Matlab工程应用基础-438.ppt

Matlab工程应用基础工程应用基础使用教材及参考使用教材及参考书1.1.苏苏晓晓生生，掌掌握握Matlab Matlab 6.06.0及及其其工工程程应应用用，北北京科学出版社京科学出版社 2002 2002。2.2.王王沫沫然然编编，MatlabMatlab与与科科学学计计算算（第第2 2版版），电子工业出版社，电子工业出版社，20032003。3.3.Magrab,Magrab,Edward Edward B.B.著著，高高会会生生等等译译，MatlabMatlab原原理理与与工工程程应应用用，北北京京电电子子工工业业出出版版社社，20022002。4.4.精精锐锐创创作作组组编编著著，Matlab Matlab 6.06.0科科学学运运算算完完整整解解决方案，人民邮电出版社，决方案，人民邮电出版社，20012001。课程的性程的性质、目的和任、目的和任务 Matlab Matlab 是是一一个个可可视视化化的的计计算算程程序序，被被广广泛泛地地应应用用在在科科学学运运算算领领域域里里。它它具具有有功功能能强强大大、使使用用简简单单等等特特点点，内内容容包包括括：数数值值计计算算、符符号号计计算算、数数据据拟拟合合、图图形形图图像像处处理理、系系统统模模拟拟和和仿仿真真分分析析等等功功能能。此此外外，用用MatlabMatlab还还可可以以进进行行动动画画设设计计、有限元分析等。有限元分析等。本本课课程程的的目目的的是是使使学学生生能能够够运运用用MatlabMatlab进进行行一一般般的的工工程程计计算算，掌掌握握MatlabMatlab的的基基本本技技术术（基基本本计计算算、矩矩阵阵处处理理、符符号号运运算算和和图图形形显显示示技技术术等等），为为将将来来从从事事工工程程技技术术方方面面的的产产品品开开发发、科学研究、工程计算和管理打下一定的基础。科学研究、工程计算和管理打下一定的基础。教学基本要求教学基本要求 1.1.了了解解MatlabMatlab语语言言特特点点、熟熟悉悉MatlabMatlab视视窗窗环环境境、掌掌握握MatlabMatlab帮助功能的基本使用方法。帮助功能的基本使用方法。2.2.掌掌握握MatlabMatlab中中变变量量和和函函数数的的有有关关概概念念、以以及及矩矩阵阵和和多多项项式式的的构构造造和和运运算算方方法法。初初步步具具有有将将一一般般数数学学问问题题转转化化为为计计算算模模型型的的能能力力，并并能能够够使使用用常常用用的的几几种种常常用用的的函函数数进行简单的问题求解。进行简单的问题求解。3.3.搞搞清清符符号号变变量量和和符符号号表表达达式式的的定定义义，并并能能用用符符号号运运算算解解决决一一般般的的微微积积分分和和方方程程求求解解问问题题。掌掌握握MatlabMatlab程程序序设设计计的的几几种种基基本本控控制制转转移移语语句句，学学会会使使用用数数组组和和简简单单MM文文件的编程，了解类和对象的概念。件的编程，了解类和对象的概念。4.4.掌掌握握二二维维平平面面图图形形和和三三维维立立体体图图形形的的绘绘制制方方法法，进进行行数数据据可可视视化化处处理理。理理解解用用户户图图形形界界面面程程序序的的构构造造，掌掌握握编编程方法。程方法。第第1章章 Matlab概述概述 1、Matlab简介 2、Matlab的工作环境 3、Matlab帮助系统 Matlab简介介1 1、MATLAB MATLAB 的起源与发展的起源与发展MATLAB MATLAB 是是“矩阵实验室矩阵实验室”（MATrix LABoratoryMATrix LABoratory）的缩的缩写，最初版本是由写，最初版本是由 Cleve Moler Cleve Moler 博士用博士用 FORTRAN FORTRAN 语言开发语言开发的矩阵分析软件。的矩阵分析软件。80 80 年代初期，由年代初期，由 Cleve Moler Cleve Moler 和和 John LittleJohn Little采用采用 C C 语言语言改写了改写了 MATLAB MATLAB 的内核。成立了的内核。成立了 Mathworks Mathworks 软件开发公司，软件开发公司，并于并于1984 1984 年将年将 MATLAB MATLAB 正式推向市场。正式推向市场。