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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,封,面,徐俊,通信教研室,2013,目 录,前言,第,1,章,MATLAB,概述,第,2,章,MATLAB,基本语法,第,3,章,MATLAB,基本绘图,第,4,章,MATLAB,数值计算,第,5,章,MATLAB,基本程序设计,第,6,章,MATLAB,图形用户界面设计,第,7,章,MATLAB,符号数学工具箱,第,8,章,Simulink,仿真,第,9,章,MATLAB,在信号与系统中的应用,第,10,章,MATLAB,在数字信号处理中的应用,前 言,（一）为什么开设本课程,由于,MATLAB,的,独特优势，开设本课程：,2,、简单易用的程序语言,3,、强大的科学计算及数据处理能力,4,、出色的图形处理功能,1,、友好的工作平台和编程环境,5,、工程师必备的工具,前 言,（二）课程特点,1,、是一门计算机语言课,2,、是一门实践性很强的课,3,、是一门选修课,前 言,（三）课程内容,1,、,MATLAB,概述,2,、,MATLAB,基本语法,4,、,MATLAB,数值计算,3,、,MATLAB,基本绘图,5,、,MATLAB,基本程序设计,7,、,MATLAB,工具箱（符号数学,）,8,、,Simulink,与,MATLAB,应用,6,、,MATLAB,图形用户界面设计,前 言,（五）,要求,勤学习、勤实践。,多沟通、共提高。,（四）课时安排,总,40,学时,=22,学时授课,+18,学时实验,第,1,章,MATLAB,概述,MATLAB,简介,MATLAB,的特点,MATLAB,的组成,MATLAB,的工作环境,MATLAB,的通用命令,主要内容,1.1 MATLAB,简介,-,发展,1970,年代中期,，,Cleve,Moler,博士开发了：,EISPACK,（,特征值求解的程序库）,LINPACK,（,解线性方程的程序库）,1970,年代后期,，,Cleve,Moler,编写接口程序,：,MATLAB,即,MATrix,和,LABoratory,前,3,个字母的组合，是“矩阵实验室”的缩写，它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言。,1983,年春,，,Cleve,Moler,和,John Little,用,C,语言开发了第二代专业版,84,年,，两人成立了,Mathworks,公司,正式把,MATLAB,推向市场。,1.1 MATLAB,简介,-,发展,1988,年,，推出,MATLAB3.x,版本,(DOS,版,),。,1993,年,，推出,MATLAB4.0,版本,(Win3.x),。,1997,年,，推出,MATLAB5.0,版,(Windows95),。,1999,年,，推出,MATLAB5.3,版本,R11(,流行较广,),。,2000,年,，推出,MATLAB6.0,版本,R12 (Win98/Win2000),2001,年,，推出,MATLAB6.1(,克服,6.0,不支持,P4,，,Win me,汉字等,),。,2002,年,，推出,MATLAB6.5R13(,速度更快、性能更优越等,),。,2004,年,，推出,MATLAB7,版本,R14,1.1 MATLAB,简介,-,特点,1,、运算功能强大,2,、人机界面友好，编程效率高,3,、强大而简易的作图功能,4,、,强劲的工具箱,5,、动态仿真功能,是一个强大的功能演算性草稿纸,难点：函数较多，仅基本部分就有,700,多个。,1.1 MATLAB,简介,-,组成,MATLAB,软件由四部分组成：,1,、基本部分（核心）,：,程序主体和基本函数（约,700,多个）。,2,、专业扩展部分（工具箱）,：,有,30,多个工具箱，由大量专业函数组成（上千个函数）。,3,、符号数学工具箱,：,基于,Maple,软件的符号数学引擎。,4,、,仿真工具箱（,Simulink,）：,用于建立系统的数学模型和仿真分析等。,1.2MATLAB,的工作环境,MATLAB,的启动,方法一：点击快捷方式图标,方法二：点击文件,matlab.exe,MATLAB,的退出,在,MATLAB,的命令窗口输入“,exit”,命令；,在,MATLAB,的命令窗口输入“,quit”,命令；,直接单击,MATLAB,命令窗口的 按钮。,界面简介,1.2 MATLAB,工作环境,-,界面,菜单,(Menu),命令窗口,历史命令窗口,工作区窗口和,当前目录,窗口,当前路径,1.2 MATLAB,工作环境,-,界面,命令窗口（,command window,）,历史命令窗口（,command history,）,当前目录窗口（,current directory,）,工作区窗口（,workspace,）,菜单,(Menu),窗口（,Windows,）,1,菜单和工具栏,默认情况下的菜单和工具栏,:,【File】,菜单主要用于对文件的处理。