文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › matlab实用教程

matlab实用教程

matlab实用教程
matlab实用教程

MATLAB简介

https://www.wendangku.net/doc/b419002528.html,/

1.MATLAB的概况

MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)之意。除具备卓越的数值计算能力外,它还提供了专业水平的符号计算,文字处理,可视化建模仿真和实时控制等功能。

MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多.

当前流行的MATLAB5.3/Simulink3.0包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包(Toolbox).工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包.功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算,可视化建模仿真,文字处理及实时控制等功能.学科工具包是专业性比较强的工具包,控制工具包,信号处理工具包,通信工具包等都属于此类.

开放性使MATLAB广受用户欢迎.除内部函数外,所有MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件,用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包.

2.MATLAB产生的历史背景

在70年代中期,Cleve Moler博士和其同事在美国国家科学基金的资助下开发了调用EISPACK和LINPACK的FORTRAN子程序库.EISPACK是特征值求解的FOETRAN程序库,LINPACK是解线性方程的程序库.在当时,这两个程序库代表矩阵运算的最高水平.

到70年代后期,身为美国New Mexico大学计算机系系主任的Cleve Moler,在给学生讲授线性代数课程时,想教学生使用EISPACK和LINPACK程序库,但他发现学生用FORTRAN 编写接口程序很费时间,于是他开始自己动手,利用业余时间为学生编写EISPACK和LINPACK的接口程序.Cleve Moler给这个接口程序取名为MATLAB,该名为矩阵(matrix)和实验室(labotatory)两个英文单词的前三个字母的组合.在以后的数年里,MATLAB在多所大学里作为教学辅助软件使用,并作为面向大众的免费软件广为流传.

1983年春天,Cleve Moler到Standford大学讲学,MATLAB深深地吸引了工程师John Little.John Little敏锐地觉察到MATLAB在工程领域的广阔前景.同年,他和Cleve Moler,Steve Bangert一起,用C语言开发了第二代专业版.这一代的MATLAB语言同时具备了数值计算和数据图示化的功能.

1984年,Cleve Moler和John Little成立了Math Works公司,正式把MATLAB推向市场,并继续进行MATLAB的研究和开发.

在当今30多个数学类科技应用软件中,就软件数学处理的原始内核而言,可分为两大类.一类是数值计算型软件,如MATLAB,Xmath,Gauss等,这类软件长于数值计算,对处理大批数据效率高;另一类是数学分析型软件,Mathematica,Maple等,这类软件以符号计算见长,能给出解析解和任意精确解,其缺点是处理大量数据时效率较低.MathWorks公司顺应多功能需求之潮流,在其卓越数值计算和图示能力的基础上,又率先在专业水平上开拓了其符号计算,文

字处理,可视化建模和实时控制能力,开发了适合多学科,多部门要求的新一代科技应用软件MATLAB.经过多年的国际竞争,MATLAB以经占据了数值软件市场的主导地位.

在MATLAB进入市场前,国际上的许多软件包都是直接以FORTRANC语言等编程语言开发的。这种软件的缺点是使用面窄,接口简陋,程序结构不开放以及没有标准的基库,很难适应各学科的最新发展,因而很难推广。MATLAB的出现,为各国科学家开发学科软件提供了新的基础。在MATLAB问世不久的80年代中期,原先控制领域里的一些软件包纷纷被淘汰或在MATLAB上重建。

MathWorks公司1993年推出了MATLAB4。0版,1995年推出4。2C版(for win3。X)1997年推出5。0版。1999年推出5。3版。MATLAB5。X较MATLAB4。X无论是界面还是内容都有长足的进展,其帮助信息采用超文本格式和PDF格式,在Netscape3。0或IE4。0及以上版本,Acrobat Reader中可以方便地浏览。

时至今日,经过MathWorks公司的不断完善,MATLAB已经发展成为适合多学科,多种工作平台的功能强大大大型软件。在国外,MATLAB已经经受了多年考验。在欧美等高校,MATLAB已经成为线性代数,自动控制理论,数理统计,数字信号处理,时间序列分析,动态系统仿真等高级课程的基本教学工具;成为攻读学位的大学生,硕士生,博士生必须掌握的基本技能。在设计研究单位和工业部门,MATLAB被广泛用于科学研究和解决各种具体问题。在国内,特别是工程界,MATLAB一定会盛行起来。可以说,无论你从事工程方面的哪个学科,都能在MATLAB里找到合适的功能。

