实验一认识Matlab编程环境.docx
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实验一认识Matlab编程环境
实验一认识Matlab编程环境
实验目的
初步掌握MATLAB软件的基本操作方法。
实验内容
1.熟悉MATLAB工作环境
2.掌握MATLAB使用方法
3.掌握MATLAB实用技巧
实验步骤
1.熟悉MATLAB
1.1认识MATLAB的工作环境
MATLAB6.1启动后,产生的工作环境界面,如图1所示,包含一个工具栏、三个区域、五个工作窗口,五个工作窗口分别为资源目录窗口(LaunchPad)、工作空间浏览器(Workspace)、命令历史浏览器(CommandHistory)、当前路径浏览器(CurrentDirectory)、命令窗口(CommandWindows)。
这是MATLAB启动后桌面布置方式的缺省设置。
MATLAB的工作窗口是一个标准的Windows界面,用户可以利用菜单命令完成对工作窗口的操作,下面将通过命令窗口菜单栏的逐一介绍来说明这些工作窗口的用法和含义。
图1.1MATLAB工作窗口
(1)MATLAB菜单项
MATLAB窗口从上至下:
第一行是标题,第二行是菜单,第三行是常用命令的图形工具栏(为简单起见,仅介绍菜单选项)
(2)MATLAB历史命令窗口
图1.7历史命令窗口
在历史窗口中记录着用户在MATLAB命令窗中所输入过的全部命令,在这个窗口中可以实现几个主要的功能是:
单行或多行命令的复制
在命令历史窗口用鼠标选定所要拷贝的命令,用右键弹出上下文菜单,选中Copy项,然后可以用Ctrl+V将其复制到命令窗口或任何地方。
单行命令的运行
选中单行命令,用右键弹出上下文菜单,选中EvaluateSelection,即会在命令窗口运行该行命令,也可直接双击该行命令,随即在命令窗口看到运行结果;
多行命令的运行
方法同于单行命令;选中多行命令,用右键弹出上下文菜单,选中EvaluateSelection,即会在命令窗口运行该多行命令;
把多行命令写成M文件
选中多行命令,用右键弹出上下文菜单,选中CreateM-File菜单项,就引出M文件编辑器,并将多行文本拷入,再利用M文件编辑器的操作保存即可。
图1.8Workspace窗口
(3)MATLAB工作空间窗口
又称内存浏览器,在其中保存着在命令窗口输入过的所有命令和结果,主要功能是内存变量的查阅、保存和编辑。
点亮所要操作的变量,用右键弹出上下文菜单,可以对变量进行删除、保存、画波形等操作。
(如图1.9所示)
图1.9工作空间窗口
选中OpenSelection菜单项,则引出ArrayEditor编辑器,所点中的变量出现在该编辑器中。
(如图1.10所示)
选中GraphSelection|Special2-Dgraphis项,则得到该变量的图形(如图1.11所示)
选中DeleteSelection项,则删除该变量。
选中ClearWorkspace则删除全部内存变量。
选中SaveWorkspaceAs则保存全部内存变量。
点亮某些变量,选中SaveSelection,可以把这几个变量保存到数据文件中。
(4)MATLAB当前路径窗口
当前路径窗口用于随时显示系统当前目录下的MATLAB文件信息,可以通过它来管理文件,具体操作将在3.2节中介绍。
(5)MATLAB资源目录窗口
资源目录窗口用于将当前系统中安装的所有MATLAB产品说明、演示、帮助信息的目录集成起来,方便用户查询。
2.MATLAB使用方法
◆◆◆◆◆以下将通过一个简单的示例来引导读者快速地学会使用MATLAB。
此例为生成一个图形sin(t),t
[0,2
]。
MATLAB有两种工作方式生成该图形。
●输入命令行方式
就是在MATLAB命令窗口直接输入简单的命令并执行。
(1)启动MATLAB
点击屏幕上的MATLAB图标,进入MATLAB工作窗口,见图1.1,其中命令窗口是MATLAB的主窗口。
(2)在命令窗口中输入命令
命令窗口中大部分空白区域为命令输入区。
在这个区域内,上面的两行字是提示信息。
左下为闪烁光标,等待用户键入命令。
键入命令后,MATLAB运行并显示结果。
下面,在命令输入区中键入:
t=0:
1*pi/100:
2*pi;
plot(t,sin(t))
如图1.14所示
图1.14在MATLAB命令窗口输入命令
则出现图形输出窗口,如图1.15所示。
图1.15MATLAB图形输出窗口
说明:
分号“;”的三个作用:
当它在方括号内时,是矩阵行间的分割符;在指令与指令之间时,是分割符;当它在赋值指令后时,该指令执行后的赋值结果不显示在屏幕上。
逗号“,”的三个作用:
当它在括号内时,是矩阵元素间的分割符或输入参数间的分割符;在指令与指令之间时,是分割符;当它在赋值指令后时,该指令执行后的赋值结果将显示在屏幕上。
指令中的“pi”在MATLAB中代表
是一个拥有16位有效数字的近似值;指令中的“i”在MATLAB中代表虚数单位,“pi”和“i”都是MATLAB的预定义变量。
在MATLAB中“%”以后的内容作为注释,对MATLAB的运算不产生任何影响。
在每个指令输入行后按回车键,该指令被MATLAB执行。
被赋值过的变量,不管是否在屏幕上显示过,都存放在MATLAB的工作空间(workplace)
注意MATLAB函数用小写字母(如:
sin求正弦值函数),变量区分大小写(如:
x和X在MATLAB中是不同的变量)
由此可见,MATLAB有编程简单、图形功能强大的优点。
