准备实验软件操作

准备实验软件操作第1页，课件共56页，创作于2023年2月

MATLAB是MATrixLABoratory(矩阵实验室)的缩写，是由美国MathWorks公司于20世纪80年代初推出的一套以矩阵计算为基础的、适合多学科、多种工作平台的功能强劲的大型软件。

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MATLAB将数值计算、可视化和编程功能集成在非常便于使用的环境中，具有编程效率高、用户使用方便、扩充能力强、移植性好等特点。经过MathWorks公司的不断完善，目前已经发展成为国际上最优秀的高性能科学与工程计算软件之一。第3页，课件共56页，创作于2023年2月

1.启动与退出

MATLAB7.0启动的3种方式：

①双击桌面上的MATLAB图标。②在开始菜单中找到MATLAB程序组点击MATLAB7.0选项。

③在Matlab7.0的安装路径中找到可执行文件Matlab.exe，双击该文件图标。第4页，课件共56页，创作于2023年2月MATLAB7.0的退出的3种方式：

①使用简捷键退出。在任何时候，只要按ctrl+c简捷键，MATLAB将停止运行的所有工作，然后按ctrl+q即可退出。②在命令窗口输入quit命令也可以退出MATLAB程序。③在主窗口的文件菜单中选择exitMATLAB或点击主窗口右上角的关闭图标。第5页，课件共56页，创作于2023年2月

在Windows桌面上出现MATLAB的图标。双击此图标，进入MATLAB7.0工作界面。

MATLAB7.0的工作界面主要由菜单、工具栏、命令窗口、工作空间窗口、命令历史窗口和当前目录窗口组成。2.工作界面简介第6页，课件共56页，创作于2023年2月MATLAB工作界面第7页，课件共56页，创作于2023年2月菜单

File菜单实现有关文件的操作Edit菜单实现命令窗口的编辑操作Debug菜单用于程序调试Desktop菜单用于设置MATLAB工作界面窗口的显示方式Window菜单用于在已打开的各窗口的切换功能Help菜单用于提供帮助信息第8页，课件共56页，创作于2023年2月

工具栏按钮，从左至右按钮的功能依次为：新建、打开一个Matlab文件剪切、复制或粘贴所选定的对象、撤销或恢复上一次的操作打开Simulink主窗口、打开GUI主窗口打开Matlab帮助窗口设置当前路径第9页，课件共56页，创作于2023年2月命令窗口(CommandWindow)

命令窗口是主要工作窗口。符号“>>”为运算提示符，说明系统处于准备状态。当用户在提示符后输入表达式按回车键之后，系统将给出运算结果，然后继续处于系统准备状态。第10页，课件共56页，创作于2023年2月命令历史记录窗口（CommandHistory）

命令历史记录窗口在默认情况下，命令历史记录窗口会保留自安装以来所有用过的命令的历史记录，并详细记录了命令使用的日期和时间，为用户提供了所使用的命令的详细查询，所有保留的命令都可以单击后执行。

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当前目录窗口（CurrentDirectory）

主要功能是显示或改变当前目录，不仅可以显示当前目录下的文件，而且还可以提供搜索。选择上面的目录下拉菜单，用户可以轻松地选择已经访问过的目录。单击右侧的按钮，可以打开路径选择对话框，在这里用户可以设置和添加路径。也可以通过上面一行超链接来改变路径。第12页，课件共56页，创作于2023年2月帮助系统help显示MATLAB主题目录help子目录名显示子目录中所有

MATLAB系统命令及函数help命令或函数显示该命令或函数的说明部分lookfor关键字显示与该关键字有关的命令和函数typeM文件名显示M文件程序代码whichM文件名显示指定的MATLAB文件的路径demo演示MATLAB功能第13页，课件共56页，创作于2023年2月工作空间窗口（Workspace）

工作空间窗口的显示功能可以显示目前内存中存放的变量名、变量存储数据的维数、变量存储的字节数、变量类型说明等。工作空间窗口按钮的功能从左至右依次新建变量、打开选择的变量、载入数据文件、保存、打印和删除等。第14页，课件共56页，创作于2023年2月cd显示当前工作目录；dir显示当前工作目录或指定目录下的文件；clc清除命令窗口中的所有内容；clf清除图形窗口；quit(exit)退出MATLAB；what显示当前目录或指定目录下的M、MAT、MEX文件．在命令窗口中常用命令有：第15页，课件共56页，创作于2023年2月在命令窗口中，实现变量的显示、清除、储存和调出的命令如下：who显示当前工作空间中的所有变量名；whos显示当前工作空间中的所有变量的变量名、变量的大小和数据类型；whosx显示工作空间中的变量x的大小、数据类型；disp(x)显示变量x的内容；clear清除工作空间中的所有变量；clearx清除工作空间中的变量xsave文件名把工作空间中的变量保存在当前MATLAB目录下产生的一个扩展名为mat的文件中；load文件名把该mat文件中的变量调入到MATLAB的内存中．第16页，课件共56页，创作于2023年2月3.简单的运算（1）输入：(12+2*(7-4))/(3^2)（2）按Enter键，该指令就被执行。（3）输出：ans=2

