matlab环境认识与基本操作

MATLAB

与控制系统仿真实践第1章Matlab环境认识与操作

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Matlab环境认识与操作1.1

Matlab环境认识1.1.1命令窗口1.1.2命令历史记录窗口1.1.3工作空间1.1.4帮助窗口1.1.5图形窗口1.1.6编辑/调试窗口（Edit/DebugWindow）1.2

matlabnotebook及其使用1.2.1matlabnotebook的启动1.2.2Notebook的菜单命令1.2.3输出单元的格式控制1.2.4使用M-book模板的若干参考技巧MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第2页!

第1章

Matlab环境认识与操作Matlab被称为是“TheLanguageofTechnicalComputing”，面向理工科不同领域，功能强大，而且不断有新的工具箱添加。熟练掌握Matlab有助于更好地理解学科概念，方便计算。本章首先对Matlab环境做初步认识，同时对涉及到的操作如寻求帮助、编辑/调试等进行介绍。此外，对notebook工具的使用进行了详细介绍。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第3页!1.1

Matlab环境认识图1.2打开Desktop下拉菜单的界面MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第4页!1.1.1命令窗口

在命令提示符>>后输入合法命令并回车，MATLAB即会自动执行并给出执行结果。注：演示例1并说明MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第5页!1.1.1命令窗口注：演示例2MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第6页!1.1.1命令窗口对于一次输入多个命令语句的情况，可以使用Shift+Enter将多个命令语句连成一个语句段，matlab会一起执行这些命令。注：演示例4MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第7页!1.1.2命令历史记录窗口显示最近命令窗口运行过的函数日志。图1.4命令历史记录窗口MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第8页!1.1.2命令历史记录窗口图1.4显示了一段函数的历史记录。在此窗口中，可以进行如下操作：（1）执行先前运行过的函数语句执行单条函数语句，直接双击函数语句即可；执行多条函数语句，用Shift或Ctrl键配合鼠标左键选中多条函数语句，然后点鼠标右键选［EvaluateSelection］项执行；MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第9页!1.1.2命令历史记录窗口（2）删除命令历史记录可以使用图1.5的不同选项进行删除操作。［DeleteSelection］:删除选中的函数语句；［DeletetoSelection］：删除选中的函数语句以上的所有函数语句；［ClearEntireHistory］：删除窗口所有函数语句记录。有关历史记录窗口的操作读者可亲自尝试。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第10页!1.1.3工作空间工作空间中变量的编辑与查看可以采取命令方式，也可采用图形化的方式。（1）命令方式：用who或whos命令它们的区别在于who仅给出变量的名称清单，而whos则给出所有变量的详细信息。注：演示例5MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第11页!1.1.3工作空间（2）图形化方式：使用workspace窗口

打开workspace的方法很多。一种是直接双击workspace标题即可最大化其窗口（图1.6）。由图可以看出，其显示内容和whos命令执行结果一样的。workspace优点是：MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第12页!1.1.3工作空间切换基本工作空间和函数工作空间。在函数调试状态下，可以通过［Stack］域选择查看基本工作空间变量还是函数的工作空间变量。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第13页!1.1.4帮助窗口

帮助对于使用者来说，意义重大。掌握获取帮助的不同使用方法应得到足够的重视。类似工作空间的操作，也可以分为图形化的方式和命令方式。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第14页!1.1.4帮助窗口图1.7

workspace窗口MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第15页!1.1.4帮助窗口

docfunctionname命令则可打开帮助窗口并指向具体的函数文档。图1.8是使用docinv所调出的窗口，显示了inv()函数的详细帮助信息。（2）命令方式：使用help,helpfunctionname或lookfor命令MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第16页!1.1.4帮助窗口

相信读者会从以上显示的结果感受到help,helpfunctionname这2种方式的区别。前者列出所有帮助主题；后者则列出具体函数的详细帮助文档。后者还可显示某一类函数信息。如我们想查看matlab的通用功能函数，通过helppath实现。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第17页!1.1.4帮助窗口

Managingtheworkspace.who-Listcurrentvariables.whos-Listcurrentvariables,longform.clear-Clearvariablesandfunctionsfrommemory.pack-Consolidateworkspacememory.load-Loadworkspacevariablesfromdisk.save-Saveworkspacevariablestodisk.saveas-SaveFigureormodeltodesiredoutputformat.memory-Helpformemorylimitations.recycle-Setoptiontomovedeletedfilestorecyclefolder.quit-QuitMATLABsession.exit-ExitfromMATLAB.MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第18页!1.1.4帮助窗口注：演示例6查询矩阵转置的函数帮助文件。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第19页!1.1.5图形窗口

matlab用来直接输出图形的窗口。有关图形窗口的操作，我们在后面绘图一章将有详细说明。这里给出一个例子，使读者对图形窗口先有个感性认识。注：演示例7将程序段生成m文件，并在命令窗口中执行该文件MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第20页!

