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MATLAB复习大纲一、基础知识1.计算机仿真模型中的“模型”是对实际系统的一种抽象，是对系统本质(或是系统的某种特性)的一种描述。模型可视为 对真实世界中物体或过程进行信息化 的结果。2计算机仿真的三要素及基本步骤三要素：1）系统：研究的对象；2）模型：系统的抽象；3）计算机：工具与手段。基本步骤：1）建模；2）仿真实验；3）结果分析。3.MATLAB 是一种用于科学工程计算的高级语言，其基本的数据单位是矩阵。4.MATLAB 的用户文件格式程序文件，M 文件，扩展名为.m，包括脚本文件和函数文件。数据文件，MAT 文件，扩展名为.mat，用来保存工作空间的数据变量。MEX 文件，MATLAB 可执行文件，扩展名为.mex。模型文件，simulink仿真模型文件，扩展名为.mdl。5.命令窗口(Command Window)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exit/quit 关闭/退出 MATLAB what 列出当前目录下的M，Mat，Mex 文件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matlabroot 返回安装 matlab 的根目录which 指出其后文件所在的目录6.指令行中的标点符号名称标点作用空格（为机器辨认）用作输入量与输入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；用作输入量与输入量之间的分隔符；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，表示该维上的全部注释号%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花括号 元胞数组记述符下连符_（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“At”号 放在函数名前，形成函数句柄；放在目录名前，形成用户对象类目录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。7.变量命名规则1）变量名、函数名是对字母大小写敏感的。Myvar myvar MyVar My Var Sin SIN sin 2）变量名的第一个字符必须是英文字母，最多可包含 63 个字符（英文、数字和下连符）。myvar201 3）变量名中不得包含空格、标点，但可包含下连符。my_var_201（对）my,var 201（错）8.MATLAB 默认的预定义变量变量含义变量含义ans 计算结果的缺省变量名NaN 或 nan 不是一个数(Not a Number),如 0/0，/eps 浮点相对误差限nargin 函数输入量数目Inf 或 inf 无穷大，如 1/0 nargout 函数输出量数目i 或 j 虚单元，如 1-2i realmax 最大正实数pi 圆周率 realmin 最小正实数9.矩阵的算术运算：掌握+-*.*/./.要求知道含义。10.矩阵的关系运算和逻辑运算运算符表达式小于 ab 小于等于=a ab 大于等于=a=b 等于/不等于=和=a=b 关系运算是数组间元素的比较1)数组与数组比较,要求数组有相同维数;2)标量和数组比较是标量与数组的每一个元素比较，结果为逻辑数组；指令含义指令含义指令含义与、和|或否、非说明 标量可以与任何维数组进行逻辑运算。运算比较在标量与数组每个元素之间进行，因此运算结果与参与运算的数组同维。当逻辑运算中没有标量时，参与运算的数组必须维数相同。运算在两数组相同位置上的元素间进行，因此运算结果数组必定和参与运算的数组同维。11.matlab 的帮助使用方法help 命令：已知命令不知道用法lookfor命令：知道命令的关键词Matlab Help:命令查找，索引，说明书Demo：打开示例窗口二、基本操作12.创建矩阵的方法1）直接输入法规则：矩阵元素必须用 括住 矩阵元素必须用逗号或空格分隔 在 内矩阵的行与行之间用分号分隔，或回车换行 矩阵的尺寸不必预先定义 矩阵元素可以是数值、变量、表达式或函数例：a=1;b=2;c=3;x=5 b c;a*b a+c c/b x=5.000 2.000 3.000 2.000 4.000 1.500 y=2,4,5 3 6 8 y=2 4 5 3 6 8 2）通过函数创建矩阵利用冒号表达式 建立一个向量，生成等间隔的向量，默认间隔为 1。调用格式为：e1:e2:e3 其中：e1为初始值，e2为步长，e3为终止值。