1、1（）基础篇第一章 Matlab 语言概述1.语言特点MATLAB 是 Mathworks 公司于 20 世纪 80 年代推出的数值计算软件。得到了广泛的应用。MATLAB 的全称是 Mateix Laboratory，意思是矩阵实验室。它是以矩阵运算为基础的新一代程序语言。MATLAB 是集数学运算、图形处理、程序设计和系统建模为一体的著名编程语言软件，它具有功能强大、使用简单等优点，是进行科学研究和工程实践的有力工具。与 Fortran 和 C 相比，MATLAB 语句更简洁、明了，更加符合人们的思维习惯。并且还具有良好的数据可视化功能。MATLAB 包括两部分：基本部分-主要指数据计算和
2、可视化功能。扩展部分- 主要指工具箱。2 基本操作和简单语句输入1. 简单语句输入（简单计算器用法）例 1：计算 （a = 2，b =3 ，c = 5 ）cbay程序 在命令窗口输入 a=2;b=3;c=5; y=a*b+c*b/a 回车输出 y =13.5000例 2：计算 64/27)60cos45(tan3程序 (tan(pi/4)+cos(pi/3)*27(1/3)/sqrt(64)ans =0.56252. 变量 表达式 数值（1）变量2* matlab 语句一般形式为：变量=表达式（或数） ，若变量和“=”省略，输出时自动建立“ans”默认变量。* 对大小写敏感，如 sqrt（平方
3、根）对，而 SQRT，Sqrt 全错。* 变量名第一个字符必须是英文字母，最多可包含 31 个字符， （含英文、数字、下连符） 。不得包含空格和标点。* 系统遇到一个新变量名时，它会自动生成变量，若该变量早已存在，系统会自动更新内容。表 1-1 默认预定义变量（永久变量）预定义变量 含 义 预定义变量 含 义ans 计算结果的缺省变量名 NaN 或 nan 不是一个数（Not a Number） ，如 0/0，/eps 机器零阈值 nargin 函数输入宗量数目Inf 或 inf 无穷大，如 1/0 nargout 函数输出宗量数目i 或 j 虚单元 1jirealmax 最大正实数pi 圆周
4、率 realmin 最小正实数例 3：无穷大的使用 x =1/0Warning: Divide by zero.x =Inf* 在 MATLAB 中这样的操作不会引起程序执行中断，只是在给出警告信息的同时，用一个特殊的符号 Inf 来表示。而且这个符号和其它的变量一样，可以在以后的运算中发挥作用。例 4：无穷大的作用 1/xans =0* x(Inf)同样可以当作一个变量来使用，这一特点可在编程中发挥巨大作用。（2）运算符和表达式* 表达式由变量名、运算符和函数名组成3* 表达式按与常规相同的优先级自左至右执行运算；指数运算级别最高，乘除次之，加减运算级别最低。括号可以改变运算次序。* 所有运
5、算定义在复数域上。对于方根问题，运算只返还处于第一象限的解。例 5：复数运算与表达 z1=3.6+4.4*i,z2=6*exp(i*pi/6),z=z1*z2z1 =3.6000 + 4.4000iz2 =5.1962 + 3.0000iz =5.5061 +33.6631i表 1-2 基本运算符数学表达式 MATLAB 运算符 MATLAB 表达式加 a+b + a+b减 a-b - a-b乘 ab * a*b除 ab / 或 a/b 或 ba幂 ab ab（3）数值记述* 习惯采用十进制表示，可带小数点或负号；也可采用科学计数法，用 e 表示位数。以下记述的数都是合法的。4 65234 0
6、.000019.762684 1.3e4 5.677e67* fomat short 显示格式为缺省默认的显示格式（小数点后四位数字） 。表 1-3 数据显示格式的控制命令MATLAB 命令 含 义 范 例fomat short 短格式 3.1416fomat short e 短格式科学格式 3.1416e+000fomat long 长格式 3.14159265358979fomat long e 长格式科学格式 3.141592653589793e+000fomat rat 有理格式 355/1134fomat bank 银行格式 3.14（4）常用标点功能* 语句以“；”结束，只进行计算
7、，不输出结果。* 以“， ”结束，输出结果。表 1-4 常用标点功能名 称 标点 作 用空格 （为机器辨认）用作输入量与输入量之间的分隔符；数组元素分隔符逗号 ， 用作要显示计算结果的指令与其后指令之间的分隔；用作输入量与输入量之间的分隔符；用作数组元素分隔符黑点 用作数值表示中的小数点分号 ； 用作不显示计算结果指令的“结尾”标志；用作不显示计算结果指令与其后指令的分隔；用作数组的行间的分隔符。冒号 ： 用以生成一维数值数组；用作单下标援引时，表示全部元素构成的长列；用作多下标援引时，表示那维上的全部注释号 % 由它“启首”后的所有物理行部分被看作非执行的注释单引号对 字符串记述符圆括号 (
