三种决策或控制流结构： for循环、循环、while循环、循环、if-else-end结构结构. 这些结构经常包含大量的这些结构经常包含大量的MATLAB命令，故经常出现在命令，故经常出现在MATLAB程序中，而不是直接加

16、在程序中，而不是直接加在MATLAB提示符下提示符下. 例例 对对n=1,2,10,求求xn= 的值的值10sinnMATLAB(for1) while 逻辑变量逻辑变量 循环体句组循环体句组 end 只要只要逻辑变量逻辑变量为真，则执行循环体中的内容为真，则执行循环体中的内容. 2、While循环循环 与与for循环以固定次数求一组命令相反，循环以固定次数求一组命令相反，while循环以不定的次循环以不定的次数求一组语句的值数求一组语句的值.MATLAB(while1) 例例 设银行年利率为设银行年利率为11.25%。将。将10000元钱存入银行，问元钱存入银行，问 多长时间会连本带利翻一番

17、？多长时间会连本带利翻一番？3、If-Else-End结构结构（1）有一个选择的一般形式是：）有一个选择的一般形式是： if 逻辑变量逻辑变量 条件块句组条件块句组 end 如果如果逻辑变量逻辑变量为真，则执行为真，则执行if和和end语句之间的语句之间的条件块句组条件块句组. MATLAB(fun1) 1(),2( ,1211)( 2ffxxxxxf求设例 先建立先建立M文件文件fun1.m定义函数定义函数f（x），再在），再在Matlab命令窗口输入命令窗口输入fun1(2),fun1(-1)即可。即可。2) 有三个或更多的选择的一般形式是：有三个或更多的选择的一般形式是： if （exp

18、ression1） commands1 else if （expression2） commands2 else if （expression3） commands3 else if else commands end end end end) 1(),5 . 0(),2( ,0 x1x021x1xf(x) 32fffxx求设例 先建立先建立M文件文件fun2.m定义函数定义函数f（x），再在），再在Matlab命令窗口输入命令窗口输入fun2(2),fun2(0.5), fun2(-1)即即可。可。MATLAB(fun2) 返回返回 谢谢 谢！谢！后勤工程学院数学教研室数学教研室 MATLA

19、B作图作图二维图形二维图形三维图形三维图形图形处理图形处理实例实例特殊二、三维图形特殊二、三维图形 二维图形二维图形1.曲线图曲线图 Matlab作图是通过描点、连线来实现的，故在画作图是通过描点、连线来实现的，故在画一个曲线图形之前，必须先取得该图形上的一系列的一个曲线图形之前，必须先取得该图形上的一系列的点的坐标（即横坐标和纵坐标），然后将该点集的坐点的坐标（即横坐标和纵坐标），然后将该点集的坐标传给标传给Matlab函数画图函数画图. 命令为：命令为：PLOT(X,Y,S)PLOT(X,Y)-画实线画实线PLOT(X,Y1,S1,X,Y2,S2,X,Yn,Sn) -将多条线画在一起将多条

20、线画在一起X,Y是向量,分别表示点集的横坐标和纵坐标线型y 黄色黄色 . 点点 - 连线连线m 洋红洋红 o 圈圈 : 短虚线短虚线c 蓝绿色蓝绿色 x x-符号符号 -. 长短线长短线 r 红色红色 + 加号加号 - 长虚线长虚线例例 在0,2*pi用红线画sin(x),用绿圈画cos(x). x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);z=cos(x);plot(x,y,r,x,z,g0)解解Matlab liti12.符号函数符号函数(显函数、隐函数和参数方程显函数、隐函数和参数方程)画图画图(1) ezplotezplot(x(t), y(t),tmin,tmax)

21、表示在区间tminttmax绘制参数方程 x=x(t),y=y(t)的函数图ezplot(f(x),a,b) 表示在axb绘制显函数f=f(x)的函数图ezplot(f(x,y),xmin,xmax,ymin,ymax) 表示在区间xminxxmax和 yminyymax绘制隐函数f(x,y)=0的函数图例例 在0,pi上画y=cos(x)的图形解解 输入命令 ezplot(cos(x),0,pi)Matlab liti25解解 输入命令 ezplot(cos(t)3,sin(t)3,0.2*pi)Matlab liti41例例 在-2，0.5，0，2上画隐函数0)sin(xyex的图解解 输

22、入命令ezplot(exp(x)+sin(x*y),-2,0.5,0,2)Matlab liti40例例 在0,2*pi上画tx3cos，ty3sin星形图 (2) fplot注意：1 fun必须是M文件的函数名或是独立变量为x的字符串. 2 fplot函数不能画参数方程和隐函数图形，但在一个图上可以画多个图形。fplot(fun,lims) 表示绘制字符串fun指定的函数在lims=xmin,xmax的图形.例例 在-1，2上画)3sin(22xeyx的 图形解解 先建M文件myfun1.m： function Y=myfun1(x) Y=exp(2*x)+sin(3*x.2)再输入命令：f

