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matlab实例应用,含解释 基础准备及入门
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1
2. 基础准备及入门
2.1 MATLAB 5.x 版对外部系统的要求
2.2 MATLAB 的安装
2.3 MATLAB 环境的启动
2.4 MATLAB 指令窗简介
2.4.1 工具条
2.4.2 菜单选项
2.5 指令窗运行入门
2.5.1 最简单的计算器使用法
【例 2.5.1-1】求
2
3)]47(212[ ÷−×+ 的算术运算结果。
(1)用键盘在 MATLAB 指令窗中输入以下内容
>> (12+2*(7-4))/3^2
(2)在上述表达式输入完成后,按【Enter】键,该就指令被执行。
(3)在指令执行后,MATLAB 指令窗中将显示以下结果。
ans =
2
【例 2.5.1-2】简单矩阵
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
=
987
654
321
A
的输入步骤。
(1)在键盘上输入下列内容
A = [1,2,3; 4,5,6; 7,8,9]
(2)按【Enter】键,指令被执行。
(3)在指令执行后,MATLAB 指令窗中将显示以下结果:
A =
1 2 3
4 5 6
7 8 9
2
【例 2.5.1-3】矩阵的分行输入
A=[1,2,3
4,5,6
7,8,9]
(以下是显示结果)
A =
1 2 3
4 5 6
7 8 9
【例 2.5.1-4】指令的续行输入(以下格式在除 Notebook 外的 MATLAB 环境中可运行)
S = 1 – 1/2 + 1/3 –1/4 + 1/5 – 1/6 ...
+ 1/7 – 1/8
S =
0.6345
2.5.2 数值、变量和表达式
2.5.2.1 数值的记述
2.5.2.2 变量命名规则
2.5.2.3 MATLAB 默认的预定义变量
2.5.2.4 表达式
2.5.2.5 复数和复数矩阵
【例 2.5.2.5-1】复数
i
eziziz
6
321
2,21,43
π
=+=+= 表达,及计算
3
21
z
zz
z =
。
(1)经典教科书的直角坐标表示法
z1= 3 + 4i
z1 =
3.0000 + 4.0000i
(2)采用运算符构成的直角坐标表示法和极坐标表示法
z2 = 1 + 2 * i %运算符构成的直角坐标表示法
z3=2*exp(i*pi/6) %运算符构成的极坐标表示法
z=z1*z2/z3
z2 =
1.0000 + 2.0000i
z3 =
1.7321 + 1.0000i
z =
0.3349 + 5.5801i
3
【例 2.5.2.5-2】复数矩阵的生成及运算
A=[1,3;2,4]-[5,8;6,9]*i
B=[1+5i,2+6i;3+8*i,4+9*i]
C=A*B
A =
1.0000 - 5.0000i 3.0000 - 8.0000i
2.0000 - 6.0000i 4.0000 - 9.0000i
B =
1.0000 + 5.0000i 2.0000 + 6.0000i
3.0000 + 8.0000i 4.0000 + 9.0000i
C =
1.0e+002 *
0.9900 1.1600 - 0.0900i
1.1600 + 0.0900i 1.3700
【例 2.5.2.5-3】求上例复数矩阵 C 的实部、虚部、模和相角。
C_real=real(C)
C_imag=imag(C)
C_magnitude=abs(C)
C_phase=angle(C)*180/pi %以度为单位计算相角
C_real =
99 116
116 137
C_imag =
0 -9
9 0
C_magnitude =
99.0000 116.3486
116.3486 137.0000
C_phase =
0 -4.4365
4.4365 0
2.5.3 计算结果的图形表示
【例 2.5.3-1】画出衰减振荡曲线 tey
t
3sin
3
−
= 及其它的包络线
3
0
t
ey
−
= 。 t 的取值范围是
]4,0[
π
。
t=0:pi/50:4*pi; %定义自变量取值数组
y0=exp(-t/3); %计算与自变量相应的 y0 数组
y=exp(-t/3).*sin(3*t); %计算与自变量相应的 y 数组
plot(t,y,'-r',t,y0,':b',t,-y0,':b') %用不同颜色、线型绘制曲线
grid %在“坐标纸”画小方格
4
0 2 4 6 8 10 12 14
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
图 2.5.3-1 衰减振荡曲线与包络
【例 2.5.3-2】画出
22
22
)sin(
yx
yx
z
+
+
=
所表示的三维曲面。
y
x
, 的取值范围是 ]8,8[− 。
clear;x=-8:0.5:8; %定义自变量 x 的一维刻度向量
y=x'; %定义自变量 y 的一维刻度向量
X=ones(size(y))*x; %计算自变量平面上取值点
x
坐标的二维数组
Y=y*ones(size(x)); %计算自变量平面上取值点
y
坐标的二维数组
R=sqrt(X.^2+Y.^2)+eps; %计算中间变量
22
yxR +=
<5>
Z=sin(R)./R; %计算与自变量二维数组相应的函数值
R
R
z
sin
= <6>
mesh(Z); %绘制三维网格图
colormap(hot) %指定网格图用 hot 色图绘制
图 2.5.3-2 三维网线图
2.6 控制指令窗的指令、操作和标点
5
2.6.1 常用控制指令
2.6.2 数值计算结果的显示格式
2.6.3 指令行的编辑
【例 2.6.3-1】指令行操作过程示例。
(1)若用户想计算
51
)3.0sin(2
1
+
=
π
y 的值,那末用户应依次键入以下字符
y1=2*sin(0.3*pi)/(1+sqrt(5))
(2)按【Enter】键,该指令便被执行,并给出以下结果
y1 =
0.5000
在以上操作和计算结束后,操作指令和计算结果都记录在 MATLAB 工作内存中。因此,
假如用户希望调回前面输入的指令重新运行,或希望对前面输入的指令加以修改后再运行,
那末只要反复按动键盘上的箭头键,就可从内存中把以前输入的那指令调回到当前行,以供
重新运行或修改后运行。新的计算结果,只可能被此后运行的指令所使用,而绝不会影响以
前生成的(非同名)变量的“内容”。
(3)利用指令回调,进行新的计算。
若又想计算
51
)3.0cos(2
2
+
=
π
y ,用户当然可以象前一个算例那样,通过键盘把相应字
符一个一个“敲入”。但也可以较方便地用操作键获得该指令,具体办法是:先用Ç键调回
已输入过的指令 y1=2*sin(0.3*pi)/(1+sqrt(5)) ;然后移动光标,把 y1 改成 y2;把 sin 改成 cos
便可。即得
y2=2*cos(0.3*pi)/(1+sqrt(5))
y2 =
0.3633
2.6.4 指令行中的标点符号
2.6.5 内存变量的查阅和删除
2.6.5.1 指令 who 和 whos
【例 2.6.5.1-1】用 who 检查 MATLAB 内存变量。
在指令窗中运行以下指令,就可看到内存变量。
who
Your variables are:
R Y x y1
X Z y y2
【例 2.6.5.1-2】键入 whos ,获得驻留变量的详细情况:全部变量名,变量的数组维数,占
用字节数,变量的类别(如双精度),是否复数等。
whos
Name Size Bytes Class
R 33x33 8712 double array
X 33x33 8712 double array
Y 33x33 8712 double array
Z 33x33 8712 double array
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鲟鲵
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