1、第一章 MATLAB 2013 概述,2014.1.12,MATLAB2013的安装 MATLAB2013的界面介绍 MATLAB的基本使用方法 MATLAB常用的操作命令和快捷键 MATLAB的帮助系统 MATLAB的文件操作,主 要 内 容：,1.1 MATLAB的安装,安装MATLAB 2013系统，需运行系统自带的安装程序setup.exe，可以按照安装提示依次操作。请 观 看 教 师 演 示,1.2 MATLAB2013概述,MATLAB2013的界面和前面的MATLAB软件版本的界面有很大差别，菜单和工具合为了一体，即为菜单工具。 所以MATLAB2013的界面主要包括菜单工具和窗
2、口界面。,1.2.1 MATLAB2013界面窗口介绍,在计算机上正确安装了MATLAB2013后，有两种方法可以完成MATLAB2013的启动： 如果在桌面上已经创建了快捷方式，可以直接双击桌面快捷方式启动MATLAB2013； 选择【开始】【所有程序】，找到MATLAB2013 软件点击，即可启动MATLAB2013。 MATLA2013 B启动后，可以得到图1.1所示的默认窗口。,在图中可以看到主窗口共分五个区域，正中间为Command Window命令窗口，用户可以输入各种不同的命令来实现相应功能；左上角为Current Folder窗口，显示当前路径下文件夹内保存的所有文件；左下角为
3、Details窗口，文件细节显示的窗口；右上角为Workspace窗口，显示工作空间里保存的所有变量；右下角为Command History窗口，用于显示系统启动时间及曾经在命令窗口里输过的历史命令。,命令窗口,命令窗口用于输入MATLAB命令、函数、矩阵、表达式等信息，并显示除图形以外的所有计算结果，是MATLAB的主要交互窗口。当命令窗口出现提示符时，表示MATLAB已准备好，可以输入命令、变量或函数，回车后就可执行。 若提示符K表示当前处于调试模式，需要键入“dbquit”退回正常模式，也可以按快捷键Ctrl+c强制退出运行状态。,用 键上下翻阅运行过的命令，点击回车系统再次执行；输入c
4、lc命令，系统将清除命令窗口中的所有内容 当需要编辑较复杂的程序时，直接在命令窗口中进行编辑不方便，MATLAB系统提供了MATLAB Editor/Debugger（文本编辑窗口）窗口,当前目录窗口,当前目录是指MATLAB运行文件时的工作目录，只有在当前目录或搜索路径下的文件、函数可以被运行或调用。 将用户目录设置成当前目录也可使用cd命令。例如，将用户目录c:mydir设置为当前目录，可在命令窗口输入命令： cd c:mydir (注意：只能用英文),当前目录窗口如图所示，该窗口中显示了当前目录下所有文件的文件名、文件类型、最后修改时间和文件相关描述等信息。,历史命令窗口,历史命令窗口记
5、录已经运行过的命令、函数等信息，可以进行命令历史的查找、检查等工作，用键上下翻；可以在该窗口中对命令历史进行复制、删除等操作。 窗口中除了保留了输入的命令外，还记录了每次打开系统的时间。 如果要清除掉这些记录，可选择工具菜单HOMEClear Commands Clear Command History。,工作空间窗口,工作空间窗口列出了数据的相关信息，如数据名称、大小及数据类型等信息。利用数组编辑器，用户可以对数据的内容进行观察、编辑和修改。 打开编辑器的方法有以下几种： 双击变量名 将鼠标指向要观察的变量名，单击鼠标右键，选择弹出菜单的Open Selection选项，此时将打开数组编辑器
6、，通过变量编辑器可以直接观察变量中的具体元素，也可修改变量中的具体元素。如图,who和whos这两个命令 用于显示在Workspace中已经驻留的变量名清单。who命令只显示出驻留变量的名称，whos在给出变量名的同时，还给出它们的大小、所占字节数及数据类型等信息。,当选中某些变量后，再单击Delete按钮，就能删除这些变量。clear命令用于删除 Workspace中的变量，也可以HOMEClear Workspaces。(预定义变量不能被删除)注意：函数内部调用的一些临时变量，不会占用工作空间，这些变量在函数运行结束后将被释放。,1.2.2 MATLAB2013界面菜单工具栏介绍,MATL
