MATLAB程序設計教程總結

MATLAB程序設計教程總結一、MATLAB操作基礎1、MATLAB的主要功能：（1）數(shù)值計算和符號計算功能（2）繪圖功能（3）編輯語言功

能（4）拓展功能

2、MATLAB的安裝為執(zhí)行安裝盤上的setp.exe文件來啟動安裝過程，然后按照系統(tǒng)提示進

行操作即可。

3、MATLAB的六種操作界面：主窗口、命令窗口、工作空間窗口、當前目錄窗口、命令

歷史窗口、start按鈕。

4、MATLAB可通過path命令或對話框設置搜索路徑。5、進入MATLAB幫助界面的3種方法：（1）單擊MATLAB主窗口工具欄中的help按鈕

（2）選擇help菜單中前4項的任意一項（3）在命令窗口中輸入helpwith、helpdesk或doc命令

6、Help、lookfor及模糊查詢?yōu)镸ATLAB幫助命令二、MATLAB矩陣及計算

1、在MATLAB中變量名是以字母開頭，后接字母、下劃線的字符序列，最多允許有63個

字符，且變量區(qū)分大小寫，關鍵字和函數(shù)名不能作為變量名。

2、預定義變量：ans、eps、pi、i、j、inf、Inf、NaN、nan、nargin、nargout、realmax、realmin、

lasterr、lastwarn。

3、Clear命令刪除工作空間中的變量，who和whos用于顯示在工作空間中一直駐留的變量

名清單。

4、數(shù)據(jù)輸出格式有：formatshort、formatshorte、formatlong、formatlonge、formatbank、

formathex、formatt。5、矩陣的拆分：（1）利用冒號表達式獲得子矩陣（2）利用空矩陣刪除矩陣的元素（3）利

用reshpe(A,m,n)函數(shù)可以改變矩陣形狀.

6、特殊矩陣：zeros,ones,eye,rand.randn,magic(n),vander(n),hilb(n)7、算術運算包括基本算數(shù)運算、點運算和關系運算符。8、邏輯運算符：&、|、~

9、矩陣的轉置。矩陣的逆，矩陣的超越函數(shù)。10、結構數(shù)據(jù)、單元數(shù)據(jù)和稀疏矩陣的函數(shù)及引用。三、MATLAB程序設計

1、M文件是有若干的MATLAB命令組合在一起構成的，它可以完成某些操作，也可以實

現(xiàn)某種算法，M文件包括命令文件和函數(shù)文件。2、程序控制結構：順序機構、選擇結構、循環(huán)結構。

3、函數(shù)文件由function語句引導，其基本格式為：function輸出形參表函數(shù)名（輸入性

參表）

4、函數(shù)調用的一般格式：[輸出實參表]=函數(shù)名（輸入是參表）

5、程序調試（1）應用程序兩類錯誤，一是語法錯誤，二是運行時的錯誤。（2）M文件編

輯器除了能編輯修改文件外還能對程序進行調試，調試可通過控制單步運行和斷點運行操作來進行。四、MATLAB繪圖

1、掌握二維數(shù)據(jù)曲線圖和曲面圖基本調用格式2、掌握三維數(shù)據(jù)曲面圖基本調用格式3、Image和imagesc函數(shù)用于圖像顯示

4、MATLAB具有動畫制作能力，它可以存儲一系列各種類型的二維或三維圖，然后像放

電影一樣把它們按順序播放出來稱為逐幅動畫；另一類是描繪質點運動軌跡的動畫稱為軌跡動畫。

五、MATLAB數(shù)據(jù)分析與多項式計算

1、求向量的最大值和最小值以及求矩陣的最大值和最小值的基本調用格式。

2、數(shù)據(jù)序列求和與求積函數(shù)式sum和pord，平均值和中值函數(shù)分別是mean和median，累

加與累乘函數(shù)cumsum和cumprod。

3、求標準方差的一般調用格式為：Y=std(A,flag,dim):求相關系數(shù)調用格式為corrcoef(x)和

corrcoef(X,Y)。4、排序函數(shù)是sort(X)

