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1、MATLAB基础知识一、MATLAB软件简介1967年美国Mathwork公司推出了、基于矩阵运算的“MatrixLaboratory”(缩写为MATLAB)的交互式软件包.MATLAB既是一种直观、高效的计算机语言,同时又是一个科学计算平台.它为数据分析和数据可视化、算法和应用程序开发提供了最核心的数学和高级图形工具.根据它提供的500多个数学和工程函数,工程技术人员和科学工作者可以在它的集成环境中交互或编程以完成各自的计算.MATLA-B一般用于线性代数、概率统计、图像处理、样条分析、信号处理、小波分析、振动理论、神经网络、自动控制、系统识别、算法优化和财政金融
2、等各个方面.不过,MATLAB作为一种新的计算机语言,要想运用自如,充分发挥它的威力,也需要系统的学习.但由于使用MATLAB编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式完全一致,所以不像学习其他高级语言如Basic、Fortan和C语言等那样难于掌握.下面的内容均是基于MATLAB7.5版本.1、MATLAB的主要功能(1)数值计算功能(Numeric)(2)符号计算功能(Symblic)(3)图形和可视化功能(Graphic)(4)MATLAB的活笔记本功能(Notebook)(5)可视化建模和仿真功能(Simulink)2、MATLAB的工作环境MATLAB的工作
3、环境主要包括:·【CommandWindow】命令窗口;·【FileEditor】文本编辑窗口;·【FigureWindow】图形窗口.图0-1 MATLAB6.x的命令窗、文本编辑窗、图形窗、菜单栏和工具栏MATLAB7.5还包含几个辅助视窗,组成其“桌面系统”.它们分别为:·【Workspace】工作台窗口;·【CommandHistory】指令历史纪录窗口;·【CurrentDirectory】当前目录选择窗口.图0-2 MATLAB7.5的桌面系统和命令窗口3、MATLAB的工作原理(1)语言结构:MATLAB语言=窗口命令+M文件(2)窗口命令:在MATL
4、AB命令窗口中输入的MATLAB语句,并直接执行它们完成相应的运算、绘图等.(3)M文件:在MATLAB文本编辑窗口中用MATLAB语句编写的磁盘文件,扩展名为“.M”.二、MATLAB入门1、数学运算符及特殊字符数组的算术运算符:+-.*./..^矩阵的算术运算符:+-*/^关系运算符:<<=>>===∽=逻辑运算符:&与;
5、或;~非三种运算的顺序依次为:算术运算、关系运算、逻辑运算.pi数学常数,即3.1415926535897....eps系统的浮点(Floating-ponit)精确度.在PC机上,它等于Inf正无穷大,定义为ans计算结果的默认变量名N
6、aN不定值,由Inf/Inf或0/0等运算产生2、基本库函数(1)常用三角函数:sin,cos,tan,cot,sec,csc,asin,acos,atan,acot,asec,acsc等(2)常用基本函数:sqrt(x)—开平方abs(x)—取绝对值exp(x)—以e为底的指数log(x)—自然对数log10(x)—以10为底的对数log2(x)—以2为底的对数sum(x)—求和prod(x)-求积max(x)—最大值min(x)—最小值fix(x)—对称取整sign(x)—符号函数length(x)—矩阵行数与列数中的最大值size(x)—矩阵的行数与列数注意:
7、(1)由于MATLAB是基于矩阵的运算,所以上面的x均表示矩阵,数可看作是1×1的矩阵.(2)对非向量型矩阵,如不作特殊说明,都是列优先.3、命令行的编写随时输入指令并按回车键,即时给出结果;在指令最后不用任何符号并按回车键,将显示最后结果;在指令最后用“;”并按回车键,将只计算但不显示最后结果.同时输入几条指令时,用“,”或“;”隔开.【例0-1】数学运算符、特殊字符与基本库函数的应用>>3*(-5),2/5,[123].*[245],[123]./[245],[2,4,5].^2ans=-15ans=0.4000ans=2815ans=0.50000.50000
8、.6000ans=41625>>sin(pi/4),log(exp(1))ans=0.7071ans=14、变量与表达式在MATLAB中,把由下标表示次序的标量的集合称为矩阵或数组.MATLAB是基于矩阵运算的,因此其基本数据结构只有一个:矩阵.一个数也是矩阵,只不过它是1行×1列的矩阵.MATLAB中的变量可用来存放数据,也可用来存放向量或矩阵,并进行各种运算.变量命名的规则为:·变量名、函数名是要区分大小写字母的;·第一个字符必须是英文字母;·字符间不可留空格;·最多只能有31个字符(只能有英文字母、数字和下连字符).表达式由变量名、运算符和函数名等组成.如