matlab基本介绍和工作环境ppt课件

MATLAB语言及应用通信教研室主讲人：詹婧E-mail：zhanjing678@gmail.com联系方式：13349824132QQ：642678022.课程安排 课时：22个课堂教学学时，12个上机学时。 考核方式：考试：50%平时成绩：20%，包括考勤和课堂练习实验成绩：30%，实验课上随堂测试.课程简介 课程名称：Matlab语言与应用 先修课程：高等数学，线性代数 参考教材：《Matlab实用教程》第二版[美]HollyMoore电子工业出版社《Matlab程序 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 与应用》刘卫国高等教育出版社《Matlab通信工程仿真》张德丰机械工业出版社.课程学习内容 Matlab语言的基本情况和工作环境 Matlab的基本语法 Matlab的基本编程方法 Matlab在数学中的应用 Matlab在电路中的应用 Matlab在信号与系统中的应用. 学习Matlab的目的？ 什么是Matlab? Matlab有哪些功能？ Matlab具有哪些特点？ Matlab的安装.学习Matlab的目的（1）通过Matlab做一些相关课程仿真，例如信号与系统、通信原理、电路理论等课程的仿真实验，帮助我们更深入的理解相关概念。（2）对于找工作的同学来说，Matlab学习为大家以后在工作中解决一些技术问题提供一种解决思路。（3）对于打算继续深造的同学，Matlab的学习为以后的研究工作打基础。.Matlab的起源和发展上个世纪70年代中期，CleveMoler博士和其同学在美国国家科学基金的资助下开发了调用EISPACK和LINPACK的FORTRAN子程序库。EISPACK是特征值求解的FORTRAN程序库，LINPACK是解线性方程的程序库。在当时,这两个程序库代表矩阵运算的最高水平。.Matlab的起源和发展 到70年代后期，身为美国NewMexico大学计算机系系主任的CleveMoler，在给学生讲授线性代数课程时，想教学生使用EISPACK和LINPACK程序库，但他发现学生用FORTRAN编写接口程序很费时间，于是他开始自己动手，利用业余时间为学生编写EISPACK和LINPACK的接口程序。 CleveMoler给这个接口程序取名为MATLAB，该名为矩阵（matrix）和实验室（labotatory）两个英文 单词 英语单词 下载七年级上册英语单词表下载英语单词表下载深圳小学英语单词表 下载高中英语单词 下载 的前三个字母的组合。.Matlab的起源和发展 1983年春天,CleveMoler到Standford大学讲学，MATLAB深深地吸引了工程师JohnLittle。JohnLittle敏锐地觉察到MATLAB在工程领域的广阔前景。同年，他和CleveMoler，SteveBangert一起，用C语言开发了第二代专业版。这一代的MATLAB语言同时具备了数值计算和数据图示化的功能。 1984年，CleveMoler和JohnLittle成立了MathWorks公司，正式把MATLAB推向市场，推出了1.0的DOS版本。.Matlab的起源和发展 1992年，Mathworks公司推出了4.0版本 1993年，Mathworks公司够得了Mape使用权以Maple为“引擎”开发了SymbolicMathToolbox10.推出了4.1版本。 1994年，4.2版本扩充了图形界面设计方面的功能。 1997年，推出5.0版，允许更多的数据结构，如单元数据。多维矩阵等，使其成为一种更为方便的编程语言。.Matlab的起源和发展 2000年，这一年推出了Matlab6.0正式版。 2004年，Mathworks公司推出了Matlab7.0版，使得该软件发展到了一个全新的阶段，其中集成了Matlab7.0编译器，SIMULINK6.0图形仿真器及很多工具箱，在编译环境、代码效率、数据可视化、文件I/O等方面都进行了全面的升级。.Matlab版本说明 2005年，Matlab7.1版 2006年之后，开始推出R系列，产品的发布模式也发生了变化，由一年一次发布，改为了一年两次发布，分别是3月和9月，“R+年份+代码”，对应上下半年代码分别是a和b。