第1章 基础准备与入门.ppt

1、MATLAB基础教程,任课老师：侯珂珂,Email：houkeke3070 电 话第1章 基础准备与入门,本章主要介绍MATLAB的基本情况、安装过程、用户界面和帮助系统四部分。具体的包括MATLAB的发展背景、优点、安装、用户界面中各窗口的功能及帮助系统。 【学习要求】 1.了解MATLAB的基本情况，包括背景及特点； 2.掌握MATLAB的安装、启动及退出； 3.熟练掌握MATLAB各窗口的功能及帮助系统。,MATLAB是一种功能强大的数学软件。除具备卓越的数值计算能力外，它还提供了专业水平的符号计算、文字处理、数据可视化、建模仿真和实时控制等功能。被广泛应用于科

2、学计算、控制系统、信号处理等领域的分析、仿真和设计工作。 当前已成为美国和其他发达国家大学教学和科学研究中最常用且必不可少的工具之一。同时，也成为攻读学位的大学生、硕士生、博士生必须掌握的基本技能之一。,1.1 MATLAB概述,1.1.1 MATLAB发展背景及历程,MATLAB最早是美国的Cleve Moler教授于1980年开发的，初衷是为了解决“线性代数”课程的矩阵计算问题，其实MATLAB这个名字就是Matrix Laboratory这两个单词前三个字母的组合，即矩阵实验室的意思，毫无疑问，矩阵便是MATLAB的核心。,在MATLAB发展中，第一个将其商业化的人，并不是Cleve M

3、oler教授，而是John Little ，当年John Little正在Stanford大学主修控制，一次Moler教授去Stanford大学讲学，就是这次机会， John Little接触到了MATLAB，并对它产生了兴趣，认为MATLAB将是一个潜力很大的软件。后来等他毕业后也即1984年，就在John Little的推动下，与Moler教授合伙成立了Mathworks公司，并发布了MATLAB第一版，即MATLAB 1.0，自此，MATLAB便推向了世界，后来应用非常广泛，前景也很乐观，成为了数值计算领域的佼佼者。,之后MATLAB的版本不断更新，到目前为止已发布了30多个版本，自20

4、06年以来，每年的3月及9月份均发布一个版本，2011年发布的是MATLAB 7.12和7.13两个版本，对R2011a和R2011b，后者是使用建造编号来命名的，这些不同的版本之间模块工具箱的数量不断增加，功能也更加强大。,1.1.2 MATLAB的优点,1.易于学习，使用方便 2.库函数极其丰富：可以解决许多基本问题，如矩阵的输入、线性方程求解、二维及三维绘图等。 3.强大的数值计算和符号计算功能 4.程序限制不严格，程序设计自由度大 5.程序的可移植性很好 程序可在各种型号的计算机和操作系统上运行。,6.强大的图形可视化功能 本身带有许多绘图的库函数，可以很轻松的绘出各种复杂的二维和多维

5、图形，并可对其编辑。 7.丰富的模块集合工具箱 可解决许多学科领域的复杂问题。一般来说，都是由特定领域的专家开发的，用户可以直接使用工具箱学习、应用和评估不同的方法而不需要自己编写代码。 8.源程序的开放性 用户可以对源文件进行修改，允许用户开发自己的算法，扩充工具箱的功能。,1.2 MATLAB的安装与内容选择,MATLAB只有在适当的外部环境中才能正常运行。因此，恰当地配置外部系统是保证MATLAB运行良好的先决条件。 下面介绍从光盘上安装MATLAB的方法。随着MATLAB版本的更新，安装也越来越简便，用户只要按照安装界面的提示逐步进行即可。,Step1：安装前的准备 安装密码、用户许可

6、权、卸载其他版本MATLAB及关闭其他正在运行的软件等； Step2：开始安装 双击“setup.exe”程序，然后按界面提示依次操作； Step3：输入用户信息 包括用户名、单位及安装密码； Step4：浏览软件许可协议（License Agreement） 如图1.3所示； Step5：选择安装类型 一般选择自定义安装，否则，全部安装将会占据很多磁盘空间；,Step6：定义安装目录和产品，图1.5是自定义安装类型的设置界面。 Step7：确认安装目录并单击“Intall” 按钮，如图1.6 单击“Intall” 按钮后，将显示一个当前安装进度的对话框图1.7。如果用户安装的产品不在当前的光

