MATLAB简介

仿真软件MATLAB简介

MATLAB—Matrix Laboratory

一．MATLAB的安装

二．MATLAB的了解与使用

双击MATLAB的图标，进入命令窗口。直接在命令窗口输入几行程序冰运行的方式称为命令行方式。对于比较复杂的问题，可编写一段程序，存为*.m的文件，然后运行，这是程序方式。在MATLAB命令窗口中点击工具栏中的按钮，即进入编辑/调试窗口。

例如：（新建文件）输入

x = [1,2,3,4,5,6];

stem(x)

点保存按钮。该程序保存之后，在程序编辑/调试窗口，点击工具栏中的运行按钮，就可执行该程序，并出现输出图形窗口。

在命令窗口输入：help，屏幕将显示系统已装入的函数库和工具箱（即子目录）；help elfun，屏幕将显示elfun库中的全部函数名；help tan2 屏幕将显示函数tan2的意义及用法。

在命令窗口输入：demo 屏幕将出现MATLAB的演示窗。从中选择一个系统提供的实例，点击右下方含有Run的按键后，通常画面的上半部是图形，下半部则是相应的程序语句，如下图所示。利用这些演示实例也是一个很好的学习途径。

三．MATLAB语言简介

1． 变量

在MATLAB语言中，给出变量名就可以直接使用，给它赋什么类型的数值就是什么类型。变量名必须以字母开头，由字母、下划线和数字组成，长度小于32个字符且区分大小写。例如：

在命令窗口下输入复变量：a = 1+2j

返回：a = 1.0+2.0000i

创建一个时间向量：

在命令窗口下输入t = 0:1:10

屏幕上显示：

t = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

查看向量t (1)

ans = 0

注意MATLAB中的向量第一个元素的下标是1。

t = 0:1:10产生了从0道10，步长为1的11个数。

创建一个3?3矩阵：

a = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9]

a =

1 2 3

4 5 6

7 8 9

调用矩阵元素：

a (3,2)

ans = 8

行向量是只有一行的矩阵，列向量是只有一列的矩阵，标量为一行一列的矩阵。 MATLAB中利用“[ ]”表示空矩阵。

2. 数字显示的格式

在MATLAB 6.0 以后的版本中，主菜单中的备选(Options)项功能中的子菜单含有数字格式项(Numeric Format)，共有8中数字格式。在命令窗输入help format，可了解具体的格式。

3. 部分特殊变量和常数

ans 最近生成的无名结果

eps 浮点数相对误差

pi 3.14159265358979

j / i 虚数单位

inf 无穷大

NaN (not a number)非数，如0/0, inf/inf

4. 部分常用运算符

(1) 算术运算符

＋、 － 加、减

* 乘（包括标量乘，矩阵乘，标量与矩阵乘，标量与数组乘）

/ 除（包括标量除，矩阵除标量，数组除标量）

^ 矩阵求幂（矩阵必须为方阵）

.* 数组相乘（向量中对应元素相乘）

./ 数组相除（向量中对应元素相除）

.^ 数组求幂（向量中对应元素求幂）

’ 数组的转置

数组强调元素对元素的运算，而矩阵则采用线性代数的运算方式。中括号将元素置于矩阵或数组之中。例：

>>x＝（0：0.01：1）*pi ％说明数组也可以参与运算

>>a＝1：5，b＝1：2：9 ％产生两个数组（向量）

>>c＝[b, a] %利用已知的数组生成新的数组。

>>d=[b(1:2:5) 1 0 1] ％由数组b的三个元素再加上三个元素组成新的数组

数组的算术运算包括加，减，乘，除（又分为左除和右除），乘方和转置。需要注意的是除了加减符号外，其余的数组运算符号均要多加符号“.”。

(2) = 赋值符号

% 注释符

: 冒号运算符，n：s：m产生从到m步长为s的一系列值。当s=1时，s可缺省。

(3) 关系运算符

< 小于

<= 小于等于

> 大于

>= 大于等于

== 等于

~= 不等于

(4) 逻辑运算符

& 与； | 或； ~ 非

运算法则：若逻辑真，结果为1；若逻辑假，结果为0。例： 在命令窗下输入：

n = [-2: 6];

输入y1 = n > 0

y1 = 0 0 0 1 1 1 1 1 1

输入y2 = n < 4

y2 = 1 1 1 1 1 1 0 0 0

输入y = ( n > 0) & ( n < 4 )

y = 0 0 0 1 1 1 0 0 0

5. 程序结构

MATLAB有三种基本的结构，顺序结构、循环结构和分支结构。

(1) 顺序结构

(2) 顺序结构

for-end循环，用于循环次数已确定的情况。基本格式为： for i = n: s: m

语句体（任意合法的语句）

end

s为步长，可以是正整数、负数或小数，缺省为1。

While-end循环，用于循环次数事先不能确定的情况。基本格式为： While 表达式

语句体

end

只要表达式为真（1），就执行语句体

(3) 分支结构

if 条件语句，基本格式为：

if 表达式1

语句体1

elseif 表达式2

语句体2

elseif 表达式3

语句体3

…

else

语句体 else

end

如果“表达式1”为真，执行“语句体1”，跳出分支结构，继续执行end后面的语句；否则，顺序判断后面“表达式”是否为真，若为真，执行相应“语句体”，执行后即跳出分支结构，继续执行end后面的语句。如果if和elseif后面的表达式都为假时，执行else后面的语句体。

switch 语句

switch 语句根据表达式的取值不同分别执行不同的命令。基本格式为：

switch 表达式

case 值1

语句体1

…

otherwise

语句体 otherwise

end

如果表达式值为1，执行语句体1，跳出分支结构，继续执行end后面的语句；否则若表达式值为2，执行语句体2，跳出分支结构，继续执行end后面的语句；如此往下进行，当表达式的值不为关键字case所列的值时，执行语句体otherwise。

例如：