matlab自学-合辑相关第1章概述

第1章MATLAB概述

一、Matlab语言的发展

1980年前后，MATLAB的雏形：LINPACK和EISPACK――美国国家科学委员会计划所开发的数值计算软件。

1984年成立MathWorks公司，推出MATLAB第1版(DOS版)。

1992年推出4.0版。

1997年推出5.0版。

2001年7月，推出版本6.1版。

我们教学使用的是7.01版。已经发展成为由MATLAB语言，MATLAB工作环境，MATLAB图形处理系统，MATLAB数学函数库和MATLAB应用程序接口五大部分组成的集数值计算，图形处理，程序开发为一体的功能强大的系统。

二、MATLAB语言的特点

1.高起点

每个变量都代表一个矩阵。

每个元素都看成复数。

所有运算都对矩阵和复数同时有效。2．良好的人机界面:

语言规则于笔算式的书写习惯相似，易写易读，易于交流。

矩阵的行列数无需预先定义。

键入算式立即得到结果，无需编译。每条语句立即执行，出错也会立即报告。3.强大简易的绘图功能能根据输入数据自动确定坐标系。可定义多种坐标系。能绘制三维坐标的曲线和曲面。可设置不同颜色、线形、视角等参数。4．智能化程度高。

绘图时自动选择最佳坐标。

数值积分时可自动按精度选择步长。

自动检测和显示程序错误的能力强。5．功能丰富，扩展性强。MATLAB分为基本部分和专业扩展两部分。基本部分包括矩阵运算和各种变换、代数和超越方程求解、数据处理和傅立叶变换及数值积分等。扩展部分称为工具箱。即用基本语句编写的子程序集，用于解决某方面的专门问题。现在有控制系统、信号处理、图像处理、系统辨识、模糊集合、神经元网络、小波分析等工具箱，并且向系统仿真和实时运行方面发展。三、MATLAB背景

创始人：CleveMolerTheprize,establishedin1985,isintheformofacertificatetobeawardedeveryyearattheSIAMAnnualMeeting.Itisawardedtoanappliedmathematicianwhohasmadedistinguishedcontributionstothefurtheranceofappliedmathematicsonthenationallevel.

2005Winner:CleveMoler

TheMathWorks,Inc.

首推商品化的人：JackLittleJackLittleispresidentandaco-founderofTheMathWorks.Hewasaco-authorandprincipalarchitectofearlyversionsofthecompany'sflagshipMATLABproductaswellastheSignalProcessingToolboxandtheControlSystemToolbox.JackholdsaB.S.degreeinelectricalengineeringandcomputersciencefromMIT(1978)andanM.S.E.E.degreefromStanfordUniversity(1980).AFellowoftheIEEEandTrusteeoftheMassachusettsTechnologyLeadershipCouncil,hewritesandspeaksabouttechnicalcomputing,Model-BasedDesign,entrepreneurship,andsoftwareindustryissues.TheMathworksCompanyTheMathWorksistheleadingdeveloperandsupplierofsoftwarefortechnicalcomputingandModel-BasedDesign.Employingmorethan2,000people,TheMathWorkswasfoundedin1984andisheadquarteredinNatick,Massachusetts,withofficesandrepresentativesthroughouttheworld.Thecompanyhasbeenprofitableeveryyearsinceitsinceptionandisprivatelyheld.四、Matlab组成Matlab：计算核心。针对不同领域的应用程序称为工具箱（toolbox）Simulink：仿真核心，用于连续和离散系统的动态仿真。相关的应用程序称为方块集（Blockset）Stateflow：用于仿真有限状态机或事件驱动系统，更偏重于和底层硬件相结合。相关应用程序称为Corder总之，从matlab的发展过程可以看出，其大方向由纯粹的数值计算转到了计算仿真与硬件实现的集成。五、matlab外观简介菜单:进行各种所需操作工具栏:直接进行相关操作,与菜单功能相同历史命令表:显示以前执行过的命令命令窗口:即为主窗口,在其中可以执行Matlab的命令另外,还可以通过view/以下菜单的打开或关闭:工作空间浏览器:显示有关工作变量文件浏览器:对有关文件、路径进行管理帮助浏览器:得到各命令的有关信息 六、matlab功能简介Matlab主要使用其内部命令集来实现其强大的科学计算功能,因此,学习Matlab主要是掌握各种命令,尤其是常用命令的使用方法,并将其组合成各种科学计算程序,以之来解决实际问题.在此之前,我们先来概括描述一下Matlab的基本使用规则.1.变量变量使用规则：