23、plot(myfun1,-1,2)Matlab liti43例例 x、y 的取值范围都在-2，2， 画函数 tanh(x),sin(x),cos(x)的图形 Matlab liti28解解 输入命令: fplot(tanh(x),sin(x),cos(x),2*pi*-1 1 1 1)例例 在-2,2范围内绘制函数tanh的图形解解 fplot(tanh,-2,2)Matlab liti423. 对数坐标图对数坐标图 在很多工程问题中,通过对数据进行对数转换可以更清晰地看出数据的某些特征,在对数坐标系中描绘数据点的曲线,可以直接地表现对数转换.对数转换有双对数坐标转换和单轴对数坐标转换两种.用

24、loglog函数可以实现双对数坐标转换,用semilogx和semilogy函数可以实现单轴对数坐标转换.loglog(Y) 表示 x、y坐标都是对数坐标系semilogx(Y) 表示 x坐标轴是对数坐标系semilogy() 表示y坐标轴是对数坐标系plotyy 有两个y坐标轴，一个在左边，一个在右边例例 用方形标记创建一个简单的loglog解解 输入命令: x=logspace(-1,2); loglog(x,exp(x),-s) grid on %标注格栅Matlab liti37例例 创建一个简单的半对数坐标图解解 输入命令: x=0:.1:10; semilogy(x,10.x)Ma

25、tlab liti38例例 绘制y=x3的函数图、对数坐标图、半对数坐标图Matlab liti22返回1、空间曲线空间曲线2、空间曲面空间曲面返回三维图形三维图形PLOT3(x,y,z,s) 1、 一条曲线一条曲线 例例 在区间0，10*pi画出参数曲线x=sin(t),y=cos(t), z=t. Matlab liti8 解解 t=0:pi/50:10*pi; plot3(sin(t),cos(t),t) rotate3d %旋转n维向量，分别表示曲线上点集的横坐标、纵坐标、函数值指定颜色、线形等1、空间曲线、空间曲线 PLOT3(x,y,z)2、多条曲线多条曲线例 画多条曲线观察函数Z

26、=(X+Y).2. （这里meshgrid(x,y)的作用是产生一个以向量x为行、向量y为列的矩阵）Matlab liti9其中x，y，z都是m*n矩阵，其对应的每一列表示一条曲线.解 x=-3:0.1:3;y=1:0.1:5; X,Y=meshgrid(x,y); Z=(X+Y).2; plot3(X,Y,Z)返回空空 间间 曲曲 面面例 画函数Z=(X+Y).2的图形. 解 x=-3:0.1:3; y=1:0.1:5; X,Y=meshgrid(x,y); Z=(X+Y).2; surf(X,Y,Z) shading flat %将当前图形变得平滑Matlab liti11(1) surf

27、(x,y,z)画出数据点（x，y，z）表示的曲面数据矩阵。分别表示数据点的横坐标、纵坐标、函数值（2） Mesh(x,y,z) 解 x=-3:0.1:3; y=1:0.1:5; X,Y=meshgrid(x,y); Z=(X+Y).2; mesh(X,Y,Z) Matlab liti24例 画出曲面Z=(X+Y).2在不同视角的网格图. 画网格曲面数据矩阵。分别表示数据点的横坐标、纵坐标、函数值(3)meshz(X,Y,Z) 在网格周围画一个curtain图(如,参考平面)解解 输入命令: X,Y=meshgrid(-3:.125:3); Z=peaks(X,Y); Meshz(X,Y,Z)例

28、例 绘peaks的网格图Matlab liti36返回在图形上加格栅、图例和标注在图形上加格栅、图例和标注定制坐标定制坐标图形保持图形保持分割窗口分割窗口缩放图形缩放图形改变视角改变视角图形处理返回动动 画画1、在图形上加格栅、图例和标注、在图形上加格栅、图例和标注（1）GRID ON: 加格栅在当前图上 GRID OFFGRID OFF: 删除格栅处理图形处理图形（2）hh = xlabel(string): 在当前图形的x轴上加图例stringhh = ylabel(string): 在当前图形的y轴上加图例stringhh = title(string): 在当前图形的顶端上加图例str

29、inghh = zlabel(string): 在当前图形的z轴上加图例string例例 在区间0,2*pi画sin(x)的图形，并加注图例“自变量 X”、“函数Y”、“示意图”, 并加格栅.解解 x=linspace(0,2*pi,30); y=sin(x); plot(x,y) xlabel(自变量X) ylabel(函数Y) title(示意图) grid onMatlab liti2 （3） hh = gtext(string) 命令gtext(string)用鼠标放置标注在现有的图上.运行命令gtext(string)时，屏幕上出现当前图形，在图形上出现一个交叉的十字，该十字随鼠标的