8、 ) 在数组援引时用；函数指令输入宗量列表时用方括号 输入数组时用；函数指令输出宗量列表时用花括号 元胞数组记述符下连符 _ （为使人易读）用作一个变量、函数或文件名中的连字符续行号 由三个以上连续黑点构成。它把其下的物理行看作该行的“逻辑”继续，以构成一个“较长”的完整指令说明为确保指令正确执行，以上符号一定要在英文状态下输入。因为 MATLAB不能识别中文标点。（5）部分常用函数* 函数一定出现在等式右边。* 三角函数，注意函数名后角度为弧度，而不是度。表 1-5 部分常用函数MATLAB 典型函数 含 义 MATLAB 典型函数 含 义abs(x) 求绝对值 atan(x) 反正切sqr
9、t(x) 求平方根 log(x) 自然对数exp(x) 指数运算 log10(x) 常用对数sin(x) 正弦函数 lcm(x,y) 整数 x,y 的最小公倍数5cos(x) 余弦函数 gcd(x,y) 整数 x,y 的最大公约数asin(x) 反正弦 imag (x) 取出复数的虚部acos(x) 反余弦 real (x) 取出复数的实部tan(x) 正切 conj(x) 复数共轭3. Matlab6.X 的視窗环境一、MATLA 的启动MATLAB 是一个标准的 Windows 界面，安装完 MATLAB 后，会在桌面出现一个名为 MATLAB6.5.1 的快捷方式（shortcut） 。
10、双击图标，启动 MATLAB。如果删除了桌面的快捷方式，也可以如下操作：（1）单击桌面左下角的开始按钮；（2）通过鼠标或键盘依此选择程序、MATLAB6.5.1 、MATLAB6.5.1命令，进入 MATLAB6.5.1 工作窗口，如图 1-1 所示。图 1-1是 MATLAB 工作的基本环境，在这里键入指令，计算结果显示于此。视窗环境的最上面显示“MATLAB”字样的一栏为标题栏，标题栏的右边依次为窗口最小化按钮、窗口缩放按钮和关闭窗口按钮。标题栏6下面的主菜单栏包含 File，Edit，Window，Help 四项。菜单栏下面的工具栏显示了十个工具按钮。工具栏下面分为三个栏目，左边两个，上
11、面的是 launch pad，下面的是 command history，右侧的栏目是 command window（命令编辑区） 。下面分别进行介绍：二、通用操作界面1. command window：指令窗，右侧。操作最主要窗口，可键入运作指令、函数、表达式。2. command History：历史指令窗，左下侧前台。记录已经运作过的指令函数、表达式；允许用户对它们进行选择复制，重复运行，以及产生 M 文件。3. curret Directory Broweser：当前目录浏览器左下侧后台可进行当前目录设置，展示相应目录上的 M.MDL 等文件；复制、编辑、运行 M 文件，装载 MAT 数
12、据文件。4. Lauch Pad：交互界面分类目录窗，左上侧前台。该窗展开树状结构，罗列软件提供的所有交互界面，包括：帮助界面、演示界面、各种应用交互界面。双击分类图标，就可展现出相应交互界面。双击分类图标可展出相应交互界面。5. 工作空间浏览器（workspace Browser ） ，左上侧后台。罗列工作空间所有变量名、大小、字节数。可对变量进行观察、编辑、提取和保存。6. 内存数组编辑器（Array Ed;tor）不随界面出现而启动。仅在工作空间浏览器中对变量进行操作时才启动。7. M 文件编辑/调试器（Editor/Debugger ）不随界面出现启动。仅当“打开文件等操作时，才启动。
13、8. 帮助导航/浏览器（Help Navigator/Browser）不随操作界面出现而启动。当做了一定的选择或设置时，才以独立7交互界面形式出现。该浏览器展示内超文本写成的详尽的在线帮助。二、菜单命令1. File（文件处理）菜单：主要用于新建、打开、保存、关闭一个文件，同时还提供打印和退出等功能。（1）New 三项内容，新建一个 M 文件、图形或 Simulink 模块。Mfile 打开指定的编辑器，随之产生一空白 M 文件。 （M 文件包含 MATLAB 源代码文本文件） 。（2）Open弹出对话框输入想打开的文件（M 或 Fig 文件） ，也可以用其他可用类型的有效文件。（3）Open
14、 Selestion只有在命令窗口编辑区内选中（通常为灰色）一个 M 文件时，才可用用指定编辑器打开被选中的 M 文件。（4）Run script：在对话框内输入或选中可执行目标文件。单击 OK执行被选中的目标文件。spkriptn.正本。（5）Load workspace对话框选定指定打开文件。文件为 Mat 文件（*.mat 是 workspace 里变量存储文件）把文件中保存变量载入当前工作空间。（6）Save Workspace As，在对话框里填入文件名，就会把当前工作空间里变量以“*.mat”形式存储起来，可自己设置存储路径。（7）Show workspace显示 Workspac