这种直接在命令窗口输入几行程序并且运行的方式称为命令行方式,适合编几行语句,解决小问题。
对于比较复杂的问题,可以编写一段程序,保存为*.m的文件,然后运行该文件来解决。
这就是程序方式。
●编辑命令文件方式
如果经常对输入的多行命令重复执行,就要对这些命令重复输入,利用命令文件就很简单:
就是在MATLAB编辑/调试窗口中,将要输入的所有指令按顺序放在一个扩展名为*.m的文本文件中,每次运行只在MATLAB命令窗口输入文件名即可。
(1)启动编辑/调试器
在MATLAB命令窗口中点击“File”“New”“M-file”,即进入编辑/调试窗口,见图1.16。
直接利用按钮工具栏中的按钮New或Open;
在命令窗口中输入Edit命令
(2)编辑程序并保存
在编辑/调试窗口的空白区内输入
t=0:
1*pi/100:
2*pi;
plot(t,sin(t))
然后保存文件,点击
,在弹出的对话框内输入文件名为“xh2”,点“Save”按钮,则程序存为“xh2.m”文件,见图1.18。
(3)执行程序
需要执行程序时,只要回到命令窗口中,直接键入文件名“xh2”,执行结果见图1.19
MATLAB的这一编辑器主要用来编辑M文件。
当一组命令通过改变某个变量的值就可以反复使用去解决不同的问题时,可以利用M文件编辑器。
3.MATLAB实用技巧
3.1读入、保存数据
●在MATLAB命令窗口中直接输入矩阵,这是最方便快捷的方式。
例如在MATLAB命令窗口中输入:
a=[23;456;789]
则其输出结果为:
a=
123
456
789
注意,输入时a的每一行元素用逗号或空格分开;行与行用分号隔开,用方括号把所有元素括起来。
●将外部数据文件装入
利用save-load命令可以读取由其它应用程序产生的数据。
例如在命令窗口键入
>>savexh3a%将内存变量a保存在文件xh3中去
>>clear%清除全部内存变量
>>who%查阅内存变量(应该找不到任何变量)
>>loadxh3a%把xh3.mat中的变量a装入内存
>>who%可以看到变量a已经出现在内存中
装入数据也可以利用File菜单,在File菜单中,ImportData…不但可以加载.mat文件,而且可以加载.jpg和.gif等多种格式的文件。
3.2设置MATLAB的搜索路径
MATLAB采用路径搜索的方法来查找文件系统中的M文件,如果想将M文件保存在自己的目录中,并在MATLAB中输入文件名就能运行,就要修改的当前工作目录和搜索路径,步骤如下:
(1)在图1.12的当前路径窗口,单击“浏览”按钮,如图1.20。
(2)在浏览文件夹对话框中选择要加入目录,单击“确定”。
如图1.21
(3)在图1.21的当前工作路径中出现所选的目录如下图所示
(4)在命令窗口中点击
或输入pathtool命令打开设置搜索路径对话框如图1.23
(2)在SetPath对话框中单击“AddFolder”按钮,打开如图1.21所示的浏览文件夹对话框,选择要加入目录,单击“确定”。
(3)在SetPath对话框中,单击“Save”按钮,将添加的目录包含在搜索路径中,如图1.23所示。
3.4常用的控制命令及功能说明
表1命令窗口常用的控制命令
命令
功能
clear
清除内存中所有的或指定的变量和函数
cd
显示和改变当前工作目录
clc
清除MATLAB命令窗口中所有显示的内容
clf
清除当前窗口中的图形
dir
列出当前或指定目录下的子目录和文件清单
disp
在运行中显示变量或文字类型
echo
控制显示运行的文字命令
hold
控制保持当前的图形窗口
home
清除命令窗口中所有显示的内容,并把光标移至窗口左上角
quit
关闭并退出MATLAB
type
显示所指定文件的全部内容
exit
退出MATLAB
使用帮助命令
MATLAB为用户提供了强大的在线帮助功能,用户可以通过在线帮助轻松入门,并在帮助信息的指导下逐步熟练掌握MATLAB的应用。
获取帮助信息有如下两种方式:
.利用帮助菜单获取帮助信息
单击MALAB命令窗口菜单栏的[Help]菜单项,弹出帮助菜单选顶,选择[MatlabHelp]选项,则打开如图1.24所示的MATLAB帮助主题窗口。
该窗口列出了MATLAB的所有帮助主题,双击相关主题即可打开有关该主题的进一步详细说明。
图1.24MATLAB帮助窗口
通过命令窗口获取帮助信息
通过在命令窗口直接键入帮助命令也可获取MAnAB的在线帮助信息。
帮助命令如下:
表2常用帮助命令
命令
功能
help
列出MAILJLB的所有帮助主题
helpwin
打开MATLAB的帮助主题窗口
helpdesk
打开MATLAB的帮助工作合
helphelp
打开有关如何使用帮助信息的帮助窗口
Help+函数名
查询函数(或主题)的相关信息
3.5
使用演示功能(Demo)
MATLAB带有生动直观的演示程序,以帮助用户学习和理解MATLAB的强大功能。
启动MATLAB的演示程序可通过如下方式:
在MATLAB的命令窗口中键命令Demo,可打开如图1.25所示的演示程序窗口
该窗口左边列出了演示程序的主题,右边则列出了该主题的相关演示项目。
例如在窗口左边选择(可视化)演示主题“
”,然后单击窗口右边的“
”演示项目,则打开如图1.26所示的演示窗口,运行MATLAB的设计滤波器演示程序。
在形象直观的交互式演示过程中,用户不仅能更加深刻地体会到MATLAB强大功能.还能了解到演示程序的相应MATLAB命令。
图1.26MATLAB滤波器设计演示窗口
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