2.MATLAB的语言特点

一种语言之所以能如此迅速地普及,显示出如此旺盛的生命力,是由于它有着不同于其他语言的特点,正如同FORTRAN和C等高级语言使人们摆脱了需要直接对计算机硬件资源进行操作一样,被称作为第四代计算机语言的MATLAB,利用其丰富的函数资源,使编程人员从繁琐的程序代码中解放出来。MATLAB最突出的特点就是简洁。MATLAB用更直观的,符合人们思维习惯的代码,代替了C和FORTRAN语言的冗长代码。MATLAB 给用户带来的是最直观,最简洁的程序开发环境。以下简单介绍一下MATLAB的主要特点。

1)。语言简洁紧凑,使用方便灵活,库函数极其丰富。MATLAB程序书写形式自由,利用起丰富的库函数避开繁杂的子程序编程任务,压缩了一切不必要的编程工作。由于库函数都由本领域的专家编写,用户不必担心函数的可靠性。可以说,用MATLAB进行科技开发是站在专家的肩膀上。

具有FORTRAN和C等高级语言知识的读者可能已经注意到,如果用FORTRAN或C 语言去编写程序,尤其当涉及矩阵运算和画图时,编程会很麻烦。例如,如果用户想求解一个线性代数方程,就得编写一个程序块读入数据,然后再使用一种求解线性方程的算法(例如追赶法)编写一个程序块来求解方程,最后再输出计算结果。在求解过程中,最麻烦的要算第二部分。解线性方程的麻烦在于要对矩阵的元素作循环,选择稳定的算法以及代码的调试动不容易。即使有部分源代码,用户也会感到麻烦,且不能保证运算的稳定性。解线性方程的程序用FORTRAN和C这样的高级语言编写,至少需要四百多行,调试这种几百行的计算程序可以说很困难。以下用MATLAB编写以上两个小程序的具体过程。

MATLAB求解下列方程,并求解矩阵A的特征值。

Ax=b,其中:

A=32134567

23798512

43235465

98347135

b=1

2

3

4

解为:x=A\b;设A的特征值组成的向量e,e=eig(A)。

可见,MATLAB的程序极其简短。更为难能可贵的是,MATLAB甚至具有一定的智能水平,比如上面的解方程,MATLAB会根据矩阵的特性选择方程的求解方法,所以用户根本不用怀疑MATLAB的准确性。

2)运算符丰富。由于MATLAB是用C语言编写的,MATLAB提供了和C语言几乎一样多的运算符,灵活使用MATLAB的运算符将使程序变得极为简短。

3)MATLAB既具有结构化的控制语句(如for循环,while循环,break语句和if语句),又有面向对象编程的特性。

4)程序限制不严格,程序设计自由度大。例如,在MATLAB里,用户无需对矩阵预定义就可使用。

5)程序的可移植性很好,基本上不做修改就可以在各种型号的计算机和操作系统上运行。

6)MATLAB的图形功能强大。在FORTRAN和C语言里,绘图都很不容易,但在MATLAB里,数据的可视化非常简单。MATLAB还具有较强的编辑图形界面的能力。

7)MATLAB的缺点是,它和其他高级程序相比,程序的执行速度较慢。由于MATLAB 的程序不用编译等预处理,也不生成可执行文件,程序为解释执行,所以速度较慢。

8)功能强大的工具箱是MATLAB的另一特色。MATLAB包含两个部分:核心部分和各种可选的工具箱。核心部分中有数百个核心内部函数。其工具箱又分为两类:功能性工具箱和学科性工具箱。功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能,图示建模仿真功能,文字处理功能以及与硬件实时交互功能。功能性工具箱用于多种学科。而学科性工具箱是专业性比较强的,如control,toolbox,signl proceessing toolbox,commumnication toolbox等。这些工具箱都是由该领域内学术水平很高的专家编写的,所以用户无需编写自己学科范围内的基础程序,而直接进行高,精,尖的研究。

9)源程序的开放性。开放性也许是MATLAB最受人们欢迎的特点。除内部函数以外,所有MATLAB的核心文件和工具箱文件都是可读可改的源文件,用户可通过对源文件的修改以及加入自己的文件构成新的工具箱。

MATLAB入门教程

1.MATLAB的基本知识

1-1、基本运算与函数

在MATLAB下进行基本数学运算,只需将运算式直接打入提示号(>>)之後,并按入Ent

Enter er 键即可。例如:

>>(5*2+1.3-0.8)*10/25

ans=4.2000

MATLAB会将运算结果直接存入一变数ans,代表MATLAB运算後的答案(Answer)并显示其数值於萤幕上。

小提示:">>"是MATLAB的提示符号(Prompt),但在PC中文视窗系统下,由於编码方式不同,此提示符号常会消失不见,但这并不会影响到MATLAB的运算结果。

我们也可将上述运算式的结果设定给另一个变数x:

x=(5*2+1.3-0.8)*10^2/25

x=42

此时MATLAB会直接显示x的值。由上例可知,MATLAB认识所有一般常用到的加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)的数学运算符号,以及幂次运算(^)。

小提示:MATLAB将所有变数均存成double的形式,所以不需经过变数宣告(Variable declaration)。MATLAB同时也会自动进行记忆体的使用和回收,而不必像C语言,必须由使用者一一指定.这些功能使的MATLAB易学易用,使用者可专心致力於撰写程式,而不必被软体枝节问题所干扰。

若不想让MATLAB每次都显示运算结果,只需在运算式最後加上分号(;)即可,如下例:

y=sin(10)*exp(-0.3*4^2);

若要显示变数y的值,直接键入y即可:

>>y

y=-0.0045

在上例中,sin是正弦函数,exp是指数函数,这些都是MATLAB常用到的数学函数。

下表即为MATLAB常用的基本数学函数及三角函数:

小整理:MATLAB常用的基本数学函数

abs(x):纯量的绝对值或向量的长度

angle(z):复数z的相角(Phase angle)

sqrt(x):开平方

real(z):复数z的实部

imag(z):复数z的虚部

conj(z):复数z的共轭复数

round(x):四舍五入至最近整数

fix(x):无论正负,舍去小数至最近整数

floor(x):地板函数,即舍去正小数至最近整数ceil(x):天花板函数,即加入正小数至最近整数rat(x):将实数x化为分数表示

rats(x):将实数x化为多项分数展开

sign(x):符号函数(Signum function)。

当x<0时,sign(x)=-1;

当x=0时,sign(x)=0;

当x>0时,sign(x)=1。

>小整理:MATLAB常用的三角函数

sin(x):正弦函数

cos(x):馀弦函数

tan(x):正切函数

asin(x):反正弦函数

acos(x):反馀弦函数

atan(x):反正切函数

atan2(x,y):四象限的反正切函数

sinh(x):超越正弦函数

cosh(x):超越馀弦函数

tanh(x):超越正切函数

asinh(x):反超越正弦函数

acosh(x):反超越馀弦函数

atanh(x):反超越正切函数

变数也可用来存放向量或矩阵,并进行各种运算,如下例的列向量(Row vector)运算:

x=[1352];

y=2*x+1

y=37115

小提示:变数命名的规则

1.第一个字母必须是英文字母

2.字母间不可留空格

3.最多只能有19个字母,MATLAB会忽略多馀字母

我们可以随意更改、增加或删除向量的元素:

y(3)=2%更改第三个元素

y=3725

y(6)=10%加入第六个元素

y=3725010

y(4)=[]%删除第四个元素,

y=372010

在上例中,MATLAB会忽略所有在百分比符号(%)之後的文字,因此百分比之後的文字均可视为程式的注解(Comments)。MATLAB亦可取出向量的一个元素或一部份来做运算:

x(2)*3+y(4)%取出x的第二个元素和y的第四个元素来做运算

ans=9

y(2:4)-1%取出y的第二至第四个元素来做运算

ans=61-1

在上例中,2:4代表一个由2、3、4组成的向量

若对MATLAB函数用法有疑问,可随时使用help来寻求线上支援(on-line help):help linspace

小整理:MATLAB的查询命令

help:用来查询已知命令的用法。例如已知inv是用来计算反矩阵,键入help inv即可得知有关inv命令的用法。(键入help help则显示help的用法,请试看看!)lookfor:用来寻找未知的命令。例如要寻找计算反矩阵的命令,可键入lookfor inverse,MATLAB即会列出所有和关键字inverse相关的指令。找到所需的命令後,即可用help进一步找出其用法。(lookfor 事实上是对所有在搜寻路径下的M档案进行关键字对第一注解行的比对,详见後叙。)