1.1.6编辑/调试窗口

（Edit/DebugWindow）（1）打开编辑/调试窗口

在命令窗口下使用edit命令打开编辑/调试窗口，在其中即可新建一个m文件。也可选File/New/M-file打开编辑/调试窗口创建一个m文件。还可选File/Open打开已有文件并进行编辑。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第21页!

1.1.6编辑/调试窗口

（Edit/DebugWindow）错误错误类型类型调试方法语法错误：matlab函数名的拼写错误matlab编译器可检测出大部分语法错误，可根据检测结果如错误信息和语句行号进行调试运行时错误，任何产生NaN或Inf的运算，结果错误 一般较难跟踪。尝试以下方法： 去掉命令的分号或加输出语句，显示中间运行结果 使用matlab编辑/调试器的调试功能。这时可从基本工作空间切换观察函数工作空间变量；通过设置断点进行观察 将函数修改为脚本文件运行。注释掉函数定义行，这时其中间结果可在基本工作空间观察到 在m文件中加入keyboard命令暂停程序执行。待检查或修改工作空间变量的值后在命令窗口中键入return,再按“回车”运行程序 此外，回顾常见错误并做些修正也非常重要： 添加括号，明确运算级别 确定已经初始化了所有变量分解较长的语句段，以便查错逻辑错误：程序可正常编译运行但结果错误MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第22页!1.2matlabnotebook及其使用

它既可以看作解决各种计算问题的科技应用软件，也可以看作具备完善编辑功能的字处理软件。在notebook中，编辑汉字文本的同时，还可以随时计算并显示结果或绘制图形。这对于撰写科技报告、论文或演算理工科习题都极具实用价值。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第23页!1.2.1matlabnotebook的启动

可以在word中启动matlabnotebook，也可以在matlab中启动matlabnotebook。（1）从MATLAB中启动Notebook

在MATLAB中有一条指令，该指令启动Notebook的使用格式如下：notebook打开一个新的M-book文档。notebookPathFileName打开已存在的M-book文件。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第24页!1.2.1matlabnotebook的启动

在Word默认窗口下打开已有的M-book文件。在Word默认的窗口下打开已有的M-book文件的方法与打开一般Word文件没什么两样。最常用的方法是从[文件]下拉菜单中选择[打开]项，然后从弹出的对话框中选择所需要编辑的M-book文件。按照一般的Word操作即可。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第25页!1.2.1matlabnotebook的启动图1.10

Notebook成功启动的界面

当Notebook成功启动后，查看其下拉菜单，有如下的选项。对这些选项的认识，有助于正确灵活地运用Notebook。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第26页!1.2.2Notebook的菜单命令EvaluateM-Book，运行整个M-Book中的所有输入单元GroupCells，生成单元组HideCellMarkers，隐藏生成单元的中括号NotebookOptions，设置数值和图形的输入格式MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第27页!1.2.2Notebook的菜单命令注：演示例8：使用Notebook建立如下程序，并产生相应图形。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第28页!1.2.3输出单元的格式控制（2）[loose]和[pact]选项用来控制输入与输出单元之间的空白区域。（3）[embedfiguresinm-book]处于选中状态，输出图形才可能镶嵌在M-book文档中。（4）[use16-colorfigures]处于选中状态，打印机才有正确的彩色图形输出。（5）[uint][width][height]用户可对这三栏设置，决定嵌入图形框的大小。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第29页!

1.2.4使用M-book

模板的若干参考技巧（1）文档中的文本及MATLAB指令必须在英文状态下输入；指令中的标点符号必须在英文状态下输入。（2）不管一条指令多长，只要不用“硬回车”换行，总可以被鼠标全部“点亮”并按组合键[Ctrl-Enter]后正确运行。带鼠标操作的交互指令（如ginput,getxt等）不能在M-book模板中运行。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第30页!

1.1Matlab环境认识

当按照软件说明安装好MATLAB后，启动的初始界面如下：

图1.1系统默认界面MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第31页!1.1

Matlab环境认识从默认界面（图1.1）看，我们可以发现有命令窗口（CommandWindow）、命令历史记录窗口（CommandHistory）、工作空间（Workspace）等。 如果打开Desktop下拉菜单（1.2），还可以调出其它如帮助窗口（Help）、图形窗口（Figure）、编辑/调试窗口（Editor）等等。下面通过示例做简单介绍。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第32页!1.1.1命令窗口对于长的命令，可以使用连接符...将断开的命令连起来。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第33页!1.1.1命令窗口在使用连接符...时需特别注意的是，对于如单引号内的字符串必须在一行完全引起来，否则报错；此外，连接符...后的字符不再被识别。这几种情况均体现在例3中。注：演示例3MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第34页!1.1.1命令窗口

对于多行语句的情况，最好使用m脚本文件或函数保存再运行。有关m文件的内容将在后面的章节中讲到。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第35页!1.1.2命令历史记录窗口