7、盘上，则会弹出一个对话框。用户只要按照安装提示插入另一张光盘即可继续安装。,Step8：阅读产品配置报告，如图1.8所示。 Step9：完成安装，当安装完毕时，会自动弹出setup complete对话框。在该对话框中，用户可以选择在退出安装后自动启动MATLAB，如果用户不希望退出安装后自动启动它，可以取消选择框。单击“Finish”按钮结束安装。,非正版MATLAB安装要点 非正版的的安装步骤与正版的大体一样，不同的是： （）下载的软件均为软盘，需用专用工具 虚拟光驱工具打开； （）打开后，双击.up依次操作，安装密码是在Crack破解文件中的install.txt文本中查找； （ 3 ）

8、在选择安装内容时，不要选择MATLAB JABUILD，因这需要Java虚拟机支持。,1.3 MATLAB用户界面概述,双击桌面上的MATLAB应用程序图标（或单击开始/程序/MATLAB中的MATLAB图标）。MATLAB启动后，将显示如图1.9所示的工作界面，它表示MATLAB系统已建立，用户可与MATLAB系统进行交互操作。,退出MATLAB环境方式： 1.在MATLAB的命令窗口输入“exit”命令。 2.在MATLAB的命令窗口输入“quit”命令。 3.直接单击MATLAB工作界面的关闭按钮。,1.3.1 MATLAB的工作界面,MATLAB的工作界面主要由菜单栏、工具栏、当前工作

9、目录窗口（Current Directory）、工作空间管理窗口(Workspace)、历史命令窗口（Command History）和命令窗口(Command Window)组成,当前目录窗口,命令窗口,命令历史窗口,工具栏,菜单栏,1.菜单及其功能 MATLAB的菜单和工具栏界面与Windows程序的界面类似，用户只要稍加实践就可以掌握其功能和使用方法。,File菜单 File菜单所包含的各选项的含义分述如下： 【New及其子菜单】：允许用户建立一个新的文件（M文件）、新的图形窗（Fjgure）、仿真模型文件（.mdl）和图形用户界面文件（GUI）。 【Open.】：从指定的相应路径和文件

10、名打开一个已经存在的文件。,【Close Command Window】：关闭命令窗口。 【Import Data】：从其他文件导入数据，并在弹出的对话框选择文件名和路径。 【Save Workspace As.】：将工作空间中的所有变量数据保存在指定路径下相应的文件中。 【Set path】：设置MATLAB的搜索路径。 【Perferences】：允许用户对系统的一些性能参数进行设置，如数据格式、字体大小与颜色等。,Edit菜单：用于复制、粘贴等操作，与一般的windows程序类似，在此不作详细介绍。 Debug菜单：用于设置程序的调试。 Desktop菜单：用于设置主窗口中需要打开的窗口

11、即调出或隐藏窗口。 Windows菜单：提供了在已打开的各窗口之间切换的功能。 Help菜单：用于进入不同的帮助系统。,2. 工具栏 图1.13给出MATLAB的默认工具栏，当鼠标停留在工具栏的按钮上时，就会显示该按钮的功能。,新建,打开,剪切,复制,粘贴,撤销,恢复,Simulink：打开 Simulink，Simulink 是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统，也支持具有多种采样频率的系统。,Profiler：快速启动 Profiler 工具，Profiler 工具能够分析出程序运行时间消耗情况，用于帮助分析、改进 M 文件,Hel