变量号必须以字母开头,可由字母、数字、下划线组成;

区分大小写;变量名字符长不超过31个;系统中有固定的默认变量,表示特定数值或含义,注意避免冲突如：pi∼π;inf∼无穷大；i,j∼虚数单位等2.数据类型数值以双精度来表示存储,占8字节(bytes)16位有效数字,范围为10‒308∼10+308显示格式有很多,即Matlab可按不同格式显示.如默认格式为short∼小数点后保留4位，还可以设置为long∼小数点后14位等等而在Matlab5.3版后，也支持不同长度的整数、浮点数数据类型和字符、字符串等高级数据类型。3.基本运算Matlab运算符号很多,有算术运算,逻辑运算,位运算等.一般常用的符号有(+)、(-)、(*)、(/)、(^)等.其运算分为带点和不带点两种情况,若带点（如.*）则表示对矩阵中每一元素做运算,若不带则是整个矩阵进行运算.在Matlab窗口下进行基本运算，最简单方法即在（≫）提示符后输入表达式即可，之后回车即可。Matlab将结果直接存入默认变量“ans”中，并屏幕显示结果.

如：≫（5×2＋3.5）/5↵

ans=2.700

一些需要强调的基本规则：

1）.Matlab使用变量不需预先声明，可直接使用。2）.“%”视为之后的文字为程序注解，执行时忽略。3）.可用“，”或“；”隔开数个表达式，Matlab将一起执行。4）.若某表达式很长，可使用“……”将其延伸至下一行。4向量与矩阵

Matlab最大特点是将所有数据类型全部按矩阵方式处理,如标量即为1*1矩阵,向量即为n*1或1*n矩阵.对于矩阵的表示和运算,Matlab提供了相当丰富的处理方式,善用其处理方式,可以产生意想不到的效果,使程序简便、高效.5常用的数学函数作为科学计算软件,Matlab支持很多数学函数,其主要函数如sin,cos,exp,log等。表示方法要掌握.:有些函数对向量、矩阵通用,而有些则针对向量而设计.6程序流控制Matlab也提供了诸如判断、分支、循环等流控制语句,以利于编制程序,具体语法后面介绍.7.M文件如果要一次执行大量的语句,则在命令行下输入则极不现实.此时可以将这些语句保存在一个文件中批量执行,这一文件称为M文件,此类文件被存为*•m(扩展名为m),可直接输入文件名即可执行.如：名为test.m的文件，敲test后回车即可。8命令执行路径每次Matlab遇到某输入命令时,按以下顺序操作:1.是否为使用者定义得变量;2.是否为永久系统变量;3.是否为当前工作目录的M文件;4.是否为搜索路径下的M文件.

如果希望Matlab在何处都能执行用户目录的M文件,就应将该目录加至搜索路径中.所用到的常用命令有:

path:查看设定的路径

which:查看某一命令所在路径

addpath:加入某目录进入搜索路径中

rmpath:删除某目录进入搜索路径中:若不想每次Matlab启动后设置搜寻路径,则可在主目录下的“matlabrc•m”中直接加入所需路径即可.9变量的存储和加载

在进行各种运算时,Matlab的工作区域可分为基本工作空间(BaseWorkspace)和暂时工作区间(TemporalityWorkspace).一般运算时各变量储存在基本空间中,并随命令的进行更新,只需Matlab不退出或执行特定清除命令,变量就会存在.在执行某函数时,即进入该函数的暂时工作空间,对其内部的运算不会影响基本空间的变量,当函数执行完毕,该空间及其内容将被自动删除.查看变量:who,whos

清除变量:clear,如clearall,clearA等若希望将各变量内容储存在文件中,或加载某文件的变量,可用save.load命令,其详