将列向量转置(Transpose)後,即可得到行向量(Column vector):

z=x'

z=4.0000

5.2000

6.4000

7.6000

8.8000

10.0000

不论是行向量或列向量,我们均可用相同的函数找出其元素个数、最大值、最小值等:

length(z)%z的元素个数

ans=6

max(z)%z的最大值

ans=10

min(z)%z的最小值

ans=4

小整理:适用於向量的常用函数有:

min(x):向量x的元素的最小值

max(x):向量x的元素的最大值

mean(x):向量x的元素的平均值

median(x):向量x的元素的中位数

std(x):向量x的元素的标准差

diff(x):向量x的相邻元素的差

sort(x):对向量x的元素进行排序(Sorting)

length(x):向量x的元素个数

norm(x):向量x的欧氏(Euclidean)长度

sum(x):向量x的元素总和

prod(x):向量x的元素总乘积

cumsum(x):向量x的累计元素总和

cumprod(x):向量x的累计元素总乘积

dot(x,y):向量x和y的内积

cross(x,y):向量x和y的外积(大部份的向量函数也可适用於矩阵,详见下述。)

若要输入矩阵,则必须在每一列结尾加上分号(;),如下例:

A=[1234;5678;9101112];

A=

1234

5678

9101112

同样地,我们可以对矩阵进行各种处理:

A(2,3)=5%改变位於第二列,第三行的元素值

A=

1234

5658

9101112

B=A(2,1:3)%取出部份矩阵B

B=565

A=[A B']%将B转置後以行向量并入A

A=

12345

56586

91011125

A(:,2)=[]%删除第二行(:代表所有列)

A=

1345

5586

911125

A=[A;4321]%加入第四列

A=

1345

5586

911125

4321

A([14],:)=[]%删除第一和第四列(:代表所有行)

A=

5586

911125

这几种矩阵处理的方式可以相互叠代运用,产生各种意想不到的效果,就看各位的巧思和创意。

小提示:在MATLAB的内部资料结构中,每一个矩阵都是一个以行为主(Column-oriented)的阵列(Array)因此对於矩阵元素的存取,我们可用一维或二维的索引(Index)来定址。举例来说,在上述矩阵A中,位於第二列、第三行的元素可写为A(2,3)(二维索引)或A(6)(一维索引,即将所有直行进行堆叠後的第六个元素)。

此外,若要重新安排矩阵的形状,可用reshape命令:

B=reshape(A,4,2)%4是新矩阵的列数,2是新矩阵的行数

B=

58

912

56

115

小提示:A(:)就是将矩阵A每一列堆叠起来,成为一个行向量,而这也是MATLAB变数的内部储存方式。以前例而言,reshape(A,8,1)和A(:)同样都会产生一个8x1的矩阵。

MATLAB可在同时执行数个命令,只要以逗号或分号将命令隔开:

x=sin(pi/3);y=x^2;z=y*10,

z=

7.5000

若一个数学运算是太长,可用三个句点将其延伸到下一行:

z=10*sin(pi/3)*...

sin(pi/3);

若要检视现存於工作空间(Workspace)的变数,可键入who:

who

Your variables are:

testfile x

这些是由使用者定义的变数。若要知道这些变数的详细资料,可键入:

whos

Name Size Bytes Class

A2x464double array

B4x264double array

ans1x18double array

x1x18double array

y1x18double array

z1x18double array

Grand total is20elements using160bytes

使用clear可以删除工作空间的变数:

clear A

A

???Undefined function or variable'A'.

另外MATLAB有些永久常数(Permanent constants),虽然在工作空间中看不到,但使用者可直接取用,例如:

pi

ans=3.1416

下表即为MATLAB常用到的永久常数。

小整理:MATLAB的永久常数i或j:基本虚数单位

eps:系统的浮点(Floating-point)精确度

inf:无限大,例如1/0nan或NaN:非数值(Not a number),例如0/0

pi:圆周率p(=3.1415926...)

realmax:系统所能表示的最大数值

realmin:系统所能表示的最小数值

nargin:函数的输入引数个数

nargin:函数的输出引数个数

1-2、重复命令

最简单的重复命令是for 圈(for-loop),其基本形式为:

for变数=矩阵;