研究人员为了方便辨识，也会称其为7.X版本..Matlab版本说明 举例：MatlabR2007a----Matlab7.4版MatlabR2007b----Matlab7.5版目前最新的MatlabR2012b----Matlab7.15版 通常情况下： 上半年：专业版：针对工程领域 下半年：教学版：针对科学研究领域.什么是Matlab? Matlab是一款由Mathworks公司开发的一种以矩阵运算为基础，主要用于数值计算及可视化图形处理的交互式程序语言。它将数值分析、矩阵运算、图形图像处理、信号处理和工程仿真等众多强大的功能集成在较易使用的计算机环境之中，为科学研究、工程应用提供一种功能强大、效率高的运算和仿真工具。.Matlab有哪些功能？ 数值计算与符号计算：数值计算－数值解符号计算－解析解 绘图功能：二维图形三维图形 动态仿真的功能 .Matlab有哪些功能？ 例1：[13-(17-5)×8]+43在Matlab命令窗口中输入：》(13-(17-5)*8)+4^3在上述表达式输入完后，按回车键，该命令即被执行。 .Matlab有哪些功能？ 例2：画出衰减震荡曲线及其包络线t的范围取值范围[0,4π]。 例3：利用Matlab进行三维绘图，绘制一条三维螺旋线。 例4：用Matlab仿真阻尼震荡的过程，并绘制阻尼震荡的曲线图形。.Matlab的特点? Matlab是一种解释性的语言，编译效率很高。 变量及运算符号的“多功能性” 例5图示复数z1=4+3i,z2=1+2i的和。 界面使用方便 强大而简易的作图功能 例6在命令窗口绘制y=sin(2x)的曲线。 智能化程度高 语法简单，内涵丰富 功能丰富，可扩展性强 .Matlab的安装 自定义安装：MATLABSimulinkInstrumentControlToolboxMatlabComplierSimscapeStatisticsToolbox.Matlab的安装 注意事项： （1）Matlab软件都很大，安装存放的 目录 工贸企业有限空间作业目录特种设备作业人员作业种类与目录特种设备作业人员目录1类医疗器械目录高值医用耗材参考目录 需要事先预留足够的空间。 （2）使用破解版本的Matlab,找到安装包中的Crack文件，打开文件中的.txt文档，寻找相应的激活码。. 什么是Matlab? Matlab有哪些功能？ Matlab具有哪些特点？ 学习Matlab的目的? Matlab的安装. Matlab基本工作环境 Matlab常用命令 实例分析.界面布局 工具栏：File、Edit、Debug、Desktop、Window、Help 默认打开的窗口:命令窗口（CommandWindow)历史命令窗口（CommandHistory)工作空间管理窗口（Workspace)当前路径窗口（CurrentDirectory)选中目标情况（Details） 不随默认打开的窗口:编译窗口（Editor)，图形窗口(Figure)，帮助窗口（Help)。.工作环境.菜单项功能介绍 New：新建一个文件（M文件、图形窗口、仿真模型、图形用户界面GUI、用于发布的项目） Open：打开已有文件 CloseCommandHistory：关闭历史命令窗口 Importdata：导入其他文件的数据 SaveWorkspaceAs：使用二进制的MAT文件保存工作空间的内容 SetPath：设置搜索路径等 Preferences：设置Matlab工作环境外观和操作相关属性等参数 PageSetup：页面设置 Print：打印 PrintSelection：打印所选择区域 ExitMatlab：退出Matlab.菜单项功能介绍 Undo：撤销操作 Redo：（向前）执行操作 Cut：剪切 Copy：复制 Paste：粘贴 PastetoWorkspace：将剪贴板的数据输入到Matlab工作空间中。 SelectAll：全部选择 Delete：删除 Find：查找 FindFiles：查找文件 ClearCommandWindow：清空命令窗口 ClearCommandHistory：清楚历史命令 ClearWorkspace：清空工作区.菜单项功能介绍 Folders：目录 AllFiles：所有文件 M-Files：M文件（扩展名为.m的文件） MAT-Files：MAT文件（二进制，扩展名为.mat的文件） 。。。。。。.