Matlab 基础知识
MATLAB工作环境及其使用
操作环境介绍
MATLAB开发环境是一套方便用户使用MATLAB函数和文件的工具集,其中许多工具是图形化用户接口。它是一个集成化的工作空间,可以让用户输入、输出数据,并提供了M文件的集成编译和调试环境。它包括MATLAB桌面、命令窗口、M文件编辑调试器、MATLAH工作空间和在线帮助文档。它的通用操作界面包括九个常用的窗口。图A-1为MATLAB的默认界面,其他窗口可以通过开始按钮“Start”等方式打开。
1) 命令窗口(Command Window),也称为主窗口。各命令输入和函数调用后的数值输出结果(包括程序执行后的结果)都在命令窗口表现。
2) 历史命令窗口(History Command Window),历史命令输入的记载,便于随时查看和调用。
3) 当前目录窗口(Current Directory),显示和改变当前目录,并可显示当前目录下的文件以及提供搜索功能。
4) 起始面板窗口(Launch Pad),说明用户拥有Mathworks公司产品的软件资源信息。
5) 工作空间窗口(Workspace),显示所有目前工作空间中的MATLAB变量名、数据结构、类型以及所占的空间并可进行变量的编辑等。
6) M文件编辑/调试器窗口(M-File),用于对程序文件的编写与调试。
7) 图形文件编辑窗口(Figure),用于对图形文件的编辑与显示。
8) 用户图形界面设计窗口(GUI),用于对图形界面设计。
9) 仿真模型编辑窗口(Model),用于对仿真模型的编辑与仿真。
操作界面基本使用
1) 命令窗口的基本操作
在MATLAB下进行基本数学运算,只需直接在提示符(>>)输入运算式,并按下Enter键即可。例如:
>> (5*2+1.3-0.8)*10/25
ans =4.2000
若不希望命令窗口每次都显示运算结果,只需在运算式最后加上分号“;”即可。 如输入: >> y = sin(10)*exp(-0.3*4^2); 按下Enter键,命令窗口不显示结果;若要显示变数y的值,直接键入:y,按下Enter键,命令窗口显示y的值。
2) 当前目录浏览器窗口(Current Directory Browser)
a、当前目录的设置
如果是通过单击Windows桌面上的MATLAB图标启动,则启动后的默认当前目录是“matlab/work”;如果MATLAB的启动是由单击“matlab/bin/win32”目录下的“matlab.exe”,则默认当前目录是“matlab/bin/win32”。
把用户目录设置成当前目录的方法有两种:一种是在当前目录设置区设置。在上图中或MATLAB界面工具栏的右边都有当前目录设置区, 可以在“设置栏”中直接填写待设置的目录名。另一种,通过命令设置。
cd %显示当前目录
cd 目录 %指定当前目录
cd .. %指定上一级目录为当前目录
表A-1 文件详细列表区的主要应用功能
功能 | 操作方法 |
运行M文件(Run) | 选择待运行文件,按鼠标右键出现快捷菜单, 选择“Run” 菜单 运行M文件。 |
打开M文件(Open) | 选择待运行M文件,按鼠标右键出现快捷菜单, 选择“Open”菜单,则M文件出现在M文件 编辑/调试器窗口中。或者双击该M文件也可打开文件。 |
把MAT文件全部 数据输入内存(Open) | 选择待装入的MAT数据文件,按鼠标右键出现 快捷菜单,选择“Open”菜单,此文件的数据就全部 装入工作空间。或者双击该MAT文件也可实现。 |
把MAT文件部分 数据输入内存(Import Data) | 选择待装载MAT数据文件,按鼠标右键出现快捷菜单, 选择“Import Data”菜单,出现数据输入向导对话框 “Import Wizard”,选择待装入的数据变量名, 然后单击“Finish”按钮。 |
b、文件详细列表区的使用
c、 M或MAT文件描述区
显示M或MAT文件描述区:选择菜单“File”→“preferences”,在“Preferences”对话框中点击左侧的“Current Directory”选项,在对话框的右边“Brower Display Options”中选择“Show M-file Comments and MAT-file Comments”复选框,然后单击“OK”按钮。
3) 工作空间浏览器窗口(Workspace Browser)
工作空间浏览器窗口用于显示所有MATLAB工作空间中的变量名、数据结构、类型、大小和字节数。可以对变量进行观察、编辑、提取和保存。图A-3为工作空间窗口的单独窗口显示。
4) 数组编辑器窗口(Array Editor)
打开选择数组编辑器窗口:“Open…”菜单或者双击该变量。
图A-4为变量“c=[1 2;3 4;5 6]”在“Array Editor”数组编辑器窗口中的显示。
5) M文件编辑/调试器窗口(Editor/Debugger)
启动M文件编辑/调试器窗口的方法:
§ 单击MATLAB界面上的图标,或者单击菜单“File”→“New”→“M-file”,可打开空白的M文件编辑器。
§ 单击MATLAB界面上的图标,或者单击菜单“File”→“Open”,在打开的“Open”对话框中填写所选文件名,单击“打开”按钮,就可出现相应的M文件编辑器。
§ 用鼠标双击当前目录窗口中的M文件(扩展名为.m),可直接打开相应文件的M文件编辑器。图A-5显示打开了一个“Ex0101.m”文件的M文件编辑/调试器窗口:
6) 帮助导航/浏览器窗口(Help Navigator/Browser)
单击工具栏的"?"图标;或选择菜单“View”→“Help”;或选择菜单“Help”→“MATLAB Help”都能出现帮助导航/浏览器窗口。
7) 启动Notebook
