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=
2
【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:
A=
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]
A=
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
S=
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
z=
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
A=
1.0000-5.0000i3.0000-8.0000i
2.0000-6.0000i4.0000-9.0000i
B=
1.0000+5.0000i2.0000+6.0000i
3.0000+8.0000i4.0000+9.0000i
C=
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
90
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)
r=
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:
8;
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
10一用户目录和当前目录设置
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:
Z
.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