5、一位數(shù)據(jù)插值采用的方法有線性方法、最近方法、3次多項式和3次樣條插值

6、用ployfit函數(shù)球的最小二擬合多項式的系數(shù)，再用ployval函數(shù)按所得的多項式計算所

給出的點上的函數(shù)近似值。7、掌握一位離散傅里葉變換函數(shù)、多項式的加減乘除、多項式的導函數(shù)、代數(shù)多項式求值、

矩陣多項式求值以及多項式求根的調用格式‘六、MATLAB解方程和最優(yōu)化問題求解1、線性方程組求解：（1）直接解法包括利用做出運算符的直接解法和利用矩陣的分解求解。

（2）迭代法求解主要包括Jacobi迭代法、Gauss-serdel迭代法和兩步迭代法。2、非線性方程求解包括單變量非線性方程求解和非線性方程組求解。3、常微分方程初值問題的數(shù)值解法為龍格庫塔法。

4、最優(yōu)化問題求解分為無約束最優(yōu)化問題求解和有約束最優(yōu)化問題求解。七、MATLAB數(shù)值積分與數(shù)值微分

1、數(shù)值積分包括梯形法、辛普生法、高斯-克朗羅德法。

2、重積分被積函數(shù)是二元函數(shù)或三元函數(shù)，積分范圍是平面的一個區(qū)域或空間的一個區(qū)

域。

3、數(shù)值微分的實現(xiàn)可用兩種方式，第一種是用多項式或樣條函數(shù)g(x)對f(x)進行逼近，然

后用逼近函數(shù)g(x)在點x處的導數(shù)，第二種是用f(x)在點x處的某種差商作為其導數(shù)。八、MATLAB符號運算

1、兩個建立富豪對象的函數(shù)：sym和syms。

2、建立符號表達式有三種方式:(1)利用單引號（2）用sym函數(shù)（3）使用已知定義的符號

變量。

3、符號表達式的四則運算與數(shù)值運算一樣，用+、-、*、/、^運算符實現(xiàn)。4、符號表達式提取費腦子和分母運算的一般調用格式為[n,d]=numden(s).5、符號表達式的因式分解與展開函數(shù)調用格式為：factor(s)、expand(s)、collect(s)、collect(s,v)6、符號表達式系數(shù)的提取一般調用格式為：c=coeff(s[,x])該函數(shù)返回多項式中按指定變量

升冪順序排列的系數(shù)，且按離字符“x”近原則確定主變量。

7、符號局長呢也是一種符號表達式，所以前面介紹的符號表達式運算都可以在符號意義下

進行，但應注意這些函數(shù)作用于符號矩陣時是分別作用于矩陣的每一個元素。8、求函數(shù)極限的函數(shù)limit，求函數(shù)導數(shù)的函數(shù)diff，求符號積分的函數(shù)是int。