例：第17页，课件共56页，创作于2023年2月表达式的输入Matlab语句由表达式和变量组成，有两种常见的形式：（1）表达式；（2）变量=表达式（1）输入：（2）按Enter

键。（3）输出：

y=(12+2*(7-4))/(3^2)y=2第18页，课件共56页，创作于2023年2月（1）输入：（2）按Enter键（3）显示：

x=3;y=x^3-x^(1/4)+2.15*sin(x)

y=25.9873第19页，课件共56页，创作于2023年2月符号‘；’‘，’‘…’

‘%’和回车的作用表达式后面跟分号‘；’，将不显示结果；跟‘，’或‘回车’，将显示表达式的计算结果；当一个表达式没写完就需换行时，应在该行末尾键入‘…’之后再回车换行。‘%’用于注释例如，s=1-1/2+1/3+1/4+sin(pi/3)...-1/8+1/10+1/20第20页，课件共56页，创作于2023年2月↑ Ctrl+p 调用上一次的命令↓ Ctrl+n 调用下一行的命令← Ctrl+b 退后一格→ Ctrl+f前移一格Ctrl+← Ctrl+r向右移一个单词Ctrl+→ Ctrl+l向左移一个单词第21页，课件共56页，创作于2023年2月Home Ctrl+a光标移到行首End Ctrl+e光标移到行尾

Esc Ctrl+u清除一行

Del Ctrl+d清除光标后字符

Backspace Ctrl+h清除光标前字符

Ctrl+k清除光标至行尾字

第22页，课件共56页，创作于2023年2月4.变量及管理变量名的命名规则（1）以字母开头，后面可跟字母、数字和下短线,不含空格和标点符号;（2）大小写字母有区别；例如：fun,Zheng12第23页，课件共56页，创作于2023年2月特殊变量表第24页，课件共56页，创作于2023年2月

数学运算符号第25页，课件共56页，创作于2023年2月关系运算符运算符含义<小于<=小于或等于>大于>=大于或等于==等于~=不等于第26页，课件共56页，创作于2023年2月逻辑运算符运算符含义&与|或~非第27页，课件共56页，创作于2023年2月数学函数第28页，课件共56页，创作于2023年2月数学函数第29页，课件共56页，创作于2023年2月5.数组的输入与分析输入：A=[123;456]输出：A=123456或输入：A=[123456]

输入：size(A)

输出：ans=23

size(A)返回一个二元素向量，第一个元素为A的行数，第二个元素为A的列数。length(A)返回max(size(A))。直接输入数组的元素，用中括号[]表示一个数组，同行元素间用空格或逗号分隔，不同行间用分号或回车分隔。第30页，课件共56页，创作于2023年2月x=1:5输出x=12345x=10:-2:0输出x=1086420x=linspace(0,1,5)输出x=00.25000.50000.75001.0000x=linspace(a,b,n)在[a,b]区间产生n个等分点(包括端点)常采用“first:increment:last”和函数“linspace”两种方式来创建向量，省略increment则增量为1第31页，课件共56页，创作于2023年2月x(3)x(1:5)x(1:2:5)x([2,1,4])第32页，课件共56页，创作于2023年2月输入：A=[123;456;789];A(3,:)%A的第三行输出：ans=789输入：B=A(2:3,:)%A的2，3行输出：B=456789输入：A(:,1)%A的第一列输出：ans=147输入：A(:,1:2)%A的第一,二列输出：ans=124578第33页，课件共56页，创作于2023年2月向量的运算

设x=[x1x2x3];y=[y1y2y3];为两个三维向量，a,b为标量。向量的数乘：a*x=[a*x1a*x2a*x3]

向量的平移：x+b=[x1+bx2+bx3+b]

向量和：x+y=[x1+y1x2+y2x3+y3]

向量差：x-y=[x1-y1x2-y2x3-y3]