文字处理软件WORD与MATLAB有一个共享界面,启动Notebook可以创建M-book文件。启动方法有两种,一是从Word中启动,方法是打开Word,选择菜单“文件”→“新建”,在出现的对话框中,选择“M-book”图标,单击“确定”按钮即可。二是从MATLAB中启动,方法是打开MATLAB,在命令窗口中输入“notebook”命令即可。
2. 3常用功能键及操作命令
下面给出Matlab一些常用的功能键、操作命令、符号以及数学函数等,分别如表A-2、表A-3、表A-4和表A-5所示。
表A-2 Matlab常用操作键
键名 | 作用 | 键名 | 作用 |
↑ | 向前调回已输入过的命令行 | Home | 使光标移到当前行的开头 |
↓ | 向后调回已输入过的命令行 | End | 使光标移到当前行的末尾 |
← | 在当前行中左移光标 | Delete | 删去光标右边的字符 |
→ | 在当前行中右移光标 | Backspace | 删去光标左边的字符 |
PageUp | 向前翻阅当前窗口中的内容 | Esc | 清除当前行的全部内容 |
Page Down | 向后翻阅当前窗口中的内容 | CTRL+C | 中断MATLAB命令的运行 |
Enter | 运行命令/换行 | --- | --- |
表A-3 Matlab常用操作命令
命令 | 含义 | 命令 | 含义 |
cd | 设置当前工作目录 | exit | 关闭/退出MATLAB |
clf | 清除图形窗 | quit | 关闭/退出MATLAB |
clc | 清除命令窗中显示内容 | md | 创建目录 |
clear | 清除MATLAB工作空间 中保存的变量 | more | 使其后的内容显示内容 分页进行 |
dir | 列出指定目录下的文件夹 和子目录清单 | type | 显示指定M文件的内容 |
edit | 打开M文件编辑器 | which | 指定其后文件所在的目录 |
helpwin | 在线帮助窗口 | help | 在线帮助 |
helpdesk | 在线帮助工作台 | demo | 运行演示程序 |
! | 执行操作系统命令 | save | 把变量存入文件中 |
load | 将文件内容加载到变量中 | echo | 命令回显 |
表A-4 Matlab常用符号
名称 | 符号 | 功能 |
空格 | 用于输入变量之间的分隔符以及数组行元素之间的分隔符。 | |
逗号 | , | 用于要显示计算结果的命令之间的分隔符; 用于输入变量之间的分隔符;用于数组行元素之间的分隔符。 |
点号 | . | 用于数值中的小数点。 |
分号 | ; | 用于不显示计算结果命令行的结尾;用于不显示计算结果命令之间的分隔符; 用于数组元素行之间的分隔符。 |
冒号 | : | 用于生成一维数值数组,表示一维数组的全部元素 或多维数组的某一维的全部元素。 |
百分号 | % | 用于注释的前面,在它后面的命令不需要执行。 |
单引号 | ‘ ’ | 用于括住字符串。 |
圆括号 | ( ) | 用于引用数组元素;用于函数输入变量列表; 用于确定算术运算的先后次序。 |
方括号 | [ ] | 用于构成向量和矩阵;用于函数输出列表。 |
花括号 | { } | 用于构成元胞数组。 |
下划线 | - | 用于一个变量、函数或文件名中的连字符。 |
续行号 | … | 用于把后面的行与该行连接以构成一个较长的命令。 |
“At”号 | @ | 用于放在函数名前形成函数句柄; 用于放在目录名前形成用户对象类目录。 |
表A-5 Matlab常用数学函数
函 数 | 功 能 描 述 | 函 数 | 功 能 描 述 |
abs(x) | 实数的绝对值或复数的幅值 | gcd(m,n) | 求正整数m和n的最大公约数 |
lcm(m,n) | 求正整数m和n的最小公倍数 | rem(m,n) | 求正整数m和n的m/n之余数 |
sin(x) | 正弦sin | asin(x) | 反正弦arcsin |
cos(x) | 余弦cos | acos(x) | 反余弦arcsin |
tan(x) | 正切tan | atan(x) | 反正切arctan |
exp(x) | 指数函数 | sqrt(x) | 求实数x的平方根: |
log(x) | 自然对数(以 | log10(x) | 常用对数(以10为底数) |
interp1 | 一维插值 | interp2 | 二维插值 |
interpft | 利用FFT的一维插值 | interpn | n维插值 |
spline | 样条插值 | griddata | 规则化数据和曲面拟合 |
interp3 | 三维插值 | meshgrid | 产生“经纬”矩阵 |
polyfit | 最小二乘多项式拟合 | fminsearch, fminunc | 无约束非线性最小化 |
polyval | 多项式函数的预测值 | fmincon | 非线性约束最优化 |
2. 4 Matlab帮助系统
MATLAB具有相当丰富的帮助信息,同时提供了多种获得帮助的方法。可以通过桌面平台的“Help”菜单来获得帮助,也可以通过工具栏的帮助"?"选项获得帮助。此外,MATLAB也提供了在命令窗口中的获得帮助的多种方法,获得帮助的命令及说明如表A-6。
表A-6 Matlab帮助命令
命 令 | 说 明 |
doc | 在帮助浏览器中显示指定函数的参考信息 |
help | 在命令窗口中显示M文件帮助 |
helpbrowser | 打开帮助浏览器,无参数 |
helpwin | 打开帮助浏览器 |
lookfor | 在命令窗口中显示具有指定参数特征函数的M文件帮助 |
demo | 调用演示模型(demo)来获得特殊帮助 |
web | 显示指定的网络页面,默认为MATLAB帮助浏览器 |
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