9、掌握級數(shù)符號求和、泰勒級數(shù)函數(shù)、符號代數(shù)方程求解以及符號常微分方程求解的調用

格式。

九、MATLAB圖形句柄

1、在MATLAB中每一個具體的圖形都是由若干個不同的圖形對象組成的。

2、MATLAB在創(chuàng)建每一個圖形對象時，都為該對象分配唯一的一個值，稱其為圖形句柄。

句柄是圖形對象的唯一標識符，不同對象的句柄不可能重復和混淆。

3、每個圖形對象都具有各式各樣的屬性，MATLAB正是通過對屬性的操作來控制和改變

圖形對象的。

4、圖形對象是MATLAB中很重要的一個圖形對象，MATLAB的一切圖形對象輸出都是在

圖形窗口中完成的。

5、坐標軸是MATLAB中另一類很重要的圖形對象，坐標軸對象是圖形窗口的子對象，每

個圖形窗口中可以定義多個坐標軸對象，但只有一個坐標軸是生成當前坐標軸，在沒有指明坐標軸時，所有的圖形圖像都是在當前坐標軸中輸出。

6、曲線對象是坐標軸的子對象，它既可以定義在二維坐標系中，也可以定義在三維坐標系

中。

7、曲面對象也是坐標軸的自子對象，它定義在三維坐標系中，而坐標系可以在任何視點下。8、文本對象主要用于給圖形添加文字標注。

9、其他核心對象包括區(qū)域塊對象、方框對象、光源對象。十、Simulink動態(tài)仿真集成環(huán)境

1、Simulink是一種以MATLAB為基礎，對動態(tài)系統(tǒng)進行建模、仿真和分析的軟件包。

Simulink由于功能強大、使用簡單方便已成為應用最廣泛的動態(tài)系統(tǒng)仿真軟件。

2、Simulink模塊庫提供了大量模塊，單擊模塊庫瀏覽器中Simulink前面的“+”號將看到

相應的基本模塊，選擇所需基本模塊，可用鼠標將其拖到模型編輯窗口。

3、模塊的而編輯包括添加模塊、選取模塊、復制與刪除模塊、模塊外形的調整和模塊名的

處理。

4、熟練掌握模塊的連接與模塊間的調整、標注連線及刪除連線。

5、熟記模塊的參數(shù)和屬性設置，學會設置仿真參數(shù)，學會使用命令操作對系統(tǒng)進行仿真。6、學會建立子系統(tǒng)和封裝技術，掌握子函數(shù)的設置和應用。

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Matlab程序設計課程總結

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1.Matlab的課程總結

隨著對matlab的學習的深入，我對其了解也更加深入。

MATLAB是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術計算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。MATLAB是矩陣實驗室（MatrixLaboratory）的簡稱，MATLAB和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學軟件它在數(shù)學類科技應用軟件中在數(shù)值方面首屈一指。

MATLAB可以進行矩陣運算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應用于工程計算、控制設計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設計與分析等領域。

MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達式與數(shù)學、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語言完相同的事情簡捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點,使MATLAB成為一個強大的數(shù)學軟件。在新的版本中也加入了對C，F(xiàn)ORTRAN，C++，JAVA的支持。可以直接調用,用戶也可以將自己編寫的實用程序導入到MATLAB函數(shù)庫中方便自己以后調用，此外許多的MATLAB愛好者都編寫了一些經典的程序，用戶可以直接進行下載就可以用。此高級語言可用于技術計算，此開發(fā)環(huán)境可對代碼、文件和數(shù)據(jù)進行管理，交互式工具可以按迭代的方式探查、設計及求解問題，數(shù)學函數(shù)可用于線性代數(shù)、統(tǒng)計、傅立葉分析、篩選、優(yōu)化以及數(shù)值積分等，二維和三維圖形函數(shù)可用于可視化數(shù)據(jù)，各種工具可用于構建自定義的圖形用戶界面，各種函數(shù)可將基于MATLAB的算法與外部應用程序和語言（如C、C++、Fortran、Java、COM以及MicrosoftExcel）集成。

應用matlab語言編程的方法來對復雜電路進行分析和計算，不僅節(jié)約計算時間、方便地調試電路參數(shù)，而且還可以非常直觀地觀察和測量電路中的電壓、電流和功率等物理量。結論表明，matlab提供了高效簡潔的編程方法，其強大而簡易的繪圖功能、矩陣和數(shù)組運算能力以及很強的擴充性，能充分的滿足基本電路分析、計算的需要，從而可以大大地提高計算精度和工作效率，在電路理論學科研究與工程實踐中具有很好的應用價值。

2.matlab的優(yōu)勢和應用

2.1MATLAB的優(yōu)勢

(1)友好的工作平臺和編程環(huán)境

MATLAB由一系列工具組成。這些工具方便用戶使用MATLAB的函數(shù)和文件，其中許多工具采用的是圖形用戶界面。包括MATLAB桌面和命令窗口、歷史命令窗口、編輯器和調試器、路徑搜索和用于用戶瀏覽幫助、工作空間、文件的瀏覽器。隨著MATLAB的商業(yè)化以及軟件本身的不斷升級，MATLAB的用戶界面也越來越精致，更加接近Windows的標準界面，人機交互性更強，操作更簡單。而且新版本的MATLAB提供了完整的聯(lián)機查詢、幫助系統(tǒng)，極大的方便了用戶的使用。簡單的編程環(huán)境提供了比較完備的調試系統(tǒng)，程序不必經過編譯就可以直接運行，而且能夠及時地報告出現(xiàn)的錯誤及進行出錯原因分析。