运算式;

end

其中变数的值会被依次设定为矩阵的每一行,来执行介於for和end之间的运算式。因此,若无意外情况,运算式执行的次数会等於矩阵的行数。

举例来说,下列命令会产生一个长度为6的调和数列(Harmonic sequence):

x=zeros(1,6);%x是一个16的零矩阵

for i=1:6,

x(i)=1/i;

end

在上例中,矩阵x最初是一个16的零矩阵,在for 圈中,变数i的值依次是1到6,因此矩阵x的第i个元素的值依次被设为1/i。我们可用分数来显示此数列:

format rat%使用分数来表示数值

disp(x)

11/21/31/41/51/6

for圈可以是多层的,下例产生一个16的Hilbert矩阵h,其中为於第i列、第j行的元素为h=zeros(6);

for i=1:6,

for j=1:6,

h(i,j)=1/(i+j-1);

end

end

disp(h)

11/21/31/41/51/6

1/21/31/41/51/61/7

1/31/41/51/61/71/8

1/41/51/61/71/81/9

1/51/61/71/81/91/10

1/61/71/81/91/101/11

小提示:预先配置矩阵在上面的例子,我们使用zeros来预先配置(Allocate)了一个适当大小的矩阵。若不预先配置矩阵,程式仍可执行,但此时MATLAB需要动态地增加(或减小)矩阵的大小,因而降低程式的执行效率。所以在使用一个矩阵时,若能在事前知道其大小,则最好先使用zeros或ones等命令来预先配置所需的记忆体(即矩阵)大小。

在下例中,for 圈列出先前产生的Hilbert矩阵的每一行的平方和:

for i=h,

disp(norm(i)^2);%印出每一行的平方和

end

1299/871

282/551

650/2343

524/2933

559/4431

831/8801

在上例中,每一次i的值就是矩阵h的一行,所以写出来的命令特别简洁。

令一个常用到的重复命令是while 圈,其基本形式为:

while条件式;

运算式;

end

也就是说,只要条件示成立,运算式就会一再被执行。例如先前产生调和数列的例子,我们可用while 圈改写如下:

x=zeros(1,6);%x是一个16的零矩阵

i=1;

while i<=6,

x(i)=1/i;

i=i+1;

end

format short

1-3、逻辑命令

最简单的逻辑命令是if,...,end,其基本形式为:

if条件式;

运算式;

end

if rand(1,1)>0.5,

disp('Given random number is greater than0.5.');

end

Given random number is greater than0.5.

1-4、集合多个命令於一个M档案

若要一次执行大量的MATLAB命令,可将这些命令存放於一个副档名为m的档案,并在MATLAB提示号下键入此档案的主档名即可。此种包含MATLAB命令的档案都以m为副档名,因此通称M档案(M-files)。例如一个名为test.m的M档案,包含一连串的MATLAB 命令,那麽只要直接键入test,即可执行其所包含的命令:

pwd%显示现在的目录

ans=

D:\MATLAB5\bin

cd c:\data\mlbook%进入test.m所在的目录

type test.m%显示test.m的内容

%This is my first test M-file.

%Roger Jang,March3,1997

fprintf('Start of test.m!\n');

for i=1:3,

fprintf('i=%d--->i^3=%d\n',i,i^3);

end

fprintf('End of test.m!\n');

test%执行test.m

Start of test.m!

i=1--->i^3=1

i=2--->i^3=8

i=3--->i^3=27

End of test.m!

小提示:第一注解行(H1help line)test.m的前两行是注解,可以使程式易於了解与管理。特别要说明的是,第一注解行通常用来简短说明此M档案的功能,以便lookfor能以关键字比对的方式来找出此M档案。举例来说,test.m的第一注解行包含test这个字,因此如果键入lookfor test,MATLAB即可列出所有在第一注解行包含test的M档案,因而test.m也会被列名在内。

严格来说,M档案可再细分为命令集(Scripts)及函数(Functions)。前述的test.m即为命令集,其效用和将命令逐一输入完全一样,因此若在命令集可以直接使用工作空间的变数,而且在命令集中设定的变数,也都在工作空间中看得到。函数则需要用到输入引数(Input arguments)和输出引数(Output arguments)来传递资讯,这就像是C语言的函数,或是FORTRAN语言的副程序(Subroutines)。举例来说,若要计算一个正整数的阶乘(Factorial),我们可以写一个如下的MATLAB函数并将之存档於fact.m:

function output=fact(n)

%FACT Calculate factorial of a given positive integer.

