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MATLAB 信号处理工具箱函数.docx
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附录 1 MATLAB 使用简介
MATLAB(Matrix Labortary)是 MathWorks公司于 1982 年推出的一套高性能的数值计
算可视化软件。它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体,构成一个方便且界
面友好的用户环境。
1、命令窗口
点击桌面上的 MATLAB 图标,或是点击开始程序 MATLAB 组中的相应程序项,运行
进入 MATLAB,呈现出来标题为 Command Window 的窗口就是命令窗口。命令窗口是与
MATLAB 编译器相联接的主窗口,当其中显示符号“>>”时,就代表系统已处于接受命令
的状态(“>>”就是命令提示符),这是就可以直接在该窗口输入所编写的命令或源程序,
然后按回车键运行。
例如,在命令窗口中输入一个 3*3 的矩阵:
>>A=[1 2 3; 4 5 6; 7 8 10]
按回车键,MATLAB 就会返回如下结果:
A =
1
4
2
5
3
6
7
8
10
要对此矩阵求逆,只需输入:>>B=inv(A)
然后按回车键,MATLAB 就会返回相应结果:
B =
-0.6667 -1.3333
-0.6667 3.6667 -2.0000
1.0000 -2.0000 1.0000
1.1 命令的编辑
1.0000
使用方向键及控制键等功能键可以编辑修改已输入的命令。例如,如果错误地输入了:
>>r=sqt(9+25)/2
由于将 sqrt 错拼成 sqt,MATLAB 就会返回如下信息:
??? Undefined function or variable 'sqt'.
可以不必重新输入一行新命令,只需简单地使用键盘上的向上方向键就可回到先前输入
错误的那一行进行修改。
在 MATLAB 中输入的命令都会保留在一个存储器中,可以利用某些功能键调用先前输
入的命令。在 MATLAB6.x和 7.x 版本中,还可以从专门的 Command History 窗口中再次运
行前面输入的命令。
1.2 中断正在执行的命令
在 MATLAB 环境下可以通过按 Ctrl+c 组合键来中断正在执行的命令或程序。
1.3 Format 命令
用 format 命令可以控制数值在屏幕上的显示方式,通过关键字 format 后面跟上不同的
参数,就可以设置不同的显示方式。这些命令只会改变数值的显示,并不会对数值本身造成
影响。
— 304 —
1.4 续行符
如果命令超过一行,利用一个空格加“…”,然后按回车键就可以跳到下一行继续命令
的输入。
各符号间的空格可有可无,但增加空格能增加可读性。注意,一行中最多能输入 4096
个字符。
2、M 文件简介
MATLAB 的源程序都是以扩展名为 m 的文件来存放的。这种.m 文件(或称 m 文件)
其实就是一个纯文本文件,它采用的是MATLAB 所特有的一套语言及语法规则。本书应用
MATLAB进行信号处理实际上就是通过编辑和运行这种.m 文件来完成的。
.m 文件有两种写法,一种称为脚本(Script),就像批处理文件一样,包含了一连串的
MATLAB 命令,执行时依序进行;另一种称为函数(Function),与在命令行中输入的命令
一样,函数能接收输入的参数,然后执行并输出结果。
2.1 当前工作目录与搜索路径
在编辑和运行.m 文件之前,还有一个很重要的工作要做,就是设置 MATLAB的当前工
作目录和搜索路径。MATLAB有一个专门用以搜索.m 的路径搜索器。.m 文件是以目录或文
件夹的方式分布于硬盘的文件系统中的,有一部分.m 文件的目录是 MATLAB所安装目录的
子目录。
如果在 MATLAB 命令窗口中输入字符串 xxx,MATLAB 编译器会按顺序尝试解释它:
(1)
(2)
把 xxx 作为一个参数或变量去搜索;
检查 xxx 是否为一个内置的函数;
(3)
在默认的目录(即当前工作目录Current Directory)下搜索文件名为 xxx.m
的文件;
(4)
在搜索路径的所有目录中搜索文件名为 xxx.m 的文件。
如果多个函数具有相同的名称,那么只有搜索到的第一个函数会执行,其他函数会被认
为不存在而不被执行。
2.2 设置 MATLAB的当前工作目录
首先建立一个目录作为自己的工作目录,用来存放自己编辑的.m 源程序文件。
MATLAB中有一个当前工作目录设置,用以缺省地存放当前操作中的.m 文件等(也就
是说,当用户保存一个.m 文件时,直接出现的文件保存对话框就是让用户保存在这个当前
的目录中,当然用户也可以保存到其他目录中去)。在 Windows 版本的 MATLAB系统中,
最初默认的当前工作目录是 MATLAB 安装目录下的 work 子目录,它也可以在桌面上
MATLAB快捷方式中设定:在 MATLAB快捷方式上单击鼠标右键,再选择“属性”,通过
修改“起始位置”在改变当前工作目录。也可以采用以下方法设置当前工作目录(:1)对于
MATLAB6.x或 7.x 版本,直接点命令窗口的上排工具栏右边 CurrentDirectory 文本框边上的
“…”按钮,将建立的自己的工作目录设为当前工作目录。(2) 通过在命令窗口中输入类
似于 DOS 下的 cd 命令来似的 MATLAB 系统的当前工作目录转到所需的目录中去。比如:
输入“cd c:\matlab”命令即刻将当前的工作目录设为 c:\matlab 目录。
2.3 MATLAB搜索路径
path(path,s)命令,添加一个目录 s 到当前搜索路径中去。addpath s 同上面的命令一样。
rmpath s:删除搜索路径中的 s 目录。
在 MATLAB6.x 或 7.x 版本中,还可以通过菜单 File 中的 Set Path 来添加路径。
2.4 设置当前工作目录及搜索路径的必要性
— 305 —
设置当前工作目录及搜索路径的好处在于,以后在 MATLAB 中就可以直接调出所编
的.m 文件,比如只需输入.m 的文件名即可运行,不必给出全部路径,因为 MATLAB 系统
会按照前面我们提到过的顺序来自动搜索并找到这个 .m 源文件的准确位置。当你输入一
个.m 文件名运行它时,MATLAB 是先到一设置好的得当前工作目录中去寻找该.m 文件,如
果没有找到,MATLAB 再到一设置好的搜索路径的目录列表中去查找,按从上到下、从高
到底的顺序一个目录一个目录地去寻找,找到则立即执行,没有找到则报错提示。
2.5 M 文件的编辑和运行
2.5.1 M 文件的建立和保存
因为.m 文件实际上是一个纯文本文件,因此它可以用任何纯文本编辑器进行编辑,比
如记事本等,但在 MATLAB 自带的编辑器(编辑/调试器,Editor/Debugger)中编辑最为方
便,并且便于运行。
新建.m 文件的方法是:在命令窗口中点击 File 菜单中的 New→M-file,或直接点击上面
一排工具栏中最左边的空白纸“New M-file”按钮。或者直接在命令窗口中输入 edit 命令,
就可以打开空白的 MATLAB编辑/调试器窗口,开始编写并最后保存.m 文件了。
注意:保存.m 文件所用的文件名不能以数字开头,其中不能包含中文字,也不能包含
+-^空格等特殊字符(但可以包含下划线),也不能与当前工作空间中的参数、变量、元素同
名,而且也不能与MATLAB 系统固有的内部函数(如sin,exp 等)同名,否则运行时会出错
或者得不到所希望的结果。
2.5.2 文件的编辑和查看
假定要进行编辑的.m 文件的文件名为 aaa.m,在 MATLAB 命令窗口中直接输入 edit aaa
或 edit aaa.m 即可打开 aaa.m 文件进行编辑和查看。
MATLAB 编辑器提供彩色高亮显示的功能,所输入的文字会自动根据其文字特性而以
不同的颜色显示:说明与注释-----绿色; 关键字---蓝色;
完成的字符串---棕色;其他文字----黑色。
未完成的字符串---红色;已
如果只要查看 aaa.m 的源代码,可用 type aaa 即可。
2.5.3 M 文件的运行:直接在命令窗口中输入文件名。
3、在线帮助
3.1 help 命令
当你读程序时不知一个函数是什么意思时,采用该命令。比如,你不知道sqrt 是什么意
思,可以在命令窗口中输入:
>> help sqrt
命令窗口会显示:
SQRT Square root.
SQRT(X) is the square root of the elements of X. Complex
results are produced if X is not positive.
3.2 lookfor 命令
当你想拟合某种数据而不知用那个函数时,你可以查与“fit”有关的函数,输入
>>lookfor fit
MATLAB会显示所有与 fit 有关的函数及解释:
GRIDDATA Data gridding and surface fitting.
GRIDDATA3 Data gridding and hyper-surface fitting for 3-dimensional data.
— 306 —
GRIDDATAN Data gridding and hyper-surface fitting (dimension >= 2).
POLYFIT Fit polynomial to data.
…
你可以选择与你有关的函数应用。
4、流程控制:
4.1 if 语句
if 语句用来检查逻辑运算、逻辑函数、逻辑表达式的真假,若为真,则执行下面的命令
或运算,否则跳过下面的命令或运算块。If 语句的写法为:
if 逻辑表达式
运算命令
end
当条件符合时,MATLAB 会执行运算命令,这组执行命令的结束必须用 end 关键字来
表示。如果想让运算命令在相反的条件下才执行,则可以使用else 关键字,其写法为:
if 逻辑表达式
运算命令一
else
运算命令二
end
在 MATLAB 中也可用 elseif 关键字来写嵌套条件判断式,其写法为:
if 逻辑表达式一
运算命令一
elseif 逻辑表达式二
运算命令二
elseif 逻辑表达式三
运算命令三
….
end
4.2 switch 语句
switch 语句是另一种流程控制方法。在一个程序中,如果必须针对某个变量或逻辑表达
式的值来做多种不同的执行,则 switch 语句比 if 语句更为方便,而且合理使用 switch 语句
也可以使程序更具有可读性。
Switch 语句的语法为:
Switch 分支条件(数值或字符串)
Case 分支一
运算命令一
case 分支二
运算命令二
….
Otherwise
运算命令 N
end
由上可见,在基本的 switch 语句中包含下列元素:
— 307 —
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苦茶子12138
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