15、e Browser（工作空间测量器）界面，看到当前工作空间的自变量信息。Browse（浏览） 。图 1-28（8）show graphics property editor：弹出图形属性编辑器，可对可视化窗口的属性进行修改。（9）Show GUI Layout Tool：打开图形界面控制面板 ,利用绘制喜欢的图形界面。（10）set path弹出路径浏览器、可以在其中更改搜索路径。Path 窗口显示两个系统默认路径“toolbox” 、 “work”，用鼠标双击“path”窗口列表里的一个分项，右边的“File in general”弹出该分项所包含的信息。（11）Preferences可打开
16、命令窗口，显示格式选项卡。通过对选项卡设置，可改变命令编辑区的显示格式。Prefarans选择、偏爱、优先。（12）Print setup：安装打印机后，可通过此项设置打印机参数。（13）Print：进行打印。（14）Exit MATLAB：单击或“CrtlQ” ，退出 MATLAB。2. Edit（编辑）菜单：主要用于对程序源代码和窗体进行编辑整理等。（1）Undo：用于撤销上一步的操作。（2）Cut：将选中的内容删除，放入剪贴板。（3）Copy：将选中的内容放入剪贴板，但不删除所选内容（复制） 。（4）Paste：将剪贴板的内容放入 MATLAB 工作窗口（粘贴） 。（5）clear：清除
17、尚未被执行（选中）的命令。（6）select all：用于选中工作区里所有内容。（7）Clear Session：清除显示全部内容，但工作空间里变量不被清除。3、View（视图）菜单：设定是否主窗口显示工具栏，并完成窗口切换。4. Window（窗口）菜单：显示已打开的窗口信息。单击该选项，可以查看当前系统打开的所有窗口，并实现所有窗口之间的转换。4. Help（帮助）菜单：实现 MATLAB 的帮助功能。（1）Help window ：打开帮助窗口。9（2）Help pips：打开帮助窗口，显示帮助系统的分类和使用方法。（3）Help Desk(HTML)：用于打开以 Web 页显示的帮助信
18、息，和在工作区直接输入 Helpdesk 效果一样。（4）Examples and Demos：演示自带演示例子，相当于直接输入“demos”。（5）About MATLAB：用来显示与 MATLAB 软件和厂商的相关信息。（6）subscribe：用来显示与 MATLAB 软件和厂商的相关信息。（7）show license：用来显示与 MATLAB 软件和厂商的相关信息。（8）Join MATLAB Access：用来显示与 MATLAB 软件和厂商的相关信息。关于帮助的详细介绍，请参阅本章的帮助专题。三、命令窗口的工具栏工具栏里有一个加速按钮板，它提供了一些常用的菜单命令的快捷方式，当把
19、鼠标移动到某个加速按钮上时，稍等片刻就会在鼠标的下方出现该按钮的功能提示。熟练使用工具按钮可使工作更快捷、更方便。表 1-6 工具条简介图 标 功 能新建一个空文件，相当于 File 中 New 命令打开一个已有文件，相当于 open 命令将选中内容清除，相当于 Edit 下的 Cut 命令复制选中内容，相当于 Copy 命令撤销上一步操作，相当于 Lindo 命令SIMULINK 类管理，用于建立新仿真模型显示帮助窗口将选中内容粘贴到工作区，相当于 Edit 中的 Paste 命令路径管理，相当于 set path 命令工作区管理，相当于 File 下的 show workspace 命令四
20、、命令编辑区命令编辑区用于输入和显示计算结果。在 MATLAB 启动后，将显10示提示符号“” 。 （在中文视窗环境中提示符不可见，但这不影响用户使用，因为提示符仅起到提示用户目前系统已处于等待状态的作用）用户就可以在提示符后面键入命令，按下回车键后，系统会解释执行所输入的命令，并给出计算结果。在 MATLAB 里，有很多的控制键和和方向键可用于命令行的编辑。例如，利用、二个箭头键可以将所用过的指令调回来重覆使用。其他的键如，Home ， End，Delete，Insert 等，其功能一用即知。Ctrl-C（即先按 Ctrl 再按 C）可以用来终止正在执行中的 MATLAB的工作。如果在输入命
21、令行尾使用分号，则不在屏幕上显示结果。如果输入的数据太多，可以在行尾加上三个句号（）来表示续行。表 1-7 常用的通用操作命令指令 含 义 指令 含 义cd 设置当前工作目录 exit 关闭/退出 MATLABclf 清除图形窗 quit 关闭/退出 MATLABclc 清除指令窗中显示内容 md 创建目录clear 清除 Matlab 工作空间中保存的变量 more 使其后的显示内容分页进行dir 列出指定目录下的文件和子目录清单 type 显示指定 M 文件的内容edit 打开 M 文件编辑器 which 指出其后文件所在目录表 1-8 命令窗中编辑常用操作键按 键 操 作 作 用 Ctrl+P 调出前一行（调出前面的命令后修改） Ctrl+N 调出后一行 Ctrl+B 光标前移一个字符 Ctrl+F 光标后移一个字符Ctrl+ Ctrl+R 光标前移一个字Ctrl+ Ctrl+L 光标后移一个字Home Ctrl+A 光标移动到行首End Ctrl+E 光标移动到行尾