30、移动移动，当按下鼠标左键时，该标注string放在当前十交叉的位置. 例例 在区间0,2*pi画sin(x)，并分别标注“sin(x)” ”cos(x)”.解解 x=linspace(0,2*pi,30); y=sin(x); z=cos(x); plot(x,y,x,z) gtext(sin(x);gtext(cos(x)Matlab liti3返回2、定制坐标、定制坐标Axis(xmin xmax ymin ymax zmin zmax)例例 在区间0.005,0.01显示sin(1/x)的图形。解解 x=linspace(0.0001,0.01,1000); y=sin(1./x); p

31、lot(x,y) axis(0.005 0.01 1 1)Matlab liti4返回定制图形坐标将坐标轴返回到自动缺省值Axis autox、y、z的最大、最小值3、图形保持、图形保持(1) hold on hold off例例 将y=sin(x)、y=cos(x)分别用点和线画出在同一屏幕上。解解 x=linspace(0,2*pi,30); y=sin(x); z=cos(x) plot(x,z,:) hold on Plot(x,y)Matlab liti5保持当前图形, 以便继续画图到当前图上释放当前图形窗口(2) figure(h)例例 区间0,2*pi新建两个窗口分别画出y=si

32、n(x)； z=cos(x)。解解 x=linspace(0,2*pi,100); y=sin(x);z=cos(x); plot(x,y); title(sin(x); pause figure(2); plot(x,z); title(cos(x);Matlab liti6返回新建h窗口，激活图形使其可见，并把它置于其它图形之上4、分割窗口、分割窗口h=subplot(mrows,ncols,thisplot) 划分整个作图区域为mrows*ncols块（逐行对块访问）并激活第thisplot块，其后的作图语句将图形画在该块上。 激活已划分为mrows*ncols块的屏幕中的第thispl

33、ot块，其后的作图语句将图形画在该块上。命令Subplot(1,1,1)返回非分割状态。subplot(mrows,ncols,thisplot) subplot(1,1,1) 解解x=linspace(0,2*pi,100); y=sin(x); z=cos(x); a=sin(x).*cos(x);b=sin(x)./(cos(x)+eps) subplot(2,2,1);plot(x,y),title(sin(x) subplot(2,2,2);plot(x,z),title(cos(x) subplot(2,2,3);plot(x,a),title(sin(x)cos(x) subpl

34、ot(2,2,4);plot(x,b),title(sin(x)/cos(x)例例 将屏幕分割为四块，并分别画出y=sin(x)，z=cos(x)，a=sin(x)*cos(x),b=sin(x)/cos(x)。Matlab liti7返回5、缩放图形、缩放图形zoom on 单击鼠标左键，则在当前图形窗口中，以鼠标点中的点为中心的图形放大2倍；单击鼠标右键，则缩小2倍解解 x=linspace(0,2*pi,30); y=sin(x); Plot(x,y) zoom on Matlab liti13例例 缩放y=sin(x)的图形zoom off为当前图形打开缩放模式关闭缩放模式返回6. 改

35、变视角改变视角view （1）view(a,b) 命令view(a,b)改变视角到(a,b),a是方位角,b为仰角。缺省视角为（-37.5，30）。 解 x=-3:0.1:3;y=1:0.1:5; X,Y=meshgrid(x,y); Z=(X+Y).2; subplot(2,2,1),mesh(X,Y,Z) subplot(2,2,2),mesh(X,Y,Z),view(50,-34) subplot(2,2,3), mesh(X,Y,Z),view(-60,70) subplot(2,2,4), mesh(X,Y,Z),view(0,1,1)Matlab liti10例 画出曲面Z=(X+

36、Y).2在不同视角的网格图. view用空间矢量表示的，三个量只关心它们的比例，与数值的大小无关，x轴view（1，0，0），y轴view（0，1，0），z轴view（0，0，1）。（2）view（x，y，z）返回7. 动画动画 Moviein(),getframe,movie() 函数Moviein()产生一个帧矩阵来存放动画中的帧；函数getframe对当前的图象进行快照；函数movie()按顺序回放各帧。Matlab liti14返回 例 将曲面peaks做成动画。 解 x,y,z=peaks(30); surf(x,y,z) axis(-3 3 -3 3 -10 10) m=moviein(15); for i=1:15 view(-37.5+24*(i-1),30) m(:,i)=getframe; end movie(m)特殊二、三维图形特殊二、三维图形1、特殊的二维图形函数特殊的二维图形函数2、特殊的三维图形函数特殊的三维图形函数返回特殊的二维图形函数特殊的二维图形函数1、极坐标图：、极坐标图：polar (theta,rho,s) 用角度theta（弧度表示）和极半径rho作极坐标图，用s指定线型。例的极坐标图形。2cos2sinr解：theta=linspace(0,2*pi), rho=sin(2*theta).*cos