(2)簡單易用的程序語言

Matlab一個高級的矩陣/陣列語言，它包含控制語句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結構、輸入和輸出和面向對象編程特點。用戶可以在命令窗口中將輸入語句與執(zhí)行命令同步，也可以先編寫好一個較大的復雜的應用程序（M文件）后再一起運行。新版本的MATLAB語言是基于最為流行的C＋＋語言基礎上的，因此語法特征與C＋＋語言極為相似，而且更加簡單，更加符合科技人員對數(shù)學表達式的書寫格式。使之更利于非計算機專業(yè)的科技人員使用。而且這種語言可移植性好、可拓展性極強，這也是MATLAB能夠深入到科學研究及工程計算各個領域的重要原因。

(3)強大的科學計算機數(shù)據(jù)處理能力

MATLAB是一個包含大量計算算法的集合。其擁有600多個工程中要用到的數(shù)學運算函數(shù)，可以方便的實現(xiàn)用戶所需的各種計算功能。函數(shù)中所使用的算法都是科研和工程計算中的最新研究成果，而前經過了各種優(yōu)化和容錯處理。在通常情況下，可以用它來代替底層編程語言，如C和C++。在計算要求相同的情況下，使用MATLAB的編程工作量會大大減少。MATLAB的這些函數(shù)集包括從最簡單最基本的函數(shù)到諸如矩陣，特征向量、快速傅立葉變換的復雜函數(shù)。函數(shù)所能解決的問題其大致包括矩陣運算和線性方程組的求解、微分方程及偏微分方程的組的求解、符號運算、傅立葉變換和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析、工程中的優(yōu)化問題、稀疏矩陣運算、復數(shù)的各種運算、三角函數(shù)和其他初等數(shù)學運算、多維數(shù)組操作以及建模動態(tài)仿真等。

(4)出色的圖形處理功能

圖形處理功能MATLAB自產生之日起就具有方便的數(shù)據(jù)可視化功能，以將向量和矩陣用圖形表現(xiàn)出來，并且可以對圖形進行標注和打印。高層次的作圖包括二維和三維的可視化、圖象處理、動畫和表達式作圖�？捎糜诳茖W計算和工程繪圖。新版本的MATLAB對整個圖形處理功能作了很大的改進和完善，使它不僅在一般數(shù)據(jù)可視化軟件都具有的功能（例如二維曲線和三維曲面的繪制和處理等）方面更加完善，而且對于一些其他軟件所沒有的功能（例如圖形的光照處理、色度處理以及四維數(shù)據(jù)的表現(xiàn)等），MATLAB同樣表現(xiàn)了出色的處理能力。同時對一些特殊的可視化要求，例如圖形對話等，MATLAB也有相應的功能函數(shù)，保證了用戶不同層次的要求。另外新版本的MATLAB還著重在圖形用戶界面（GUI）的制作上作了很大的改善，對這方面有特殊要求的用戶也可以得到滿足。

(5)應用廣泛的模塊集合工具箱

MATLAB對許多專門的領域都開發(fā)了功能強大的模塊集和工具箱。一般來說，它們都是由特定領域的專家開發(fā)的，用戶可以直接使用工具箱學習、應用和評估不同的方法而不需要自己編寫代碼。目前，MATLAB已經把工具箱延伸到了科學研究和工程應用的諸多領域，諸如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫接口、概率統(tǒng)計、樣條擬合、優(yōu)化算法、偏微分方程求解、神經網絡、小波分析、信號處理、圖像處理、系統(tǒng)辨識、控制系統(tǒng)設計、LMI控制、魯棒控制、模型預測、模糊邏輯、金融分析、地圖工具、非線性控制設計、實時快速原型及半物理仿真、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、定點仿真、DSP與通訊、電力系統(tǒng)仿真等，都在工具箱（Toolbox）家族中有了自己的一席之地。

(6)實用的程序接口和發(fā)布平臺

新版本的MATLAB可以利用MATLAB編譯器和C/C++數(shù)學庫以及圖形庫，將自己的MATLAB程序自動轉換為獨立于MATLAB運行的C和C++的代碼。允許用戶編寫可以和MATLAB進行交互的C或C++語言程序。另外，MATLAB網頁服務程序還容許在Web應用中使用自己的MATLAB數(shù)學和圖形程序。MATLAB的一個重要特色就是具有一套程序擴展系統(tǒng)和一組稱之為工具箱的特殊應用子程序。工具箱是MATLAB函數(shù)的子程序庫，每一個工具箱都是為某一類學科專業(yè)和應用而定制的，主要包括信號處理、控制系統(tǒng)、神經網絡、模糊邏輯、小波分析和系統(tǒng)仿真等方面的應用。