例：x=1:10;y=1:0.1:10;例：x=0:pi/4:2pi;y=sin(x)z=cos(x)用 linspace 函数产生行向量。功能：产生线性等分向量调用格式为：linspace(a,b,n)其中：a 和 b 是生成向量的第一个和最后一个元素，n 是元素总数,缺省 n 为 100。a=linspace(1,10,10)a=1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 常用的特殊矩阵空阵 matlab 允许输入空阵，当一项操作无结果时，返回空阵。rand 随机矩阵;rand(m,n):产生一个在区间 0 1均匀分布的 mn的的随机矩阵；randn(m,n):产生均值为 0，方差为 1 的标准正态分布随机矩阵。rand 是 matlab 的随机数，取值区间为0 1，例如 round(100-rand*(100-1);%产生1,100随机数。eye 单位矩阵zeros 全部元素都为0的矩阵;zeros(m,n):产生 mn阶的0 阵;zeros(m)：产生 mm 阶的 0 阵ones 全部元素都为1 的矩阵;ones(m,n):产生 mn 阶的1 阵;ones(m):产生 mm 阶的 0 阵例:建立随机矩阵，在区间 20,50内均匀分布的 5 阶随机矩阵x=20+(50-20)*rand(5)13.矩阵元素的提取和引用A(m,n)：提取第 m 行，第 n 列元素A(:,n)：提取第 n列全部元素A(m,:)：提取第 m 行全部元素A(m1:m2,n1:n2)：提取第 m1 行到第 m2 行和第 n1 列到第 n2列的所有元素（提取子块）。A(n)：采用矩阵元素的序号来引用矩阵元素注意：在 MATLAB 中，矩阵元素按列存储，先第一列，再第二列，依次类推。如果只是采用矩阵元素的序号来引用矩阵元素，序号就是相应元素在内存中的排列顺序！例如：A=1,2,3;4,5,6;A(3)%存储空间中的第3 各元素ans=2 14.利用空矩阵删除矩阵的元素在 MATLAB中，定义 为空矩阵。给变量X 赋空矩阵的语句为X=。注意，X=与 clear X 不同，clear是将 X 从工作空间中删除，而空矩阵则存在于工作空间中，只是维数为0。A=1,2,3,0,0;7,0,9,2,6;1,4,-1,1,8 A=1 2 3 0 0 7 0 9 2 6 1 4-1 1 8 A(:,2,4)=A=1 3 0 7 9 6 1-1 8 15.求一个矩阵的逆是一件非常烦琐的工作，容易出错，但在MATLAB 中，求一个矩阵的逆非常容易。求方阵A 的逆矩阵可调用函数 inv(A)。例:用求逆矩阵的方法解线性方程组。AX=B 其解为：X=A-1B，matlab 命令即为 inv(A)*B 或 A(-1)*B注意：只有方阵才可求逆矩阵、求幂16.矩阵元素的取整变换（1）按-方向取整函数floor 格式floor(A)将 A 中元素按-方向取整，即取不足整数（2）按+方向取整函数ceil 格式ceil(A)将 A 中元素按+方向取，即取过剩整数（3）四舍五入取整函数round 格式round(A)将 A 中元素按最近的整取整，即四舍五入（4）按离 0 近的方向取整函数fix 格式fix(A)将 A 中元素按离 0 近的方向取整（5）求余数函数rem 格式rem(54,10)=4 17.在 MATLAB 中，字符串是用单撇号括起来的字符序列。例:A=abcd123 B=Im a teacherMATLAB 将字符串当作一个行向量，每个元素对应一个字符。也可以建立多行字符串矩阵.C=a bcd;12345 要查看一个字符串的底层ASCII 码值，用 double或 abs函数，如 double(C)，要将一串 ASCII 码值转换为字符串显示，用char 函数。与字符串有关的另一个重要函数是eval。调用格式为：eval(t)，其中 t 为字符串。它的作用是把字符串的内容作为对应的MATLAB语句来执行。例：t=pi;m=,t,sin(t),cos(t)?;y=eval(m)y=3.1416 0.0000-1.0000三、程序设计18.绘图函数 plotx=0:pi/100:2*pi;y=2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x)plot(x,y)坐标轴变换：（1）loglog 表示 x、y 坐标都是对数坐标系（2）semilogx 表示 x 坐标轴是对数坐标系（3）semilogy 表示 y 坐标轴是对数坐标系19.Matlab 的二维统计分析绘图函数条形图：bar（x,y,选项）阶梯图：stairs（x,y,选项）杆图：stem（x,y,选项）填充图：fill（x1,y1,选项,x2,y2,选项,）20.