,【Edit】,菜单主要用于复制、粘贴等操作，与一般,Windows,程序的类似，在此不作详细介绍。,【Debug】,菜单用于调试程序。,【Desktop】,菜单用于设置主窗口中需要打开的窗口。,【Window】,菜单列出当前所有打开的窗口。,【Help】,菜单用于选择打开不同的帮助系统。,2.,通用窗口,MATLAB,工作界面中的常用窗口包括,命令窗口,历史命令窗口,当前工作目录窗口,工作空间浏览器窗口,变量编辑窗口,M,文件编辑调试窗口,所有窗口都可以单独显示，使用标题栏上的,Undock,和,Dock,可使窗口单独出来和返回到,MATLAB,工作界面中。,1.2.1,命令窗口,(Command Window),MATLAB,提供给用户使用的管理功能的人机界面，在命令窗口中输入,MATLAB,的命令和数据后按回车键，立即执行运算并显示结果。,说明：命令窗口中的,“,”,为命令提示符，表示,MATLAB,处于准备状态。,当在提示符后输入一段程序或一段运算式后按,【,Enter,】,键，,MATLAB,会给出计算结果，并再次进入准备状态（所得结果将被保存在工作空间窗口中）。,在命令窗口内执行的,MATLAB,主要操作有：,运行函数和输入变量；控制输入和输出；执行程序，包括,M,文件和外部程序。,命令窗口中可直接运行,MATLAB,函数，而这些函数往往又和,MATLAB,命令直接联系。,MATLAB,在命令窗口中的语句形式为：,变量表达式,;,运行函数和键入变量,在命令窗口的提示符“,”,下，可以直接输入变量。,例：计算,A=256/4,1002,128,A=256/4-100*2+128,%,从键盘输入，并单击回车键,A=,%,屏幕显示的结果,-8,MATLAB,语法规定，百分号“,%”,后面的语句为注释语句。,例：,在命令窗口中输入不同的命令和数值，并查看其显示方式。,a=0.5,a=,0.5000,b=sin,b=,sin,if a1 c=true,%,如果,a a=sin(60*pi/180),a=,0.8660,format long,a,a=,0.86602540378444,format short e,a,a=,8.6603e-001,程序分析：,long,格式为,15,位数字显示，,short e,为,5,位科学计数显示。,常见标点,符号的作用,半角逗号“,”,和半角分号“,;”,都可以用来分隔,MATLAB,的指令（函数）或变量。,MATLAB,允许一行内出现多条指令。,MATLAB,的指令（函数）后使用半角分号“,;”,，它的作用是用来避免在命令窗口显示程序运行的中间结果。,注：可以使用,shift+Enter,（或,shift+Return,），表示要输入多行命令后再运行，待最后一行命令输入完毕，再回车，,MATLAB,才开始运行上述诸条命,令。,常见标点,符号的作用,对于,较长的命令行，可用符号“,”,来表示换行继续写入,。,冒号（,一个重要的操作符）,的作用：,用于生成默认间隔为,1,的等间隔向量；,用于选出矩阵指定行、列及元素；,用于循环语句。,指令行中的标点符号,名 称,标 点,作 用,空格,（,为机器辨认）用作输入量与输出量之间的分隔符,逗号,用作要显示计算结果的指令与其后指令的分隔；用作输入量与输出量之间的分隔符；用作数组元素分隔符号,黑点,.,用作数值表示中的小数点,分号,;,用作不显示计算结果指令的“结尾”标志；用作不显示计算结果指令与其后指令的分隔；用作数组的行间分隔符；,冒号,:,用以生成一维数组；用作单下标援引时，表示全部元素构成的长列；用作多下标援引时，表示那维上的全部,注释号,%,由它“启首”后的所有物理行部分被看作非执行的注释,单引号对,字符串记述符,圆括号,(),在数组援引时用；函数指令输入宗量列表时用,方括号,输入数组时用；函数指令输出宗量列表时用,下连符,_,（,为使人易读）用作一个变量、函数或文件名中的连字符,续行号,由三个以上连续黑点构成。它把其下的物理行看作该行的“逻辑”继续，以构成一个“较长”的完整指令,说明,为保证指令正确执行，以上符号一定要在英文状态下输入。,例：,a=10*2;b=a+5,c=a*b;d=c+a,A=1 2 3;4 5 6;7 8 9,B=1,2 3,4,5,6,7 8 9,C=1;2;3,命令窗口,中,指令行的编辑,为方便操作，,MATLAB,允许用户对已经输入的指令进行回调、编辑和重运行。