图1.5命令历史记录窗口的快捷操作菜单MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第36页!1.1.2命令历史记录窗口将待执行的函数语句拷贝到命令窗口中执行；将待执行的函数语句生成m文件，方法是用Shift或Ctrl键配合鼠标左键选中多条函数语句，然后点鼠标右键选［CreateM-File］项。此时系统启动编辑器并打开一个包含选中函数语句的m文件。可以直接运行。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第37页!1.1.3工作空间如前所述，在运行程序时，其变量即被加入到工作空间中。工作空间正是这样一个集合，包含了matlab程序运行中的变量和结果、matlab提供的常量等。需要注意的是，命令窗口执行的命令和脚本文件共享基本的工作空间，因此也共享变量。但与此不同的是，matlab函数文件执行中有自己独立的工作空间。这在matlab函数部分做介绍。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第38页!1.1.3工作空间删除工作空间中的某个变量可用clear命令。clearvar1var2…：删除指定的变量。clearvariables：删除所有变量。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第39页!1.1.3工作空间可以将工作空间中的所有变量保存至一个文件中。待启动系统后再将文件重新装载。这样，就不至于因关闭系统而导致工作空间的变量消失。可以编辑任一变量。双击工作空间中的任一变量，可打开［ArrayEditor］窗口。此时即可查看变量的具体值，甚至改变其值。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第40页!1.1.3工作空间

图1.6

workspace窗口MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第41页!1.1.4帮助窗口

（1）图形化的帮助窗口

点击系统界面上的，或是使用命令helpwin，helpdesk都可以打开如图1.7的帮助界面。其文档结构与windows系统标准界面相同，很方便使用。读者可点击窗口左侧目录进入一看究竟。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第42页!1.1.4帮助窗口图1.8

inv()函数的帮助窗口MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第43页!1.1.4帮助窗口>>helpHELPtopics:MyDocuments\MATLAB-(Notableofcontentsfile)matlab\general-Generalpurposemands.matlab\ops-Operatorsandspecialcharacters.……>>helpsumSUMSumofelements.S=SUM(X)isthesumoftheelementsofthevectorX.…MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第44页!1.1.4帮助窗口>>helpmatlab\generalGeneralpurposemands.MATLABVersion7.4(R2007a)01-Feb-2007

Generalinformation.syntax-HelponMATLABmandsyntax.demo-Rundemonstrations.ver-MATLAB,Simulinkandtoolboxversioninformation.version-MATLABversioninformation.verLessThan-Compareversionoftoolboxtospecifiedversionstring.

MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第45页!1.1.4帮助窗口

help命令可用于查询具体确定的函数帮助文档。与help命令不同，lookfor命令则是就帮助文档中的H1行进行关键字查询。从中可以看出，lookfor查询结果可能不够精确，但对于不能确定函数名时，却大有用处。有人把lookfor命令比作matlab中的google或baidu，一点也不为过。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第46页!1.1.4帮助窗口

也可使用type命令查看函数的源代码供自己分析。这对提高编程能力大有好处。 在程序设计过程中，经常需要详细了解某个函数的具体使用方法。因此，掌握从matlab中寻求帮助的方法至关重要。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第47页!

1.1.6编辑/调试窗口

（Edit/DebugWindow）

m文件可以在任何文本编辑器中编辑，但无法实时调试。matlab内置的Editor/Debugger具有一定的编辑和调试功能。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第48页!

1.1.6编辑/调试窗口

（Edit/DebugWindow）（2）编辑/调试窗口下调试程序进行一定规模的程序设计，总不可能一次成功。一般都需要进行不断的调试。一般来说可能有3种错误。表1.1列出这3种错误及其调试方法。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第49页!1.2matlabnotebook及其使用

matlabnotebook集成了Microsoft的word优秀编辑功能和matlab的强大计算功能。MATLABNotebook制作的M-book文档不仅拥有MS-Word的全部文字处理功能，而且具备MATLAB无与伦比的数学解算能力和灵活自如的计算结果可视化能力。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第50页!1.2matlabnotebook及其使用

它的基本工作原理是将用户在文档中输入的命令送到后台的MATLAB中运行，MATLAB将计算结果和绘制的图形送回到Word，并插入到文档中。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第51页!1.2.1matlabnotebook的启动（2）从Word中启动M-book在Word默认窗口下创建M-book。从Word窗口的[文件]下拉菜单中选择[新建]子项；在弹出的对话框中，单击选择“M-book”模板；于是，Word的窗口形状由原来的默认样式变成“M-book”样式；假如此前MATLAB尚未启动，则MATLAB会自动被启动，用户可看到MATLAB的启动图标；MATLAB启动自动结束后，便进入新的M-book文档。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第52页!1.2.1matlabnotebook的启动（3）Notebook成功启动的直观标志

无论采用哪种方法可以启动Notebook，其启动成功的直观标志是：产生如图1.10所示的M-book界面。即界面比普通的word工具栏多一个[Notebook]菜单项。MATLAB与控制系统仿真实践，matlab环境认识与基本操作共58页，您现在浏览的是第53页!1.