12、p：打开 MATLAB 帮助；,Current Directory：设置当前目录,3. 命令窗口 各命令输入和计算机执行后的结果输出（包括程序执行后的结果）都在命令窗口显示。 “”为运算提示符，表示MATLAB处于准备状态。,MATLAB 命令窗口。打开 MATLAB 时，命令窗口自动显示于 MATLAB 界面中。,运算提示符，表示 MATLAB 处于准备状态，用户可以输入命令，按下回车键执行，并在命令窗口中显示运行结果,4. 工作空间窗口 工作空间窗口与当前路径窗口共享一块空间，可以通过标签显示或隐藏。工作空间窗口中显示当前工作区中的所有变量及其大小和类型等。通过工作空间可以对这些变量进行管

13、理。其中包含了工作区工具栏和显示窗口。通过工具栏可以新建或删除变量、导入导出数据、绘制变量的图形等。另外右键单击变量名可以对该变量进行操作。,工作空间窗口,在工作空间窗口中，鼠标双击所选变量则进入数组编辑器（Array Editor） 如下图所示，此时用户可对变量的维数、内容等进行修改。,5. 当前路径窗口(当前目录窗口) 主要显示当前工作在什么路径下，包括M文件的打开路径等。 允许用户对MATLAB的路径进行查看和修改，如果修改了路径立即产生作用。通常启动MATLA系统之后的默认当前路径是“MatlabWork”，如果不改变当前目录，用户自己的工作空间和文件都将保存到该目录。,当前目录窗口,

14、6.命令历史窗口 默认情况下命令历史窗口位于左下角，显示用户曾经输入过的命令，并显示输入的时间，方便用户查询。 对于命令历史窗口中的命令，用户可以点击右键进行相应的操作。 用户可以双击再次执行命令窗口中的命令。 可在命令历史窗口中删除一条或多条命令，同时选择Edit菜单中的clear command history命令，可清除所有历史记录。,命令历史窗口,1.4 MATLAB的帮助系统,MATLAB为用户提供了非常完善的帮助系统，包括帮助命令、帮助窗口及帮助演示等。有效地使用帮助系统所提供的信息，是用户掌握好MATLAB的最佳途径。,1.4.1 使用帮助浏览器窗口 MATLAB的帮助浏览器窗口

15、非常全面，几乎包括该软件的所有内容。帮助浏览器窗口如图1.20所示，打开帮助浏览器窗口的方法有以下几种： 单击工具栏的“？”图标。 选择菜单“help”的不同下拉帮助菜单。 选择菜单“desktop”“help”,在图1.20中可以通过帮助主题、索引、搜索和演示4各面板来查找帮助信息。,1.4.2 使用帮助命令 MATLAB还提供了丰富的帮助命令，在命令窗口中输入相关命令来得到帮助信息。 1.help命令 help命令可以获得MATLAB命令和M文件的帮助信息，如果知道准确的命令名称或主题词，使用help命令来查找最快捷。 方式一：help+命令名称 可获得具体命令的帮助信息。 根据命令名称显

16、示具体命令的用法说明；如果命令名称省略，则列出所有主要的帮助主题，每个帮助主题与MATLAB搜索路径的一个目录名称相对应。,方式二： help +类型名 可以得出该类的所有命令的帮助信息。 当用户希望知道某类命令的帮助信息时使用分类搜索，类型表如右表所示。,2.lookfor命令 lookfor命令是在所有的帮助条目中搜索关键字，常用来查找具有某种功能而不知道准确名字的命令。 格式：lookfor topic（关键字） lookfor命令是对知道关键字的文件进行查找，由于要查找的文件很多需要较长时间，可能会出现很多查找的结果。 3.其它帮助命令 （1）exist：用于变量检查 （2）what：查询当前目录中的文件并列表 （3）who：查询内存变量并列表 （4）whos：查询内存变量详细信息，相当于工作空间中的信息 （5）which：确定文件位置（用的较多）,1.4.3 其他帮助 1.Demos 演示 Demos 演示界面操作非常方便，为用户提供了图文并茂的演示实例。通过演示程序学习是一个很好的学习方法。打开“MATLAB Demo Window”有几种方法： 在MATLAB界面单击菜单“help”“demos” 在MATLAB命令窗口中，运行“Demos”命令，例如“demos matlab programming”。 在帮助导航/浏览器窗口中，选