,键 名,作 用,前寻式调回已输入过的指令行,后寻式调回已输入过的指令行,在当前行中左移光标,在当前行中右移光标,PageUp,前寻式翻阅当前窗中的内容,PageDown,后寻式翻阅当前窗中的内容,Home,使光标移到当前行的首端,End,使光标移到当前行的尾端,Delete,删去光标右边的字符,Backspace,删去光标左边的字符,Esc,清除当前行的全部内容,命令窗口的常用控制指令,指 令,含 义,cd,设置当前工作目录,clf,清除图形窗,clc,清除指令窗中显示内容,clear,清除,MATLAB,工作空间中保存的变量和函数,dir,列出指定目录下的文件和子目录清单,edit,打开,M,文件编辑器，编辑程序,exit,关闭,/,退出,MATLAB,quit,关闭,/,退出,MATLAB,md,创建目录,more,使其后的显示内容分页进行,type,显示指定,M,文件的内容,which,指出其后文件所在的目录,！,运行外部程序，如,!dir;!calc,（计算器）,1.4 MATLAB 7.3,的其他管理,MATLAB,文件格式,MATLAB 7.3,的常用文件有,.m,、,.mat,、,.fig,、,.,mdl,、,.,mex,、,.p,等类型。,设置搜索路径,用户自己书写的函数有可能并没有保存在搜索路径下。要解决这个问题，只需把程序所在的目录扩展成,MATLAB,的搜索路径即可。,MATLAB,文件格式,程序文件,程序文件即,M,文件（,M-File,），其文件的扩展名为,.m,。,图形文件,图形文件（,Figure,）的扩展名为,.fig,。,模型文件,模型文件（,Model,）扩展名为,.,mdl,，可以在“,File”,菜单中创建,Model,时生成,.,mdl,文件。,数据文件,数据文件即,MAT,文件，其文件的扩展名为,.mat,。,MATLAB,文件格式,可执行文件,可执行文件即,MEX,文件，其文件的扩展名为,.,mex,。,项目文件,项目文件的扩展名为,.,prj,。,P,码文件,P,码文件即伪代码文件，是,M,文件被调用后在内存中生成的内部伪代码。,设置搜索路径,1,、检查命令对象是否为工作空间的变量或特殊变量；,2,、检查命令对象是否为,MATLAB,的内部函数；,3,、在当前目录上，检查是否有相应的“,.m”,或“,.,mex,”,文件存在；,4,、在,MATLAB,搜索路径的所有其他目录中，依次检查是否有相应的“,.m”,或“,.,mex,”,的文件存在；,5,、如果都不是，则,MATLAB,发出错误信息。,MATLAB,的基本搜索顺序,2.,设置搜索路径窗口（,Set Path,）,打开设置搜索路径窗口的方法：,在,MATLAB,界面选择菜单“,File”“Set,Path”,；,在命令窗口中运行“,pathtool,”,或“,editpath,”,命令。,3.,设置搜索路径的常用命令,path,命令,path(path,新目录,),addpath,命令,addpath,目录,1,目录,2,参数,例,使用命令设置搜索路径,addpath,c:TEMP-begin,path(,path,c,:TEMP),p=path,附：在命令窗口中输入,path,或,genpath,可得到,MATLAB,的所有搜索路径,1.5,MATLAB,的帮助系统,1,使用帮助浏览器,2,使用帮助命令,3,联机演示,使用帮助浏览器,帮助主题（,Contents,）、索引（,Index,）、搜索（,Search,）和演示（,Demos,）四个面板来查找帮助信息：,Contents,面板为可展开的树形结构，向用户提供全方位系统帮助的向导图,;,Index,面板是,MATLAB,提供的术语索引表，可以查找命令、函数和专用术语等。,Search,面板是通过关键词来查找全文中与之匹配的章节条目，,Index,只在专用术语表中查找而,Search,的搜索是在整个,HTML,文件中进行的，因此其覆盖面更宽。,Demos,面板为,MATLAB,提供了,Demo,演示。,使用帮助命令,1,、,help,（,帮助）,help,（,显示已安装的函数库和工具箱,）,help,子目录名,/,库名,/,工具箱,如：,help general or,elfun,显示基本函数信息,help,comm,help,函数名,显示具体函数的帮助信息,如：,help sin,注意：命令窗口显示的,MATLAB,帮助信息中，是用大写字母,来突出函数名的，但在使用这些函数时，应该用,小写字母,。,使用帮助命令,lookfor,关键字,（查找）,lookfor,命令是在所有的帮助条目中搜索关键字，常用来查找具有某种功能而不知道准确名字的命令。,如：,lookfor,sound,打开帮助窗口命令,：,helpwin,:,打开帮助窗口,helpdesk:,打开帮助桌面,demo:,打开演示窗口,3,联机演示系统,可以通过以下方式打开联机演示系统。,选择,MATLAB,主窗口菜单的,【,Help】|Demos,】,选项；,在命令窗口输入,demos,；,直接在帮助页面上选择,Demos,页。,