matlab入门经典教程第一章基础准备及入门.docx

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matlab入门经典教程第一章基础准备及入门

第一章基础准备及入门

本章有两个目的：

一是讲述MATLAB正常运行所必须具备的基础条件；二是简明系统地介绍高度集成的Desktop操作桌面的功能和使用方法。

本章的前两节分别讲述：

MATLAB的正确安装方法和MATLAB环境的启动。

因为指令窗是MATLAB最重要的操作界面，所以本章用第1.3、1.4两节以最简单通俗的叙述、算例讲述指令窗的基本操作方法和规则。

这部分内容几乎对MATLAB各种版本都适用。

MATLAB6.x不同于其前版本的最突出之处是：

向用户提供前所未有的、成系列的交互式工作界面。

了解、熟悉和掌握这些交互界面的基本功能和操作方法，将使新老用户能事半功倍地利用MATLAB去完成各种学习和研究。

为此，本章特设几节用于专门介绍最常用的交互界面：

历史指令窗、当前目录浏览器、工作空间浏览器、内存数组编辑器、交互界面分类目录窗、M文件编辑/调试器、及帮助导航/浏览器。

本章是根据MATLAB6.5版编写的，但大部分内容也适用于其他6.x版。

.1MATLAB的安装和内容选择

图1.1-1

.2Desktop操作桌面的启动

.2.1MATLAB的启动

.2.2Desktop操作桌面简介

10一操作桌面的缺省外貌

图1.2-1

10二通用操作界面

.3CommandWindow运行入门

.3.1CommandWindow指令窗简介

图1.3-1

.3.2最简单的计算器使用法

【例1.3.2-1】求

的算术运算结果。

（1）用键盘在MATLAB指令窗中输入以下内容

>>（12+2*（7-4））/3^2

（2）在上述表达式输入完成后，按【Enter】键，该就指令被执行。

（3）在指令执行后，MATLAB指令窗中将显示以下结果。

ans=

【例1.3.2-2】简单矩阵

的输入步骤。

（1）在键盘上输入下列内容

A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9]

（2）按【Enter】键，指令被执行。

（3）在指令执行后，MATLAB指令窗中将显示以下结果：

123

456

789

【例1.3.2-3】矩阵的分行输入。

A=[1,2,3

4,5,6

7,8,9]

123

456

789

【例1.3.2-4】指令的续行输入

S=1-1/2+1/3-1/4+...

1/5-1/6+1/7-1/8

0.6345

.3.3数值、变量和表达式

10一数值的记述

10二变量命名规则

10三MATLAB默认的预定义变量

10四运算符和表达式

10五复数和复数矩阵

【例1.3.3-1】复数

表达，及计算

。

（1）

z1=3+4i

z1=

3.0000+4.0000i

（2）

z2=1+2*i

z3=2*exp（i*pi/6）

z=z1*z2/z3

z2=

1.0000+2.0000i

z3=

1.7321+1.0000i

0.3349+5.5801i

【例1.3.3-2】复数矩阵的生成及运算

A=[1,3;2,4]-[5,8;6,9]*i

B=[1+5i,2+6i;3+8*i,4+9*i]

C=A*B

1.0000-5.0000i3.0000-8.0000i

2.0000-6.0000i4.0000-9.0000i

1.0000+5.0000i2.0000+6.0000i

3.0000+8.0000i4.0000+9.0000i

1.0e+002*

0.99001.1600-0.0900i

1.1600+0.0900i1.3700

【例1.3.3-3】求上例复数矩阵C的实部、虚部、模和相角。

C_real=real（C）

C_imag=imag（C）

C_magnitude=abs（C）

C_phase=angle（C）*180/pi%以度为单位计算相角

C_real=

99116

116137

C_imag=

0-9

C_magnitude=

99.0000116.3486

116.3486137.0000

C_phase=

0-4.4365

4.43650

【例1.3.3-4】用MATLAB计算

能得到–2吗？

（1）

a=-8;

r=a^（1/3）

1.0000+1.7321i

（2）

m=[0,1,2];