7、AB2013启动后，用户可以看到如图所示的菜单工具栏。顶层菜单有HOME（基本菜单和工具），PLOTS（绘图工具）和APPS（应用程序）三项。,HOME基本菜单和工具： 包括FILE、VARIABLE、CODE、SIMULINK、ENVIRONMENT和RESOURCES六个菜单项，下面简要介绍一下各菜单的主要功能。 FILE菜单工具栏，如图所示。,New Script工具用于新建一个脚本式M文件； New 菜单，点击弹出如图所示菜单；,包括新建Script（脚本式M文件）、Function（函数式M文件）、Example（示例）、Figure（图形窗口）、Graguical User Int
8、erface（GUI用户界面）、Simulink Model（仿真模型），等。 Open 打开M文件； Find Files 查找文件； Compare 比较两个文件。,VARIABLE 菜单工具项栏 VARIABL菜单工具包括Import Data、Save Workspace、New Variable、Open Variable和Clesr Workspace五项，,1）Import Data 导入文件数据选择该子菜单，就会出现所要导入文件路径的对话框，在对话框中选择需要导入的文件，选择好要导入的文件后点击某一数据名称，在对话框的右侧将会以表格的形式预览数据内容，如图。,用户可以先检查数据
9、是否是需要导入的数据，然后，再点击右边的Import Selection如图所示。,点击Import Data ，系统将正确的数据以VarName为名导入到工作空间。如果选择Generrate Script，将产生一个脚本式M文件，运行该文件，将在工作空间产生相应的变量。 2） Save Workspace 保存工作空间变量。点击后，系统将会把工作空间里的所有变量保存在当前路径下默认的matlab.mat文件中，用户也可以修改文件名。 3） New Variable 新建一个变量并以表格的形式打开变量。 4） Open Variable以表格的形式打开变量；,3. CODE 菜单工具栏 COD
10、E包括Analyze Code、Run and Time、Clear Commands，其中Clear Commands点击后，包括Command Window和Command History。 4. SIMULINK 菜单工具栏Simulink Library 打开仿真模块库，进入仿真。 5. ENVIRONMENT菜单工具栏ENVIRONMENT 菜单工具项包括Layout、 Preferences、Set Path和Parallel四项，如图1.12所示。,Layout 工具用于设置界面。点击后包括SELECT LAYOUT（选择界面模式）和SHOW（显示的界面）两类。Preferenc
11、es用于设置工作环境的属性，其对话框如图所示。,主要包括以下项目的属性设置：General 用于系统整体的属性设置； Fonts 用于各窗口的字体设置，包括命令窗口，历史命令窗口，程序编辑器，工作空间，当前路径等； Colors 用于各窗口的各种类型的字体颜色设置，如错误、警告、字符等的显示颜色；,Command Window 用于命令窗口特殊属性的设置； Command History用于历史命令窗口特殊属性的设置； Editor/Debugger 文件编辑器窗口特殊属性设置；其中还包括了帮助、网络、当前路径、矩阵编辑器、GUI布局编辑器等GUI属性设置将在第7章介绍）； Smulink 仿
12、真与连接特殊属性设置（Smulink属性设置将在第8章介绍）。,3）Set Path用于设置或显示搜索路径。选择该命令，将出现如图所示的对话框。对话框的右侧列出了当前MATLAB系统的所有搜索路径。如果用户想把某一目录及该目录下的子目录全部包含在搜索范围内，则单击左侧的Add with Subfolders按钮。如果搜索的范围需要忽略该目录下的子目录，则单击按钮Add Folder。,当用户在MATLAB命令窗口输入一条命令后，MATLAB按照一定次序寻找相关的文件。基本的搜索过程是：(1) 检查该命令是不是一个变量。 (2) 检查该命令是不是一个内部函数。 (3) 检查该命令是否当前目录下的
13、M文件。 (4) 检查该命令是否MATLAB搜索路径中其他目录下的M文件。,用户可以将自己的工作目录列入MATLAB搜索路径，从而将用户目录纳入MATLAB系统统一管理。设置搜索路径的方法还有： 用path命令设置搜索路径。如：将用户目录c:mydir加到搜索路径下，可在命令窗口输入命令： path(path, c:mydir),path %MATLAB所有搜索路径以一列的形式显示 genpath %查询MATLAB所有搜索路径，以一行的形式显示editpath %进入搜索路径对话框pathtool %进入搜索路径对话框,例：在搜索路径下打开文件,A=imread(cameraman.tif,