数的乘幂：如a^2第34页，课件共56页，创作于2023年2月x.*y=[x1*y1x2*y2x3*y3]x./y=[x1/y1x2/y2x3/y3]x.\y=[y1/x1y2/x2y3/x3]x.^5=[x1^5x2^5x3^5]2.^x=[2^x12^x22^x3]x.^y=[x1^y1x2^y2x3^y3]第35页，课件共56页，创作于2023年2月用单引号来设定字符串

输入：name='ZhangHua'输出：name= ZhangHua输入：g='3*x^2+2*x+6=0'输出：g=3*x^2+2*x+6=06.符号运算初步第36页，课件共56页，创作于2023年2月符号变量和符号表达式的建立1.用函数syms定义符号变量和符号表达式调用形式：symsvar1var2….例：symsyu

p=exp(-y/u)q=y^2+u^3+u*y2.用函数sym来建立符号表达式调用格式为：变量=sym(表达式')输入：y=sym('2+cos(x)')输出:y=2+cos(x)第37页，课件共56页，创作于2023年2月符号表达式的基本代数运算

符号表达式可以进行加、减、乘、除及幂运算等的基本的代数运算。

例如：f=2*x^2+3*x-5;g=x^2+x-7;计算f+gsymsxf=2*x^2+3*x-5;g=x^2+x-7;h=f+gh=3*x^2+4*x-12第38页，课件共56页，创作于2023年2月符号和数值之间的转换

用sym将数值表达式转换为符号表达式

调用格式为：变量=sym('数值表达式')如，输入：a=sym('1+2*sqrt(3)')输出：a=1+2*sqrt(3)

第39页，课件共56页，创作于2023年2月可用eval(vpa)计算符号表达式的值

调用格式：eval（表达式）其中表达式可以是符号表达式或字符串，也可以是有效的MATLAB命令或语句，其作用是执行该表达式。

例如eval(a),vpa(a,6)第40页，课件共56页，创作于2023年2月例:计算函数值symsxf=sin(x);x=pi/4;y=eval(f)ans=xy=0.7071第41页，课件共56页，创作于2023年2月求解代数方程格式solve

（'方程'）例:solve('x^2-5*x+6=0')ans=32

第42页，课件共56页，创作于2023年2月M文件的建立

M文件，就是用Matlab语言编写的，可在Matlab里运行的程序。M文件有两大类：命令文件和函数文件。单击“File”选择“New”单击“M-file”输入内容保存7.M文件第43页，课件共56页，创作于2023年2月M命令文件（脚本文件）

M命令文件，只是一些命令行的组合，而且其中的所有变量也成为工作区的一部分。(1)打开M文件，输入：x=2.15;y=3.67;z=6.71;sum=x+y+zfun=(x+y+z)/3第44页，课件共56页，创作于2023年2月（2）以名ed.m保存（3）在命令窗口输入M文件名：ed，即可出现M文件上结果。第45页，课件共56页，创作于2023年2月M函数文件（1）格式function

输出变量=函数名（输入变量）函数体语句（2）注意：（a）输出变量多于一个时，要用方括号；（b）输入、输出变量多于一个时，要用逗号隔开；第46页，课件共56页，创作于2023年2月(1)打开M文件，输入：functiony=zheng(x)y=x^2+3.2*x-1.7（2）输入zheng并保存这个M文件。（3）在命令窗口输入：zheng(1.1)，zheng(1.3)第47页，课件共56页，创作于2023年2月例：x=[23];f=cost(x)或f=cost([23])functionf=cost(x)f=100*(x(2)-x(1)^2)^2-(1-x(1))^2;注意：在MATLAB中，使用M函数是以该函数的磁盘文件主名调用，而不是文件中的函数名，但为了增强程序可读性，最好两者同名。

M函数不能像M脚本那样在编辑器窗口用Debug\run执行，因为M函数必须给予输入参数值。第48页，课件共56页，创作于2023年2月比较简单的函数表达式可以不用写成外部M函数，而是用更简捷inline函数或匿名函数方式。

fun=inline(expr,arg1,agr2,…)

fun为函数名，expr为函数表达式字符串，arg1,arg2,….为变量名字符串例如：>>fname=inline('sum(1./(1:n).^2)','n')fname=Inlinefunction:fname(n)=sum(1./(1:n).^2)>>feval(fname,1000)ans=1.6439第49页，课件共56页，创作于2023年2月例如：>>fname=@(n)sum(1./(1:n).^2)fname=@(n)sum(1./(1:n).^2)>>feval(fname,1000)ans=1.6439匿名函数的使用格式为：fun=@(arg1,arg2,...)expr第50页，课件共56页，创作于2023年2月8.1循环语句（1）for循环变量=初值：增量：终值循环体