(7)應用軟件開發(fā)（包括用戶界面）

在開發(fā)環(huán)境中，使用戶更方便地控制多個文件和圖形窗口；在編程方面支持了函

數(shù)嵌套，有條件中斷等；在圖形化方面，有了更強大的圖形標注和處理功能，包括對性對起連接注釋等；在輸入輸出方面，可以直接向Excel和HDF5進行連接。2.2matlab的應用

MATLAB的應用領域十分廣闊，典型的應用舉例如下：

(1)數(shù)據(jù)分析(2)數(shù)值與符號計算；(3)工程與科學繪圖；(4)控制系統(tǒng)設計；(5)航天工業(yè)；(6)汽車工業(yè)；(7)生物醫(yī)學工程；(8)語音處理；

(9)圖像與數(shù)字信號處理；(10)財務、金融分析；(11)建模、仿真及樣機開發(fā)；(12)新算法研究開發(fā)；(13)圖形用戶界面設計。

3.matlab在電路分析中的應用舉例

在電路分析中，隨著電路規(guī)模的加大，微分方程階數(shù)以及聯(lián)立方程的個數(shù)勢必增多，給解算帶來困難。傳統(tǒng)的計算機編程語言，如FORTRAN、C語言等在處理高階微分方程和大規(guī)模聯(lián)立方程組問題時，大量的時間和精力都花在矩陣處理(如矩陣輸入、求逆、稀疏矩陣處理等)和圖形的生成分析等繁瑣易錯的細節(jié)上。而被譽為第四代計算機語言的MATLAB在矩陣處理和圖形處理等方面有著得天獨厚的優(yōu)勢。利用MATLAB的M文件來求解電路方程，只需一個或幾個語句即可完成，同時MATLAB提供的Simulink工具可直接建立電路模擬模型，隨意改變模擬參數(shù)，并且立即可得到修改后的模擬結果(Scope顯示)，進一步省去了編程的步驟。

1.圖一所示的電路中，Us=16V,R1=R3=R4=1Ω,R2=2Ω,K=4,求U10.：

求解此題的方程組為

7203201*1i1i2u1016

016

對應的M文件為

A=[-7-20;-320;101];%定義方程組的系數(shù)矩陣AB=[16016];%定義右端矩陣C=A\\B%求解未知變量矩陣CC=4.000

6.000

12.000此為U10值

2．在圖3所示的電路中，R3=R6=1Ω,G8=1S,L1=1H,C4=1e-6F，

C9=2e-6F,US7=10sin100tV，IS2=2sin100Ta,g=1.用2b法求各支路的變量。

與圖3對應的2b方程的矩陣形式為

其M文件為

A=[-100001000;-11000100;01000-1011;000100-100;0000-1000-1]

B=[110001000;001-100-100;0-1-1000010;0000-100-11]

C=[-10-1j*1E-40-111j*2E-4]Ye=diag(C)Ye(5,6)=-1

D=[j*10011-1110-1-1];Ze=diag(D)

Us=[00000010+j*000]"Is=[0-2+j*00000000]"E=zeros(5,9)F=zeros(4,9)G=[00000]"H=[0000]"W=[EA;BF;YeZe]N=[G;H;Us+Is]Xn=W\\N

第6條支路的電壓向量為1.0e+002*(-0.0000+0.0004i);計算其峰值為：0.05656V。

00AB0U0IUsIsYeZe3.圖6所示的電路中，開關s閉合前已達穩(wěn)定狀態(tài)。已知：R=0.1Q，C=1F，L=0．1H，e1(t)=10V，e(t)=5V，求開關s在時間t=0瞬時閉合后，電感支路上的電流iL(t)。

此題求解的二階微分方程如下：

d2iLdiL1010iL10002dtdtiL(0)0A

diL100dt(t0)

對應的M文件為

dsolve("D2y+10*Dy+10*y=1000","Dy(0)=100","Y(0)=0")ans=100-101.6398*exp(-1.1270*t)+1.6398*exp(-8.8730*t)其解為iL(t)=100-101.6398e-1.1270t+1.6398e-8.8730t.

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