1992 1992 年初推出了应用于年初推出了应用于 Windows Windows 操作系统的操作系统的 MATLAB 4.x MATLAB 4.x 版本。版本。1997 1997 年推出年推出 5.1 5.1 版本。版本。1998 1998 年推出年推出 5.2 5.2 版本。版本。1999 1999 年推出年推出 MATLAB 5.3 MATLAB 5.3 版本，版本，MATLAB 5.3MATLAB 5.3对应于对应于 Release 11Release 11 。2000 2000 年又推出了更为简便易学的年又推出了更为简便易学的 MATLAB 6.0 MATLAB 6.0 版本版本，MATLAB 6.0 MATLAB 6.0 对应于对应于 Release 12Release 12。Matlab简介介2 2、MATLAB MATLAB 的主要特点的主要特点MATLAB MATLAB 的基本单位为矩阵的基本单位为矩阵.MATLAB MATLAB 语言以解释方式工作语言以解释方式工作.具有非常友好的人机界面。具有非常友好的人机界面。具有强大的作图和数据可视化功能具有强大的作图和数据可视化功能.具有极强的可扩展性。具有极强的可扩展性。3 3、MATLAB MATLAB 的基本组成的基本组成MATLAB MATLAB 主程序、主程序、Simulink Simulink 动态系统仿真和动态系统仿真和 MATLAB MATLAB 工具工具箱（箱（ToolboxToolbox）三大部分组成。三大部分组成。主程序包括了主程序包括了 MATLAB MATLAB 语言、工作环境、句柄图形、数学函数语言、工作环境、句柄图形、数学函数库和应用程序接口五部分库和应用程序接口五部分.Matlab工作工作环境界面境界面1.MATLAB 的启动 桌面快捷方式启动桌面快捷方式启动 开始菜单方式启动开始菜单方式启动2.MATLAB和退出 MatlabMatlab菜单命令菜单命令/关闭按钮关闭按钮 在在MatlabMatlab命令窗口输入命令窗口输入exitexit或或quitquitMatlab工作工作环境界面境界面包含一行标题栏、一行包含一行标题栏、一行菜单栏、一行工具栏、菜单栏、一行工具栏、五个工作窗口和一行注五个工作窗口和一行注释栏。释栏。五个工作窗口分别为五个工作窗口分别为:发射台（发射台（Launch PadLaunch Pad）、）、工作区（工作区（WorkspaceWorkspace）、）、命令历史（命令历史（Command Command HistoryHistory）、）、当前路径（当前路径（Current DirectoryCurrent Directory）和命和命令窗口（令窗口（Command Command WindowsWindows）。）。历史命令史命令 发射台射台 命令命令 窗口窗口 标题栏 菜菜单栏 常用工具常用工具栏 工作区工作区 当前路径当前路径1、MATLAB 菜单项菜单项FileFile（文件）菜单文件）菜单 EditEdit（编辑）菜单编辑）菜单 ViewView（视图）菜单视图）菜单WindowWindow（窗口）菜单窗口）菜单WebWeb（连网信息）连网信息）HelpHelp（帮助）菜单帮助）菜单 Matlab工作工作环境界面境界面Matlab工作工作环境界面境界面2 2、MATLABMATLAB工具栏工具栏 用用 MATLAB MATLAB 的的 M M 文件编辑器新建一个文件编辑器新建一个 M M 文件；文件；用用 MATLAB MATLAB 编辑器打开一个文件；编辑器打开一个文件；将选中的内容剪切到剪贴板；将选中的内容剪切到剪贴板；将选中的内容复制到剪贴板；将选中的内容复制到剪贴板；将剪贴板中的内容粘贴到光标指定的位置；将剪贴板中的内容粘贴到光标指定的位置；撤消最近一次的操作；撤消最近一次的操作；打开打开 Simulink Simulink 浏览器；浏览器；打开打开 MATLAB MATLAB 帮助窗口帮助窗口。当前工作路径当前工作路径例例 1-1 1-1 绘制函数绘制函数 y=2sin(1+x)y=2sin(1+x)的图像，并计算当的图像，并计算当 x=0.5 x=0.5 时的函数值。时的函数值。