R=abs（a）^（1/3）;

Theta=（angle（a）+2*pi*m）/3;

rrr=R*exp（i*Theta）

rrr=

1.0000+1.7321i-2.0000+0.0000i1.0000-1.7321i

（3）

t=0:

pi/20:

2*pi;x=R*sin（t）;y=R*cos（t）;

plot（x,y,'b:

'）,grid

holdon

plot（rrr

（1）,'.','MarkerSize',50,'Color','r'）

plot（rrr（[2,3]）,'o','MarkerSize',15,'Color','b'）

axis（[-3,3,-3,3]）,axissquare

holdoff

图1.3-2

.3.4计算结果的图形表示

【例1.3.4-1】画出衰减振荡曲线

及其它的包络线

。

的取值范围是

。

（图1.3-3）

t=0:

pi/50:

4*pi;

y0=exp（-t/3）;

y=exp（-t/3）.*sin（3*t）;

plot（t,y,'-r',t,y0,':

b',t,-y0,':

b'）

grid

图1.3-3

【例1.3.4-2】画出

所表示的三维曲面（图1.3-4）。

的取值范围是

。

clear;x=-8:

0.5:

y=x';

X=ones（size（y））*x;

Y=y*ones（size（x））;

R=sqrt（X.^2+Y.^2）+eps;%<5>

Z=sin（R）./R;%<6>

surf（X,Y,Z）;%

colormap（cool）%

xlabel（'x'）,ylabel（'y'）,zlabel（'z'）

图1.3-4

.4CommandWindow操作要旨

.4.1指令窗显示方式的操作

10一缺省显示方式

10二显示方式的设置

.4.2数值计算结果的显示格式

.4.3指令行中的标点符号

.4.4指令窗的常用控制指令

.4.5指令窗中指令行的编辑

【例1.4.5-1】指令行操作过程示例。

.5CommandHistory和实录指令diary

.5.1CommandHistory历史指令窗简介

图1.5-1

.5.2历史指令行的再运行

【例1.5.2-1】再运行图1.5-2所示历史指令窗中的三行指令。

图1.5-2

.5.3指令窗实录指令diary

.6CurrentDirectory、路径设置器和文件管理

.6.1CurrentDirectory当前目录浏览器简介

图1.6-1

10二借助当前目录浏览器获取M和MAT文件信息

【例1.6.1-1】从图1.2-1所示MATLAB缺省桌面开始，叙述引出图1.6-1所示面貌的当前目录浏览器的操作过程。

.6.2MATLAB的搜索路径

.6.3MATLAB搜索路径的扩展和修改

10一何时需要修改搜索路径

10二利用设置路径对话框修改搜索路径

图1.6-2

10三利用指令path设置路径

.7WorkspaceBrowser和ArrayEditor

.7.1WorkspaceBrowser工作空间浏览器简介

图1.7-1

.7.2现场菜单用于内存变量的查阅和删除

10一内存变量查阅、删除的指令操作法

【例1.7.2-1】在指令窗中运用who,whos查阅MATLAB内存变量。

who

Yourvariablesare:

ABnumberDRXYZZy

BCDDXYx

whos

NameSizeBytesClass

A2x2230cellarray

B1x1264structarray

Bnumber1x18doublearray

C2x2408symobject

D1x24chararray

DD2x28chararray

R33x338712doublearray

X33x338712doublearray

XYZ33x33x326136doublearray

Y33x338712doublearray

Z33x338712doublearray

x1x33264doublearray

y33x1264doublearray

Grandtotalis7722elementsusing62434bytes

【例1.7.2-2】在指令窗中运用clear指令可以删除内存中的变量。

clearBnumber

who

Yourvariablesare:

ABCDDDRXXYZYZxy

10二内存变量查阅和删除的现场菜单操作法

图1.7-2

【例1.7.2-3】通过“工作空间浏览器”的运作，采用图形显示内存变量Z。

图1.7-3

【例1.7.2-4】通过“工作空间浏览器”删除内存变量。

.7.3ArrayEditor数组编辑器和大数组的输入

图1.7-4

.7.4数据文件的存取

10一存取数据文件的指令操作法

10二通过内存变量浏览器实现数据文件的存取

（1）产生保存全部内存变量的数据文件的操作方法

图1.7-5

【例1.7.4-1】数据的存取。

（假定内存中已经存在变量X,Y,Z）

（1）

mkdir（'c:

\','my_dir'）;

cdc:

\my_dir

savesafXYZ

dir

...saf.mat

（2）

clear

loadsafZ

who

Yourvariablesare:

.8LaunchPad交互界面分类目录窗

图1.8-1

.9Editor/Debugger和脚本编写初步

.9.1Editor/DebuggerM文件编辑调试器简介

10一编辑调试器的开启

图1.9-1

10二编辑器使用中的若干注意事项

.9.2M脚本文件编写初步

【例1.9.2-1】编写解算例1.3.4-1题目的M脚本文件，并运行之。

操作步骤：

.10帮助系统

.10.1帮助方式概述

10一“纯文本”帮助

【例1.10.1-1】在指令窗中运行help的示例。

（1）

helphelp

HELPOn-linehelp,displaytextatcommandline.

HELP,byitself,listsallprimaryhelptopics.Eachprimarytopic

correspondstoadirectorynameontheMATLABPATH.

..................

（2）

help

HELPtopics:

matlab\general-Generalpurposecommands.

matlab\ops-Operatorsandspecialcharacters.

matlab\lang-Programminglanguageconstructs.

matlab\elmat-Elementarymatricesandmatrixmanipulation.

matlab\elfun-Elementarymathfunctions.

..................

Formorehelpondirectory/topic,type"helptopic".

（3）

helpelmat

Elementarymatricesandmatrixmanipulation.

Elementarymatrices.

zeros-Zerosarray.

ones-Onesarray.

eye-Identitymatrix.

..................

（4）

helpeye

EYEIdentitymatrix.

EYE（N）istheN-by-Nidentitymatrix.

EYE（M,N）orEYE（[M,N]）isanM-by-Nmatrixwith1'son

thediagonalandzeroselsewhere.

EYE（SIZE（A））isthesamesizeasA.

SeealsoONES,ZEROS,RAND,RANDN.

【例1.10.1-2】在指令窗中，运用lookfor找H1行（M函数文件的第一注释行）

lookforfourier

FFTDiscreteFouriertransform.

FFT2Two-dimensionaldiscreteFourierTransform.

FFTNN-dimensionaldiscreteFourierTransform.

IFFTInversediscreteFouriertransform.

IFFT2Two-dimensionalinversediscreteFouriertransform.

IFFTNN-dimensionalinversediscreteFouriertransform.

XFOURIERGraphicsdemoofFourierseriesexpansion.

MOT563_FFTDiscreteFouriertransform.

MOT563_IFFTInversediscreteFouriertransform.

MOT566_FFTDiscreteFouriertransform.

MOT566_IFFTInversediscreteFouriertransform.

DFTMTXDiscreteFouriertransformmatrix.

INSTDFFTInversenon-standard1-DfastFouriertransform.

NSTDFFTNon-standard1-DfastFouriertransform.

FFTQuantizedFastFourierTransform.

FOURIERFourierintegraltransform.

IFOURIERInverseFourierintegraltransform.

10二“导航/浏览器交互界面”帮助

10三PDF帮助

10四其他帮助

.10.2HelpNavigator/Browser帮助导航/浏览器简介

图1.10-1

10一Contents帮助文件目录窗

【例1.10.2-1】通过鼠标操作获得如图1.10-1所示的界面。

10二Index帮助索引窗

【例1.10.2-2】利用Idex搜索fourier这条术语。

（注意把本例与例1.10.1-2、例1.10.2-3比较。

）

图1.10-2

10三Search搜索窗

【例1.10.2-3】利用“Search”窗搜索词汇fourier。

（注意把本例与例1.10.1-2、例1.10.2-2比较。

）

图1.10-3

10四Favorites书签窗

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