第二章 MATLAB语言基础

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1、返回总目录第2章MATLAB语言基础MATLAB语言是美国MathWorks公司于20世纪80年代推出的高性能数值计算软件，MATLAB语言源于线性代数中的数学运算，它不同于其他的计算机高级语言，MATLAB语言最初是基于矩阵的运算工具，这也是其名称MATLAB(MATrixLABoratory)的由来。MATLAB语言已成为当今全世界流行的一种优秀的计算机语言。(1)MATLAB语言功能强大，适用范围广泛。MATLAB语言可以用于线性代数中的向量、数组和矩阵等的运算，代数方程的求解、微积分运算、数值代数与数值逼近、微分方程数值解和最优化方法

2、等科学研究与工程技术中所需要的计算问题都可以由MATLAB语言来解决。MATLAB语言广泛应用于控制系统分析与设计、生物医学工程、语言处理、图像信号处理、计算机技术与航空航天工程等。(2)MATLAB语言编程效率高。MATLAB语言提供了丰富的内部函数，其中有常用的基本函数，也有种类齐全、功能丰富多样的专用函数。内部函数是预先编制好的子程序。在MATLAB语言环境下编制程序时，可以直接调用内部函数，不用将其子程序的命令或语句逐一列出。MATLAB语言比BASIC、FORTRAN和C等高级程序语言的编程效率要高。(3)MATLAB语言界面友好，

3、用户使用方便。MATLAB语言拥有友好的界面与易学易懂的帮助系统。MATLAB语言把编辑、编译、连接、执行与调试等多个步骤融为一体。MATLAB语言可以设置中断点，储存多个中间结果。MATLAB语言是演算的科学计算语言，用MATLAB编写程序，犹如在一张演算纸上排列书写公式，运算求解问题。(4)MATLAB语言具有很强的扩充能力。MATLAB语言不仅为用户提供了可以直接调用且非常丰富的内部函数(M文件)，而且在MATLAB语言环境下，用户可以根据需要，自行建立或者扩充完成指定功能的M文件，这些文件可以与MATLAB语言提供的内部函数一样被保存

4、与调用。(5)MATLAB语言具有强大的图形处理和符号运算功能。MATLAB语言系统带有许多绘图的内部函数，可以很轻松地画出各种复杂的二维和三维图形。MATLAB语言开发了强大的符号运算功能，MATLAB几乎可以解决工程技术人员在学习与科研中的所有符号运算问题。(6)MATLAB语言的计算可以自动选择算法。MATLAB的许多功能函数都带有算法的自适应能力，它们会根据情况自行选择最合适的算法。(7)MATLAB语言与其他的软件和语言有良好的对接性。MATLAB语言与符号运算功能最强大的工具软件MAPLE之间有接口。MATLAB语言与BASIC、

5、FORTRAN和C等高级程序语言之间都可以实现很方便的连接。(8)MATLAB语言包含功能齐备的控制分析工具箱。MathWorks公司先后开发了许多MATLAB控制工具箱，有控制系统工具箱、系统识别工具箱、多变量频域设计工具箱和最优化控制工具箱等。每一个工具箱都是该控制领域里的最权威和最先进的计算与仿真软件包。MATLAB语言及其工具箱的开发，使得它在科学计算、工程技术与自动控制方面的应用越来越普遍。(9)MATLAB语言具有开放的源程序。除内部函数以外，所有MATLAB核心文件和工具箱文件都是可读可改的源文件，用户可以通过对源文件的修改以及

6、加入自己的函数文件而构成自己专用的工具箱。基础知识MATLAB语言最基本、最重要的功能就是进行实数矩阵或复数矩阵的运算，其所有的数值功能都以矩阵为基本单元来实现。一.简单的矩阵输入在MATLAB语言中，矩阵与数组的输入形式和书写方法是相同的，其区别在于进行运算时，数组的运算是数组中对应元素的运算，而矩阵运算则应符合矩阵运算的规则。在数值运算中使用的矩阵必须赋值，矩阵的简单输入可以采用直接赋值和增量赋值两种方法。1．直接赋值法元素较少的简单矩阵可以在MATLAB命令窗口中以命令行的方式直接输入。矩阵的输入必须以方括号“[]”作为其开始与结束标志

7、，矩阵的行与行之间要用分号“;”或按Enter键分开，矩阵的元素之间要用逗号“,”或用空格分隔。矩阵的大小可以不必预先定义，且矩阵元素的值可以用表达式表示。基础知识【例2.1】矩阵的直接赋值。>>a=[123;456;789]a=123456789>>A=[9,8,7,6;5,4,3,2;11,13,15,17]A=9876543211131517MATLAB语言的变量名称字符区分大小写，字符a与A分别为独立的矩阵变量名。在MATLAB语言命令行的最后如果加上分号“;”，则在命令窗口中不会显示输入命令所得到的结果。基础知识2．增量赋值法矩阵的

8、输入可以使用MATLAB语言具有向量增量功能的增量赋值法，增量赋值法的标准格式为A=初值：增量：终值其中冒号为分隔识别符。【例2.2】增量赋值法输入矩阵。>>A=1