菜单项功能介绍 OpenM-FilewhenDebugging：调试时打开M文件 Step：调试时单步运行 Stepin：调试时单步运行进入子函数 Stepout：调试时单步运行跳出子函数 Continue：运行程序到下一个断点或到程序结束 ClearBreakpointsinAllFiles：清除所有的断点 StopifErrors/Warnings：在程序出错或报警处停止 ExitDebugMode：退出调试模式. MinimizeCurrentDirectory~ResizeCurrentDirectory：调整各个工作窗口的大小、位置、形状等状态。（当前选中CurrentDirectory窗口，若选中CommandHistory窗口，则显示为CommandHistory） UndockCurrentDirectory：与命令窗口分离 DesktopLayout：界面布局（可选择各种布局方式，Default为默认） CommandWindow：打开命令窗口 CommandHistory：打开历史命令窗口 CurrentDirectory：打开当前目录窗口 Workspace：打开工作空间窗口 Profile：打开程序性能剖析窗口 Help：打开帮助窗口 Editor。。。。。。打开编辑器等 Toolbars：工具栏的显示状态 Titles：各窗口标签的显示状态.菜单项功能介绍 Windows菜单提供了在已打开的各窗口之间切换的功能。.菜单项功能介绍 工具栏可根据个人喜好在Desktop->Toolbars->Customize中自行调整。.命令窗口（CommandWindow） 命令窗口是进行Matlab操作的最主要的窗口，在命令窗口中可输入各种MATLAB的命令、函数和表达式，并显示除图形外的所有运算结果。例：a=12.5 b=‘hello’ ifa>0c=5,end.历史命令窗口（CommandHistory） 历史命令窗口用来记录并显示已经运行过的命令、函数和表达式，并允许用户对它们进行选择、复制和重运行，用户可以方便地输入和修改长命令，选择多行命令以产生M文件。（配合CTRL、SHIFT键可选择多条命令） 选中命令后，选择右键菜单中的EvaluateSelection运行单行或多行命令；CreateM-File把多行命令写成M文件。.当前目录浏览器窗口（CurrentDirectoryBrowser） 当前目录浏览器窗口用来设置当前目录，可以随时显示当前目录下的M、MDL等文件信息，包括文件类型、文件大小等。可在工具栏选择当前目录。 在此窗口中可打开M文件（双击）；把MAT文件中的全部或部分数据装入内存（右键点选MAT文件，选择Open或ImportData）.工作空间浏览器窗口（Workspace） 工作空间浏览器窗口用于显示所有Matlab工作空间中的变量名、数据结构、类型、大小和字节数。在该窗口中还可以对变量进行观察、编辑、提取和保存。（选中变量，点击右键）.Matlab窗口不随MATLAB操作界面的出现而启动的窗口.数组编辑器窗口（ArrayEditor） 在工作空间中选择数值、字符变量，右键点选“Open”或双击该变量，则出现该窗口。.M文件编辑/调试器窗口（Editor/Debugger） 需要编写M文件（扩展名为.m）时，才启动该窗口。 例：双击当前目录浏览器窗口中的某*.m文件。.帮助导航/浏览器窗口（HelpNavigator/Browser） 选择菜单“Desktop”->“Help”；选择菜单“Help”->“MatlabHelp”都可以出现该窗口。.Matlab文件格式 程序文件：即M文件，其扩展名为.m，包括主程序和函数文件，M文件通过M文件编辑/调试器生成。Matlab的各工具箱中的函数大部分是M文件。 数据文件：即MAT文件，其扩展名为.mat，用来保存工作空间中的数据变量。数据文件可以通过在命令窗口中输入“save”命令生成。 可执行文件：即MEX文件，其文件的扩展名为.mex，由Matlab的编译器对M文件进行编译后产生，其运行速度比直接执行M文件快得多。.Matlab文件格式 图形文件：其扩展名为.fig，可以在“File”菜单中创建和打开，也可由Matlab的绘图命令和图形用户界面窗口产生。 模型文件：其扩展名为.mdl，是由Simulink工具箱建模产生的。另外还有.s文件仿真文件。.Matlab中常用标点符号的功能 空格：用于输入变量之间的分隔符以及数组行元素之间的分隔符。 