14、tif); %cameraman.tif为搜索路径下图像文件 imshow(A) type besttree.m % besttree.m为搜索路径下文件 edit besttree.m load woman%woman为搜索路径下数据文件 imshow(X,map),1、李明同学设计了一个程序文件myprogram.m，并将其保存到了f:ppp中，但在命令窗口中输入文件名 myprogram 后，MATLAB系统提示： ? Undefined function or variable myprogram.试分析产生错误的原因并给出解决办法。 2、以自己的姓名拼音字母加学号为名在桌面创建一文件
15、夹，把当前路径设置到该文件夹，同时把该路径添加到搜索路径列表中。,课 堂 练 习,6. RESOURCES 菜单工具项 RESOURCES帮助的相关信息。 MATLAB提供了文档型的帮助文件，实例型的帮助文件，以及系列产品的帮助文件，包括软件介绍、函数命令含义与算法、工具箱说明、典型算法等内容。,MATLAB帮助系统,1、 打开帮助窗口可以通过以下几种方法： (1) 点击工具栏中的“？”或 快捷键F1 ； (2) 在命令窗口中输入helpwin、helpdesk或doc。,2、help帮助命令,（1）在线帮助总览 help % 显示帮助总览若要强行中止程序的运行可使用Ctrl+C命令 （2）显
16、示基本函数信息 help elfun(帮助基本函数) （3）显示具体函数的帮助信息 help round %显示具体函数的详细信息，本例为round函数, lookfor sin RobotEX.m: % This demo animates a robotic arm using the picture control. By SUBSINDEX Subscript index. java.m: %Using Java from within MATLAB. 注意：MATLAB对字母的大小写是敏感的，变量A与变量a表示两个不同的变量。MATLAB所有的命令和函数都必须用小写 。,3、look
17、for 命令,4、模糊查询,输入函数的前几个字母，单击键,二、PLOTS绘图工具菜单,点击顶层菜单PLOTS，出现如图1.16所示的绘图工具，并呈灰色。如果选中某可绘数据，工具呈深色，即可用状态。,三、APPS应用程序菜单,点击菜单APPS，出现如图所示的应用工具，用户可以直接调用相应的工具。,1.3 MATLAB基本使用方法,常见的算术运算包括加、减、乘、除和乘方等运算,1.3.1 简单的数学运算, A=3 5;2 4;B=6 8;1 5; A.*B ans =18 402 20 A*B ans =23 4916 36,关 系 运 算,常见的关系运算包括大于、小于、等于、大于等于、小于等于和
18、不等于关系运算符主要用来对矩阵（或数组）与一个标量或与同类型的矩阵（或数组）的比较，得出由0和1组成的矩阵或数组，其中0和1分别表示不满足和满足指定的关系。, A=2 4 6;3 2 0; A=2 %矩阵A中的每一个元素分别于2进行比较 ans =1 0 00 1 0 B=1 8 0;7 9 1; A=B %矩阵A中的元素与矩阵B中对应的元素进行比较 ans =1 0 10 0 0 A=B,逻辑运算,逻辑运算中，所有非零数值都被认为“真”，零为“假”；在逻辑运算的结果中，如果判断结果为真，则输出1，否则输出0, A=2 4 6;3 2 0; B=1 8 0;7 9 1; A %对矩阵A中的每一
19、个元素取非运算，运算过程中矩阵的元素非0即为1 ans =0 0 00 0 1 A&B ans =1 1 01 1 0,1、已知A=0 1 6;0 2 0，B=0 1 0;1 2 0，求非A，A与B，A或B。找出A中为0元素的位置（帮助find函数） 2、已知矩阵A=1,2,5;2,3,2;1,4,7, B=3,2,7;2,9,2;1,5,7，找出A,B中相等的元素位置及其对应的元素值,课 堂 练 习,MATLAB提供了许多数学函数，函数的自变量规定为矩阵变量，运算法则是将函数逐项作用于矩阵的元素上，因而运算的结果是一个与自变量同维数的矩阵。常用函数如下表,常用数学函数,(1) 三角函数以弧度