Matlab工作工作环境界面境界面x=(1:0.1:10);%x=(1:0.1:10);%给出自变量给出自变量 x x 的定义域的定义域 y=2*sin(1+x);%y=2*sin(1+x);%写出函数形写出函数形式式plot(xplot(x，y)%y)%绘出函数图形绘出函数图形 y=2*sin(1+0.5)%y=2*sin(1+0.5)%求当求当 x=0.5 x=0.5 时的时的 y y 值，其值，其后不加分号，后不加分号，直接在窗口中直接在窗口中给出结果给出结果 y=1.9950%y=1.9950%输出输出 y y 的计的计算结果算结果 Matlab工作工作环境界面境界面例例 1-2 1-2 绘制函数绘制函数 y=3xy=3x3 3-10 x-10 x2 2+5x-8+5x-8的图像的图像for i=1:100for i=1:100 x(i)=0.1*i;x(i)=0.1*i;y(i)=3*x(i)3-y(i)=3*x(i)3-10*x(i)2+5*x(i)-8;10*x(i)2+5*x(i)-8;endendplot(x,y)plot(x,y)Matlab工作工作环境界面境界面3、MATLAB 通用命令Matlab帮助系帮助系统1 1、MatlabMatlab联机帮助联机帮助#工具条中的工具条中的？按钮；按钮；#helphelp菜单栏中前菜单栏中前2 2 项中的任何一项；项中的任何一项；#在命令窗口中执行在命令窗口中执行 helpdesk helpdesk或或docdoc。2 2、MatlabMatlab的网上资源的网上资源 webweb菜单栏菜单栏Matlab帮助系帮助系统3、Matlab常用的窗口帮助命令常用的窗口帮助命令Matlab帮助系帮助系统help 命令直接输入直接输入 helphelp，MATLAB MATLAB 将列出所有的帮助主题，将列出所有的帮助主题，每个帮助主题对应于每个帮助主题对应于 MATLABMATLAB搜索路径中的一个搜索路径中的一个目录；目录；help help 后加帮助主题，可获得指定帮助主题的帮助后加帮助主题，可获得指定帮助主题的帮助信息；信息；help help 后加函数名；后加函数名；help help 后加命令名，将得到指定命令的用法；后加命令名，将得到指定命令的用法；Matlab帮助系帮助系统demo 命令基本矩阵演示窗口基本矩阵演示窗口MATLAB 演示窗口演示窗口Matlab帮助系帮助系统helpwin 命令用于打开用于打开 MATLAB MATLAB 的帮助文件窗的帮助文件窗Matlab帮助系帮助系统lookfor 命令允许用户通过完整的或部分关键字来搜索要查找的内容who 和 whos 的作用是列出在 MATLAB 工作内存中驻留的变量名exist 命令用来查找或检查变量和函数的存在性第第1章上机章上机练习（1 1）以两种方式打开）以两种方式打开 MATLAB MATLAB 工作窗口，进入工作窗口，进入MATLAB 6.0 MATLAB 6.0 的的工作环境，并退出。工作环境，并退出。（2 2）尝试、熟悉）尝试、熟悉 MATLAB 6.0 MATLAB 6.0 的各栏菜单以及各个工具栏的功能。的各栏菜单以及各个工具栏的功能。（3 3）重新启动）重新启动 MATLAB 6.0MATLAB 6.0，进入进入 MATLAB MATLAB 工作窗口，用工作窗口，用 who who 命令查看当前工作空间内有无变量及其值。命令查看当前工作空间内有无变量及其值。（4 4）绘制函数）绘制函数y=cos(5x+2)/sin(3x+1)y=cos(5x+2)/sin(3x+1)的图像，并求解当的图像，并求解当 x=2 x=2 时时的函数值。的函数值。（5 5）此时再次用）此时再次用 who who 命令查看工作空间内的变量名及其值，与（命令查看工作空间内的变量名及其值，与（3 3）比较，同时用）比较，同时用whos whos 命令查看变量，比较与命令查看变量，比较与 who who 命令的不命令的不同。同。（6 6）熟练掌握）熟练掌握 MATLAB MATLAB 的通用命令。的通用命令。（7 7）练习并熟练掌握）练习并熟练掌握 MATLAB MATLAB 的帮助命令，学会利用的帮助命令，学会利用 MATLABMATLAB的帮助信息。的帮助信息。（8 8）用）用 lookfor lookfor 命令查找函数命令查找函数 cos cos 的信息，并与的信息，并与 help help 命令查找的命令查找的结果相比较，注意采用两种命令之间的差别。结果相比较，注意采用两种命令之间的差别。