逗号：用于要显示计算结果的命令之间的分隔符；用于输入变量之间的分隔符；用于数组行元素之间的分隔符。 分号：用于不显示计算结果命令行的结尾；用于不显示计算结果命令之间的分隔符；用于数组元素行之间的分隔符。 冒号：用于生成一维数值数组，表示一维数组的全部元素或多维数组的某一维的全部元素。 百分号：用于注释的前面，在它后面的命令不需要执行。. 单引号：用于括住字符串。 圆括号（小括号）：用于引用数组元素；用于函数输入变量列表；用于确定算术运算的先后次序。 方括号（中括号）：用于构成向量和矩阵；用于函数输出列表。 花括号（大括号）：用于构成元胞数组。（元胞数组是MATLAB的一种特殊数据类型，可以将元胞数组看做一种无所不包的通用矩阵，或者叫做广义矩阵。组成元胞数组的元素可以是任何一种数据类型的常数或者常量，每一个元素也可以具有不同的尺寸和内存占用空间，每一个元素的内容也可以完全不同，所以元胞数组的元素叫做元胞（cell）。和一般的数值矩阵一样，元胞数组的内存空间也是动态分配的。）. 下划线：用于一个变量、函数或文件名中的连字符。 续行号（…）：用于把后面的行与该行连接以构成一个较长的命令。 “At”号（@）：用于放在函数名前形成函数句柄；用于放在目录名前形成用户对象类目录。.数据显示格式的控制指令 指令 含义 formatformatshort 通常保证小数点后四位有效，最多不超过7位；对于大于1000的实数，用5位有效数字的科学记数形式显示。 formatlong 小数点后15位数字表示 formatshorte 5位科学记数表示 formatlonge 15位科学记数表示 formatshortg 从formatshort和formatshorte中自动选择最佳记数方式 formatlongg 从formatlong和formatlonge中自动选择最佳记数方式 formatrat 近似有理数表示 formathex 十六进制表示 format+ 显示大矩阵用。正数、负数、零分别用+,-,空格表示。 formatbank （金融）元、角、分表示 formatcompact 显示变量之间没有空行 formatloose 在显示变量之间有空行 〖说明〗.数据显示格式的控制指令 自定义指令窗口的字体风格，数值计算结果显示格式 设置方法：（1）选中{File〉Preferences〉找到参数设置对话框（2）在弹出对话框的左栏选中“Font&Colors”（3）用户根据对话框右边的提示设置相应格式.Matlab常用命令 指令 含义 指令 含义 ans 最新计算结果的默认变量名 edit 打开M文件编辑器 cd 设置当前工作目录。 exit 关闭/退出MATLAB clf 清除图形窗 help 在指令窗中显示帮助信息 clc 清除指令窗中显示内容 more 使其后的显示内容分页进行 clear 清除MATLAB工作空间中保存的变量 quit 关闭/退出MATLAB dir 列出指定目录下的文件和子目录清单 return 返回到上层调用程序；结束键盘模式 doc 在MATLAB浏览器中，显示帮助信息 type 显示指定M文件的内容 diary 把指令窗输入记录为文件 which 指出其后文件所在的目录.路径设置和文件管理 cd：设置当前路径 dir：列出指定目录下的文件和子目录清单。 Path:设置搜索路径 具体格式： path(path,’路径’）把路径设置在搜索路径的尾端 Path(‘路径’,path)把路径设置在搜索路径的首端.路径设置和文件管理 what：列出当前目录下的M、MAT、MEX文件清单。 who及whos:查阅MATLAB的内存变量 save保存文件命令格式：saveFilename type：显示指定M文件的内容。例：typeabs.m which：指出M文件、MEX文件、工作空间变量、内置函数或Simulink模型所在的目录。例：whichabs.m matlabroot：返回安装matlab的根目录。.实际演练例：启动Matlab，在命令窗口输入：a=[123;456;789];b=[111;222;333];c=‘计算’;d=a+b*i并创建生成一个M-文件，退出Matlab，找到该文件运行该文件。.作业1、安装Matlab软件2、在Matlab中的命令窗口中输入下列代码，观察结果：A=rand(3,3)B=magic(3)C=dot(A,B)注：下次课上交题二中的输出结果。.