20、为单位计算。 (2) abs函数可以求实数的绝对值、复数的模、字符串的ASCII码值。 (3) 用于取整的函数有fix、floor、ceil、round，要注意它们的区别。 (4) rem与mod函数的区别：rem(x,y)=x-y.*fix(x./y) mod(x,y) )=x-y.*floor(x./y)rem(x,y)和mod(x,y)要求x,y必须为相同大小的实矩阵或为标量。,函数使用说明：,5、 复数,MATLAB语言对复数的处理十分简便，不需要进行其他任何的附加操作。 在命令窗口输入下列命令： a=pi+3.14i % i前面是数字乘号可以省略 a=3.1416 + 3.1400i
21、 b=4*(1+3/sqrt(-1) b =4.0000 -12.0000i, c=pi+sin(pi/2)*i % i前面是符号，则乘号必须要保留 c =3.1416 + 1.0000i a+b %复数加法 ans =7.1416 - 8.8600i a-b %复数减法,1、计算6+8i的模值和相位角(用度表示)；2、计算,课 堂 练 习,常用标点符号,常用操作命令,save命令是将MATLAB工作空间中的变量存入磁盘。具体格式如下：（1）save二进制格式；文件名为matlab.mat（2）save dfile二进制格式；文件名为dfile.mat 如果要保存到其他路径，可在文件名前加上路
22、径 save F:matlabdataxy load F:matlabdataxy,save函数,路径上不能 有汉字哟,（3）save dfile a b把变量a b以二进制格式存入当前路径下的dfile.mat注意：变量间用空格隔开 save xy x y save F:matlabdataxy.txt x y -ascii （4）save dfile.dat a ascii append将变量a 以8位ASCII码形式存入dfile.mat文件 save mydata.txt x ascii save mydata.txt y ascii append,（5）save dfile.dat
23、a ascii double将变量a 以16位(默认是8位)ASCII码形式存入dfile.mat文件 a=1,2;3,4; save one.txt a -ascii double save one.txt a -ascii （6）save（fname，a，-ascii） save(fname,a,-ascii),load函数,与save函数相对应，load函数是将磁盘上的数据读入到工作空间。具体格式如下： （1）load把默认文件名matlab.mat的内容读入内存 （2）load dfile把dfile装入内存： load one.dat （3）x=load（ fname） load (
24、woman)imshow(X,map), save F:matlabdataxy load F:matlabdataxy,课 堂 练 习,1、以步长为0.01，在0到2间产生一组正弦波数据，并以文本形式保存到E的matlab上。2、将1题保存的数据导入到工作空间，并提出相应的x,y的值。,变 量,1变量的命名在MATLAB中，变量名可以是由字母、数字或下划线组成的字符序列，最多可包含63个字符，但第一个字符必须是字母。例如：myfile13、ab_1cd、EXAMPE等均为合法变量名，而3dat、_mydat、123.4等都不是合法变量名。 2赋值语句赋值语句的格式：变量名表达式,例:,计算下
25、列表达式，并显示结果：,在MATLAB命令窗口输入命令： x=1+2i; y=3-sqrt(17); z=(cos(abs(x+y)-sin(78*pi/180)/(x+abs(y),预定义变量,文件操作,文件操作是一种数据输入输出方式，即从数据文件读取数据或将结果写入数据文件 MATLAB提供了一系列底层输入输出函数，专门用于文件操作，文件操作函数有fopen、close、fprintf、fscanf等，读者可以利用MATLAB的帮助系统查看文件操作函数的应用方法。 本小节只介绍二进制文件和文本文件的读写操作。图像文件的读写将在第5章介绍。,文件的打开与关闭,要对文件进行读或写操作，首先得打
