1、周志明重庆大学化学化工学院,化学化工计算机应用技术,教 学 计 划,课堂教学：32学时上机实习：16学时成绩评定：,绪论,本课程的目的,内容以及方法 Matlab 语言的发展历程及特点Matlab能干什么? Matlab使用基础 Matlab帮助系统 教学参考书及网络资源,课 程 内 容,1. 上篇 Matlab语言1 Matlab编程基础2 Matlab计算方法基础2. 下篇 常用化学化工计算方法及Matlab程序3 线性与非线性方程（组）求解4 积分和插值拟合的Matlab求解5常微分方程及其求解6 偏微分方程求解 (Origin 使用简介),本课程的目的内容以及方法,化工过程相关学科,反
2、应工程,分离工程,热 力 学,实验规划 数据处理 过程模拟 .,计算机技术及语言,C 语 言,Fortran,Basic,Matlab,Matlab 在化学化工中的应用,本课程的目的内容以及方法,学习Matlab的基本原因,不希望学生在编程上化太多时间，课程目的不是学习编程 社会化的运行带来的好处：合理利用可以节约大量的时间 From BBS:博士论文=Matlab+word,本课程的目的内容以及方法,Matlab的学习方法,必须做大量的练习，熟悉其中的函数 联系和自己的课题相关，深刻的体会 多看帮助文件，又一本好的参考书 会提问题，寻求大家的帮助 记住：Matlab可以做很多事情,本课程的目
3、的内容以及方法,一、概述,MATLAB是一种交互式的以矩阵为基础的系统计算平台,它用于科学和工程的计算与可视化。它的优点在于快速开发计算方法，而不在于计算速度。,2. Matlab 语言的发展历程及特点,MATLAB的出现,70年代中期，Cleve Moler和他的同事开发了LINPACK和EISPACK的Fortran子程序库70年代末期，Cleve Moler 在新墨西哥大学给学生开线性代数，为学生编写了接口程序，这程序取名为MATLAB，即MATrix LABoratory 1983年春天，工程师John Little与Moler、Steve Bangert一起开发了第二代专业版MATL
4、AB 1984年，MathWorks公司成立，MATLAB正是推向市场。,2. Matlab 语言的发展历程及特点,Matlab的版本演化,Matlab 1.0 Pc matlab-matlab 386 Matlab3.5+simulink Matlab 4.0：simlink内嵌 Matlab 5.0 :全面的面向对象 Matlab 5.15.3 Matlab 6.0 Matlab 6.5：购并了MATRIXx Matlab 7.0:2004 Matlab 7.1: 2010,2. Matlab 语言的发展历程及特点,MATLAB 特点,高效方便的矩阵数组运算 直观灵活的语言 高效的编程效率
5、 先进的可视化工具,2. Matlab 语言的发展历程及特点,5. 灵活的绘图功能 6. 优良的开放性和可扩展性 7. 强大的科学计算功能 8. 丰富的工具箱,2. Matlab 语言的发展历程及特点,基本的数据处理 解方程:线性和非线性, 常微分和偏微分 过程优化 动态过程仿真：实时的和非实时的 数据来源：Excel、数据库、A/D等等 嵌入式的控制：Pc/104和DSP 神经元网络、小波分析、GA等等 虚拟现实仿真,3. Matlab能干什么?,14,Matlab产品家族,Matlab扩展支持在matlab中对系统的实施和开发。 工具箱：专用的函数库，解决特定领域的问题。 Simulink
6、非线性系统仿真 Blockset是专门为simulink建立的模块。,Matlab是所有系统工具的基础,Matlab及其应用,16,设计自动化工具,17,一般用途工具,信号和图像处理,19,控制系统设计和分析,与MATLAB相似的软件,Mathmatica 数学计算功能, 复杂符号计算，主要在理论界 Mathcad 数学文字软件, 直接写出报告 Maple 符号计算功能强大 SciLab 免费的matlab科隆体 仿真软件：MATRIXx、VisSim等等,1 MATLAB安装启动 Matlab的安装 定制安装 关于Java的问题:XP系统必须安装虚拟机 安装pdf文件 2 Matlab启动
7、自动批处理 startup.m matlabrc.m,4. Matlab使用基础,双击桌面上的MATLAB图标 在开始菜单的程序选项中选择MATLAB 双击MATLAB安装路径下的MATLAB快捷方式 双击MATLAB安装路径下的binmatlab.bat或binwin32matlab.exe,4. Matlab使用基础,直接点击主窗口中的关闭选择File菜单下的Exit MATLAB在Command Window中输入quit或exit在程序中调用quit或exit函数,MATLAB的关闭,4. Matlab使用基础,MATLAB的运行界面,菜单项工具栏命令窗口【Command Window