用 Matlab 语言编写的程序，称为M 文件。M 文件可以根据调用方式的不同分为两类：命令(脚本)文件(Script File)；函数文件（Function File)命令文件通常用于执行一系列简单的MATLAB 命令，运行时只需输入文件名字，MATLAB 就会自动按顺序执行文件中的命令；命令文件处理的变量为工作空间变量，它可调用工作空间中已有的变量，也可创建新的变量（也被保存在工作空间中）。函数文件和命令文件不同，它可以接受参数，也可以返回参数，在一般情况下，用户不能靠单独键入其文件名来运行函数文件，而必须由其他语句来调用，MATLAB 的大多数应用程序都是由函数文件的形式给出的。函数文件所定义的变量是局部变量，这些变量独立于其他函数的局部变量和工作空间的变量，即只能在该函数的工作空间引用，而不能在其它函数工作空间和命令工作空间引用。局部变量，只在函数文件内部起作用，当函数文件执行完后，这些内部变量将被清除。21.函数文件的组成一个完整的函数式M 文件应该包括定义行、H1 行、帮助文本、函数体、注释和函数代码等内容，其中函数定义行和函数代码是必需的。文件第一行：函数定义行function 返回参数 1，返回参数 2，,=函数名（输入参数 1，输入参数 2，,）如：function x,y,z=sphere(theta,phi,rho)这一行的有无，是区分命令文件与函数文件的重要标志；当输出形参多于一个时，用方括号括起来。注意：函数文件保存的文件名应与用户定义的函数名一致。H1 行用一行文字来综述函数的功能%帮助文本用一行或多行文本解释如何使用函数注意：以“%”开始，用于介绍函数调用方法和函数功能，不能被 MATLAB执行（可以用 help、lookfor 来查询）函数体：包含所有函数程序代码，是函数的主体部分。一般从第一个空白行开始。例 1 编写函数文件求半径为r 的圆的面积和周长。函数文件如下：function s,p=fcircle(r)%calculate the area and perimeter of a circle of radii r%r,s,p 分别为圆的半径、面积以及周长s=pi*r*r;p=2*pi*r;22.用命令 global定义全局变量，其格式为：global A B C 23.当函数文件到达文件终点，或者碰到返回命令return，就结束执行和返回。return 命令提供了一种结束函数的简单方法，而不必到达文件的终点。24.M 文件的建立与打开方式24.M 文件程序的流程控制程序控制结构有三种：顺序结构、选择结构和循环结构。任何复杂的程序都由这三种基本结构组成。顺序结构：按排列顺序依次执行各条语句，直到程序的最后。这是最简单的一种程序结构，一般涉及数据的输入输出、数据的计算或处理等。选择结构：选择结构是根据给定的条件成立或不成立，分别执行不同的语句。Matlab 用于实现选择结构的语句有if 语句和switch 语句。循环结构：按照给定的条件，重复执行指定的语句。Matlab 用于实现循环结构的语句有for 语句和 while 语句必须掌握实验相关内容和ppt 课件举例。25.常用输入输出函数：input、fprintf、disp26.符号运算了解 sym，syms、findsym、limit、diff、solve函数。27.Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。它支持 连续、离散及两者混合的线性和非线性系统，同时它也支持具有不同部分拥有不同采样率的多种采样速度的系统仿真。Simulink 为用户提供了一个图形化的用户界面（GUI）。对于用方框图所表示的系统，通过图形界面，利用鼠标点击和拖拉方式，建立系统模型就像用铅笔在纸上绘制系统的模型图一样简单，它与用微分方程和差分方程建模的传统仿真软件包相比，具有更直观、更方便、更灵活的优点。28.Simulink 的启动要启动 Simulink 必须先启动 MATLAB。在 MATLAB 窗口中，有三种方法启动Simulink：(1)在 MATLAB 的命令窗口中，直接键入命令：simulink；(2)在 MATLAB 窗口的工具条中，单击 Simulink的快捷启动按钮；(3)在 MATLAB 窗口的左下角“Start”菜单中，单击“Simulink”子菜单中的“Library Browser”选项。认识基本模块的图标：sources、sinks、continuous、discrete、math。30.掌握微分方程的Simulink 仿真模型建立方法，掌握对微分方程做拉普拉斯变换得到传递函数的方法。