26、开文件；对文件操作完成后，为了保证文件内容的安全，必须要关闭文件。 在读写文件之前，必须先用fopen函数打开或创建文件，并指定对该文件进行的操作方式。 fopen函数的调用格式为：fid=fopen（文件名，打开方式） 说明：其中fid用于存储文件句柄，如果返回的句柄值大于0，则说明文件打开成功；若返回的句柄值为0，则表示打开文件失败 ；,文件打开方式,如果在上述表格中的打开方式字符串后面添加一个t，则表示该文件是以文本格式打开； 如果在上述表格中的打开方式字符串后面添加一个b，则表示该文件是以二进制格式方式打开。,关闭文件,当文件进行完读、写等操作后，应及时关闭文件，以免数据丢失。关闭文件
27、用fclose函数，调用格式为：stafclose(fid)说明：该函数关闭fid所表示的文件句柄。sta表示关闭文件操作的返回值，若关闭成功，返回0，否则返回-1，通常缺省sta。 如果要关闭所有已打开的文件用fclose(all), fid=fopen(test,rt) %以文本读的方式打开 fid =4 % fid的返回值大于0说明打开成功sta=fclose(fid), fid=fopen(E:matlab1xy.txt,rt) %带路径打开文件 fid =3 sta=fclose(fid) sta =0, fid=fopen(test,wb) %以二进制写的方式打开 fid =5%f
28、id的返回值大于0说明打开成功 如果当前路径上不存在test文件，将在当前路径上创建一个名为test的文件。 fclose(all),二进制文件的读写,写二进制文件fwrite函数按照指定的数据精度将矩阵中的元素写入到文件中。其调用格式为：COUNTfwrite（fid，A，precision）说明：其中COUNT返回所写的数据元素个数（可缺省），fid为文件句柄，A用来存放写入文件的数据，precision代表数据精度.常用的数据精度有：char、uchar、int、long、float、double等。缺省数据精度为uchar，即无符号字符格式。,读二进制文件,fread函数可以读取二进制
29、文件的数据，并将数据存入矩阵。其调用格式为：A，COUNT=fread(fid，size，precision)说明：其中A是用于存放读取数据的矩阵、COUNT是返回所读取的数据元素个数、fid为文件句柄、size为可选项，若不选用则读取整个文件内容；若选用size，则可以是下列值：N（读取N个元素到一个列向量）、inf（读取整个文件）、M，N（读M行N列的数据到MN的矩阵中，数据按列存放）。precision用于控制所写数据的精度，其形式与fwrite函数相同。,例：, a a =1 2 33 4 23 4 6 fid=fopen(test,wb) fid =8, fwrite(fid,a,d
30、ouble) ans =9,例：, fclose(fid) ans =0 fid2=fopen(test,r), b=fread(fid,5,double) b =13324,文本文件的读写操作,读文本文件fscanf函数可以读取文本文 件的内容，并按指定格式存入矩阵。其调用格式为：A，COUNT=fscanf(fid，format，size)说明：其中A用来存放读取的数据，COUNT返回所读取的数据元素个数，fid为文件句柄，format用来控制读取的数据格式，由%加上格式符组成，常见的格式符有：d（整型）、f（浮点型）、s（字符串型）、c（字符型）等，在%与格式符之间还可以插入附加格式说明
31、符，如数据宽度说明等。 size为可选项，与fread函数相同。, fid=fopen(E:matlab1xy.txt,rt) %带路径打开xy.txt文件 fid =4 A,COUNT=fscanf(fid,%f,inf) %以一列的形式显示 A,COUNT=fscanf(fid,%f,2,inf),写文本文件,fprintf函数可以将数据按指定格式写入到文本文件中 其调用格式为：fprintf（fid，format，A）说明：fid为文件句柄，指定要写入数据的文件，format是用来控制所写数据格式的格式符，与fscanf函数相同，A是用来存放数据的矩阵。,例：,x = 0:.1:1; y = x; exp(x); fid = fopen(exp.txt, wt); fprintf(fid, %6.2f %12.8fn, y); fclose(fid) fid1= fopen(exp.txt, rt); fid1= fopen(exp.txt, r); B=fscanf(fid1,%f),创建一个二进制和文本形式的文件，分别以二进制形式和文本形式写入A=1 2 3,课 堂 练 习,Thank You !,