8、】工作区窗口【Workspace】分类帮助窗口【Launch Pad】指令历史记录窗口【Command History】当前目录选择窗口【Current Directory】,4. Matlab使用基础,Matlab菜单的含义,多窗口界面 Matlab的设置 快速启动 版本控制 图形粘贴设置 字体的改变,4. Matlab使用基础,MATLAB的工作方式,直接交互的指令行操作方式 M文件的编程工作方式脚本文件函数文件,4. Matlab使用基础,直接交互的指令行操作方式,在Command Window中看到“”提示符后就可以输入任何想要的函数或变量运算 若没有“”提示符，则表示MATLAB正在
9、执行任务，可等待也可终止 任何时候可以使用“Ctrl+Break”或“Ctrl+C”终止正在执行的任务,4. Matlab使用基础,1. 以字母开头，之后是任意大小写字母数字等2. 使用31个字符做变量名，大小写敏感3. 不和关键字，内部函数同名4. 内部函数必须用小写字母,注意：MATLAB中严格区分大小写！,Matlab的函数命名规则,4. Matlab使用基础,所有的命令必须在英文状态下输入 MATLAB对大小写敏感 不同的语法关键词显示颜色不同 可以作编辑菜单中的复制、粘贴、撤销等操作 可以通过“ ”调用前面的命令 不想显示运行结果可通过加“；”完成 续行通过加“”完成 注释用“”标记
10、,注意事项,4. Matlab使用基础,联机帮助系统MATLAB的百科全书 命令窗口查询帮助快速方便 联机演示系统,5. Matlab帮助系统,直接按下MATLAB主窗口中的 按钮 选中MATLAB主窗口中的Help下拉菜单的前四项中的任何一项 在命令窗口中执行helpwin、helpdesk或doc,5. Matlab帮助系统,命令窗口查询帮助,help系列help、helpwin、helpdesk、help函数类（如 help matfun）help函数名（如 help eig）,例：help ode45可以获得有关ode45函数的使用方法,5. Matlab帮助系统,Look for函数
11、根据提供的关键字搜索相关函数使用格式：lookfor abclookfor abc-all例 lookfor fft其他帮助命令which、who、whoswhich 用于查找指定函数和文件目录；who, whos 列出当前空间中的变量。,5. Matlab帮助系统,进入演示界面的方法： 选中MATLAB主窗口中的Help下拉菜单的Demos选项 在命令窗口中执行demo,联机演示系统,5. Matlab帮助系统,怎样获得详尽的帮助信息,首先是MATLAB窗口中的help命令，它最常用、最快，往往也是最有效的。给出关键字就能找到相应的说明。Help命令简单易用，但是它要求准确给出关键字，如果记
12、忆不准，就很难找到。这时就应该用第二种方案。 Help Desk：这是MATLAB的HTML格式的帮助文档，有着很好的组织。可以在命令行键入helpdesk，进入“Matlab Help Desk”。Help Desk的搜索可以使用不完全关键字，这样即使遇到记忆模糊的情况也可以很快查到。 前面两种方法所得到的帮助信息常常是不够细致的，需要用第三种途径来补充，这就是电子版的使用手册。MATLAB里包含了大量关于MATLAB安装、使用、编程以及各种工具箱等的电子版手册，全部为PDF格式,具有搜索功能，因此也可以在指定的手册中搜索关键字，使用非常方便。,5. Matlab帮助系统,实用化工计算机模拟
13、Matlab 在化学工程中的应用 黄华江 编著 化学工业出版社 2003Matlab编程基础，化学化工中的常用算法，常微分和偏微分方程求解，最优化与模式识别等,6. 教学参考书及网络资源,Matlab 实用数值分析 张德丰 编著 清华大学出版社 2012Matlab编程基础，数值计算基础，微积分变换及插值与拟合，线性与非线性方程求解，常微分和偏微分方程求解，最优化设计等,6. 教学参考书及网络资源,化学化工中的数学方法及Matlab实现 许国根等 编 化学工业出版社 2009重点介绍Matlab在化学和化工中的应用情况，包括计算、模拟、检测、图形、微分方程求解等。,6. 教学参考书及网络资源,
14、化工计算机计算 陈中亮 主编 化学工业出版社 2000内容包括热力学性质和相平衡计算、流体输送与换热器计算、分离过程计算、反应器模拟、常用计算方法等。,6. 教学参考书及网络资源,USENET新闻组 MATLAB的新闻组是comp.soft-sys.MATLAB。浏览器指向 http:/ http:/ 网络上的工具箱 http:/ http:/ 教学参考书及网络资源,BBS 哈尔滨工业大学bbs: telnet:/ 上海交通大学bbs: telnet:/ 清华大学bbs mathtools www服务 http:/ http:/ Matlab 大观园: http:/www.matlab-,6. 教学参考书及网络资源,示例,例1:求前100个正整数之和 解: 在命令窗口中输入: s=0;for i=1:100s=s+i;end;s或 s=sum(1:100),例2:求前100个正整数的均值与方差 解: 求出和s后，在命令窗口中输入: m=s/100 % 均值n=0;for i=1:100n=n+(i-m)*(i-m);end;n % 方差或 m=mean(1:100)n=sum(m-1:100).2),