output=1;

for i=1:n,

output=output*i;

end

其中fact是函数名,n是输入引数,output是输出引数,而i则是此函数用到的暂时变数。要使用此函数,直接键入函数名及适当输入引数值即可:

y=fact(5)

y=120

(当然,在执行fact之前,你必须先进入fact.m所在的目录。)在执行fact(5)时,

MATLAB会跳入一个下层的暂时工作空间(Temperary workspace),将变数n的值设定为5,然後进行各项函数的内部运算,所有内部运算所产生的变数(包含输入引数n、暂时变数i,以及输出引数output)都存在此暂时工作空间中。运算完毕後,MATLAB会将最後输出引数output的值设定给上层的变数y,并将清除此暂时工作空间及其所含的所有变数。换句话说,在呼叫函数时,你只能经由输入引数来控制函数的输入,经由输出引数来得到函数的输出,但所有的暂时变数都会随着函数的结束而消失,你并无法得到它们的值。

小提示:有关阶乘函数前面(及後面)用到的阶乘函数只是纯粹用来说明MATLAB的函数观念。若实际要计算一个正整数n的阶乘(即n!)时,可直接写成prod(1:n),或是直接呼叫gamma函数:gamma(n-1)。

MATLAB的函数也可以是递 式的(Recursive),也就是说,一个函数可以呼叫它本身。

举例来说,n!=n*(n-1)!,因此前面的阶乘函数可以改成递式的写法:

function output=fact(n)

%FACT Calculate factorial of a given positive integer recursively.

if n==1,%Terminating condition

output=1;

return;

end

output=n*fact(n-1);

在写一个递函数时,一定要包含结束条件(Terminating condition),否则此函数将会一再呼叫自己,永远不会停止,直到电脑的记忆体被耗尽为止。以上例而言,n==1即满足结束条件,此时我们直接将output设为1,而不再呼叫此函数本身。

1-5、搜寻路径

在前一节中,test.m所在的目录是d:\mlbook。如果不先进入这个目录,MATLAB就找不到你要执行的M档案。如果希望MATLAB不论在何处都能执行test.m,那麽就必须将d:\mlbook 加入MATLAB的搜寻路径(Search path)上。要检视MATLAB的搜寻路径,键入path即可:

path

MATLABPATH

d:\matlab5\toolbox\matlab\general

d:\matlab5\toolbox\matlab\ops

d:\matlab5\toolbox\matlab\lang

d:\matlab5\toolbox\matlab\elmat

d:\matlab5\toolbox\matlab\elfun

d:\matlab5\toolbox\matlab\specfun

d:\matlab5\toolbox\matlab\matfun

d:\matlab5\toolbox\matlab\datafun

d:\matlab5\toolbox\matlab\polyfun

d:\matlab5\toolbox\matlab\funfun

d:\matlab5\toolbox\matlab\sparfun

d:\matlab5\toolbox\matlab\graph2d

d:\matlab5\toolbox\matlab\graph3d

d:\matlab5\toolbox\matlab\specgraph

d:\matlab5\toolbox\matlab\graphics

d:\matlab5\toolbox\matlab\uitools

d:\matlab5\toolbox\matlab\strfun

d:\matlab5\toolbox\matlab\iofun

d:\matlab5\toolbox\matlab\timefun

d:\matlab5\toolbox\matlab\datatypes

d:\matlab5\toolbox\matlab\dde

d:\matlab5\toolbox\matlab\demos

d:\matlab5\toolbox\tour

d:\matlab5\toolbox\simulink\simulink

d:\matlab5\toolbox\simulink\blocks

d:\matlab5\toolbox\simulink\simdemos

d:\matlab5\toolbox\simulink\dee

d:\matlab5\toolbox\local

此搜寻路径会依已安装的工具箱(Toolboxes)不同而有所不同。要查询某一命令是在搜寻路径的何处,可用which命令:

which expo

d:\matlab5\toolbox\matlab\demos\expo.m

很显然c:\data\mlbook并不在MATLAB的搜寻路径中,因此MATLAB找不到test.m这个M 档案:

which test

c:\data\mlbook\test.m

要将d:\mlbook加入MATLAB的搜寻路径,还是使用path命令:

path(path,'c:\data\mlbook');

此时d:\mlbook已加入MATLAB搜寻路径(键入path试看看),因此MATLAB已经"看"得到

test.m:

which test

c:\data\mlbook\test.m

现在我们就可以直接键入test,而不必先进入test.m所在的目录。

小提示:如何在其启动MATLAB时,自动设定所需的搜寻路径?如果在每一次启动MATLAB後都要设定所需的搜寻路径,将是一件很麻烦的事。有两种方法,可以使MATLAB 启动後,即可载入使用者定义的搜寻路径:

1.MATLAB的预设搜寻路径是定义在matlabrc.m(在c:\matlab之下,或是其他安装MATLAB 的主目录下),MATLAB每次启动後,即自动执行此档案。因此你可以直接修改matlabrc.m,以加入新的目录於搜寻路径之中。

2.MATLAB在执行matlabrc.m时,同时也会在预设搜寻路径中寻找startup.m,若此档案存在,则执行其所含的命令。因此我们可将所有在MATLAB启动时必须执行的命令(包含更改搜寻路径的命令),放在此档案中。

每次MATLAB遇到一个命令(例如test)时,其处置程序为:

1.将test视为使用者定义的变数。

2.若test不是使用者定义的变数,将其视为永久常数。

3.若test不是永久常数,检查其是否为目前工作目录下的M档案。

4.若不是,则由搜寻路径寻找是否有test.m的档案。

5.若在搜寻路径中找不到,则MATLAB会发出哔哔声并印出错误讯息。

以下介绍与MATLAB搜寻路径相关的各项命令。

1-6、资料的储存与载入

有些计算旷日废时,那麽我们通常希望能将计算所得的储存在档案中,以便将来可进行其他

处理。MATLAB储存变数的基本命令是save,在不加任何选项(Options)时,save会将变数以二进制(Binary)的方式储存至副档名为mat的档案,如下述:

save:将工作空间的所有变数储存到名为matlab.mat的二进制档案。

save filename:将工作空间的所有变数储存到名为filename.mat的二进制档案。save filename x y z:将变数x、y、z储存到名为filename.mat的二进制档案。

以下为使用save命令的一个简例:

who%列出工作空间的变数

Your variables are:

B h j y

ans i x z

save test B y%将变数B与y储存至test.mat

dir%列出现在目录中的档案

.2plotxy.doc fact.m simulink.doc test.m~$1basic.doc

..3plotxyz.doc first.doc temp.doc test.mat

1basic.doc book.dot go.m template.doc testfile.dat

delete test.mat%删除test.mat

以二进制的方式储存变数,通常档案会比较小,而且在载入时速度较快,但是就无法用普通的文书软体(例如pe2或记事本)看到档案内容。若想看到档案内容,则必须加上-ascii选项,详见下述:

save filename x-ascii:将变数x以八位数存到名为filename的ASCII档案。

Save filename x-ascii-double:将变数x以十六位数存到名为filename的ASCII档案。

另一个选项是-tab,可将同一列相邻的数目以定位键(Tab)隔开。

小提示:二进制和ASCII档案的比较在save命令使用-ascii选项後,会有下列现象:save命令就不会在档案名称後加上mat的副档名。

因此以副档名mat结尾的档案通常是MATLAB的二进位资料档。

若非有特殊需要,我们应该尽量以二进制方式储存资料。

load命令可将档案载入以取得储存之变数:

load filename:load会寻找名称为filename.mat的档案,并以二进制格式载入。若找不到filename.mat,则寻找名称为filename的档案,并以ASCII格式载入。load filename-ascii:load

会寻找名称为filename的档案,并以ASCII格式载入。

若以ASCII格式载入,则变数名称即为档案名称(但不包含副档名)。若以二进制载入,则可保留原有的变数名称,如下例:

clear all;%清除工作空间中的变数

x=1:10;

save testfile.dat x-ascii%将x以ASCII格式存至名为testfile.dat的档案

load testfile.dat%载入testfile.dat

who%列出工作空间中的变数

Your variables are:

testfile x

注意在上述过程中,由於是以ASCII格式储存与载入,所以产生了一个与档案名称相同的变数testfile,此变数的值和原变数x完全相同。

1-7、结束MATLAB

有三种方法可以结束MATLAB:

1.键入exit

2.键入quit

3.直接关闭MATLAB的命令视窗(Command window)

数值函数

N[expr]表达式的机器精度近似值

N[expr,n]表达式的n位近似值,n为任意正整数

NSolve[lhs==rhs,var]求方程数值解

NSolve[eqn,var,n]求方程数值解,结果精度到n位

NDSolve[eqns,y,{x,xmin,xmax}]微分方程数值解

NDSolve[eqns,{y1,y2,...},{x,xmin,xmax}]

微分方程组数值解

相关文档