内容发布更新时间 : 2024/11/16 11:54:54星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
MATLAB 验 指 导
实书
前言
MATLAB程序设计语言是一种高性能的、用于科学和技术计算的计算机语言。它是一种集数学计算、分析、可视化、算法开发与发布等于一体的软件平台。自1984年MathWorks公司推出以来，MATLAB以惊人的速度应用于自动化、汽车、电子、仪器仪表和通讯等领域与行业。MATLAB有助于我们快速高效地解决问题。MATLAB相关实验课程的学习能加强学生对MATLAB程序设计语言理解及动手能力的训练，以便深入掌握和领会MATLAB应用技术。
目录
实验一 熟悉MATLAB环境 ................................................................................................... - 0 - 实验二 数值数组创建、应用及可视化 .................................................................................. - 3 - 实验三 字符串数组的使用、简单脚本文件和函数的编写 .................................................. - 5 - 实验四 数据可视化方法 ........................................................................................................ - 10 - 实验五 图形用户界面编程 .................................................................................................... - 13 -
实验一 熟悉MATLAB环境
[实验目的]
1 ．熟悉 MATLAB 主界面，并学会简单的菜单操作。 2 ．学会简单的矩阵输入与信号输入。 3 ．掌握部分绘图函数。
[实验原理]
MATLAB 是以复杂矩阵作为基本编程单元的一种程序设计语言。它提供了各种矩阵的运算与操作，并有较强的绘图功能。
用户第一次使用 MATLAB 时，建议首先在屏幕上键入 demo 命令，它将启动 MATLAB 的演试程序，用户可在此演示程序中领略 MATLAB 所提供的强大的运算与绘图功能。也可以键入 help 进行进一步了解。
MATLAB 启动界面如图所示：
操作界面主要的介绍如下： 指令窗（ Command Window ），在该窗可键入各种送给 MATLAB 运作的指令、函数、表达式，并显示除图形外的所以运算结果。
历史指令窗（ Command History ），该窗记录已经运行过的指令、函数、表达式；允许用户对它们进行选择复制、重运行，以及产生 M 文件。
工作空间浏览器（ Workspace Browser ），该窗口罗列出 MATLAB 工作空间中所有的变量名、大小、字节数；并且在该窗中，可对变量进行观察、编辑、提取和保存。
其它还有当前目录浏览器（ Current Directory Browser ）、 M 文件编辑 / 调试器（ Editor/Debugger ）以及帮助导航 / 浏览器（ Help Navigator/Browser ）等，但通常不随操作界面的出现而启动。
利用 File 菜单可方便对文件或窗口进行管理。其中 File | New 的各子菜单， M-file （ M 文件）、 Figure （图形窗口）、或 Model （ Simulink 编辑界面）分别可创建对应文件或模块。 Edit 菜单允许用户和 Windows 的剪切板交互信息。
MATLAB 语言最基本的赋值语句结构为：变量名列表 = 表达式。表达式由操作符或其它字符，函数和变量名组成，表达式的结果为一个矩阵，显示在屏幕上，同时输送到一个变量中并存放于工作空间中以备调用。如果变量名和“ = ”省略，则 ans 变量将自动建立，例如键入： 1900/81 ，得到输出结果： ans =23.4568 。
MATLAB 中变量命名的原则要求必须以英文字母开头，文件夹名字中可以还包括、下
划线和数字，不要使用其他的字符，更不要单纯使用数字或者中文名命名，有时在运行 MATLAB 中一些莫名的错误可能就是不规范的命名引起的。这种规则包括将来为自己编写的脚本文件、函数文件命名以及为使用的变量命名也应遵循这个规则。
[实验内容]
一．用户工作目录和当前目录的建立和设置
1 ．为管理方便，每个用户在使用 MATLAB 前，尽量为自己建立一个专门的工作目录，即“用户目录”，用来存放自己创建应用文件。例如首先打开资源管理器，在 E 驱动器下可以根据自己喜好建立一个新文件夹，但应注意：该文件夹必须以英文开头，文件夹名字中可以包括字母、下划线和数字，不要使用其他的字符，更不要单纯使用数字或者中文名命名，有时在运行 MATLAB 中一些莫名的错误可能就是不规范的命名引起的，这与 MATLAB 中为变量和文件名命名原则是一致的。尽管 MATLAB\\work 允许用户存放用户文件，但最好把它仅作为临时工作目录来使用。
2 ．为了用户运行方便，在开始工作前可把用户定义的目录设置为当前目录，方法是可直接在 MATLAB 命令窗口桌面上方通过目录设置栏来实现。
3 ．把自己的工作目录加到 MATLAB 搜索路径上，这样可以在任何情况下方便地调用自己的编写文件。 MATLAB 工作时，基本搜索过程为：首先在工作空间，即 MATLAB 内存中进行检查，看输入的指令是不是变量；如不是，则检查输入指令是不是内建函数（比如 sin 函数等）；如不是，则在当前目录上，检查是否有与输入指令相同的 M 文件存在；如还没有，则在 MATLAB 定义的搜索路径其他目录中，检查是否有该 M 文件存在。设置方法是通过 File 菜单下设置路径对话框进行。
二．熟悉简单的矩阵输入
1 ．从屏幕上输入矩阵 A=[1 2 3 ;4 5 6;7 8 9] 回车
A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9] 回车 观察输出结果。
2 ．试用回车代替分号，观察输出结果。 3 ．输入 size(A) ，观察结果。
4 ．输入矩阵 B=[9,8,7;6,5,4;3,2,1];回车
输入矩阵 C=[4,5,6;7,8,9;1,2,3];回车，然后分别键入 A B C 回车观察结果。 5 ．选择 File | new 菜单中的M-file ，输入 B=[9,8,7;6,5,4;3,2,1] ；保存为 BF.M 文件，
退出编辑环境。此时在工作环境中使用 BF 命令就可调出 B 矩阵（先用clear清除原工作区内容）。
6 ．再试着输入一些矩阵，矩阵中的元素可为任意数值表达式，但注意 : 矩阵中各行
各列的元素个数需分别相等，否则会给出出错信息。 7 ．输入 who 和 whos 观察结果，了解其作用。 三．常用基本命令的使用
数据文件的存取训练：利用 save 和 load 指令可以方便地把当前工作空间的数据变量保存为数据文件。接题一，输入： save a 回车，表示把当前工作空间的所有变量保存为 a.mat 文件。输入 save a A C 回车，表示把当前内存中的变量 A 、 C 保存为 a.mat 文件。类似的还有 load 命令，实现保存数据变量的装载，执行 clear 命令，然后运行 load a 回车，观察工作空间的变化。 save 、 load 、 clear 命令还有一些其他的应用格式，具体可参看帮助文件。
四．基本序列运算
1 ．数组的加减乘除和乘方运算
2 ．输入 A=[1 2 3] ，B=[4 5 6]，求C=A+B，D=A-B，E=A.*B， F=A./B，G=A.^B, 并用 stem 画出A，B，C，D，E，G。再输入一些数组，进行类似运算。
3 ．在命令窗口用 plot 指令粗略描绘下列各函数的波形（其中对于连续信号可取时间间隔为 0.001，可参看下面的a的实例来实现，数学函数 MATLAB 实现参见附录）
a. f?t??3?e?t 0?t?3
实现方法，在命令窗口执行一下指令，可简单描绘出函数曲线： t=0:.001:3;