MATLAB程序设计教程总结
MATLAB程序设计教程总结一、MATLAB操作基础1、MATLAB的主要功能：（1）数值计算和符号计算功能（2）绘图功能（3）编辑语言功
能（4）拓展功能
2、MATLAB的安装为执行安装盘上的setp.exe文件来启动安装过程，然后按照系统提示进
行操作即可。
3、MATLAB的六种操作界面：主窗口、命令窗口、工作空间窗口、当前目录窗口、命令
历史窗口、start按钮。
4、MATLAB可通过path命令或对话框设置搜索路径。5、进入MATLAB帮助界面的3种方法：（1）单击MATLAB主窗口工具栏中的help按钮
（2）选择help菜单中前4项的任意一项（3）在命令窗口中输入helpwith、helpdesk或doc命令
6、Help、lookfor及模糊查询为MATLAB帮助命令二、MATLAB矩阵及计算
1、在MATLAB中变量名是以字母开头，后接字母、下划线的字符序列，最多允许有63个
字符，且变量区分大小写，关键字和函数名不能作为变量名。
2、预定义变量：ans、eps、pi、i、j、inf、Inf、NaN、nan、nargin、nargout、realmax、realmin、
lasterr、lastwarn。
3、Clear命令删除工作空间中的变量，who和whos用于显示在工作空间中一直驻留的变量
名清单。
4、数据输出格式有：formatshort、formatshorte、formatlong、formatlonge、formatbank、
formathex、formatt。5、矩阵的拆分：（1）利用冒号表达式获得子矩阵（2）利用空矩阵删除矩阵的元素（3）利
用reshpe(A,m,n)函数可以改变矩阵形状.
6、特殊矩阵：zeros,ones,eye,rand.randn,magic(n),vander(n),hilb(n)7、算术运算包括基本算数运算、点运算和关系运算符。8、逻辑运算符：&、|、~
9、矩阵的转置。矩阵的逆，矩阵的超越函数。10、结构数据、单元数据和稀疏矩阵的函数及引用。三、MATLAB程序设计
1、M文件是有若干的MATLAB命令组合在一起构成的，它可以完成某些操作，也可以实
现某种算法，M文件包括命令文件和函数文件。2、程序控制结构：顺序机构、选择结构、循环结构。
3、函数文件由function语句引导，其基本格式为：function输出形参表函数名（输入性
参表）
4、函数调用的一般格式：[输出实参表]=函数名（输入是参表）
5、程序调试（1）应用程序两类错误，一是语法错误，二是运行时的错误。（2）M文件编
辑器除了能编辑修改文件外还能对程序进行调试，调试可通过控制单步运行和断点运行操作来进行。四、MATLAB绘图
1、掌握二维数据曲线图和曲面图基本调用格式2、掌握三维数据曲面图基本调用格式3、Image和imagesc函数用于图像显示
4、MATLAB具有动画制作能力，它可以存储一系列各种类型的二维或三维图，然后像放
电影一样把它们按顺序播放出来称为逐幅动画；另一类是描绘质点运动轨迹的动画称为轨迹动画。
五、MATLAB数据分析与多项式计算
1、求向量的最大值和最小值以及求矩阵的最大值和最小值的基本调用格式。
2、数据序列求和与求积函数式sum和pord，平均值和中值函数分别是mean和median，累
加与累乘函数cumsum和cumprod。
3、求标准方差的一般调用格式为：Y=std(A,flag,dim):求相关系数调用格式为corrcoef(x)和
corrcoef(X,Y)。4、排序函数是sort(X)
5、一位数据插值采用的方法有线性方法、最近方法、3次多项式和3次样条插值
6、用ployfit函数球的最小二拟合多项式的系数，再用ployval函数按所得的多项式计算所
给出的点上的函数近似值。7、掌握一位离散傅里叶变换函数、多项式的加减乘除、多项式的导函数、代数多项式求值、
矩阵多项式求值以及多项式求根的调用格式‘六、MATLAB解方程和最优化问题求解1、线性方程组求解：（1）直接解法包括利用做出运算符的直接解法和利用矩阵的分解求解。
（2）迭代法求解主要包括Jacobi迭代法、Gauss-serdel迭代法和两步迭代法。2、非线性方程求解包括单变量非线性方程求解和非线性方程组求解。3、常微分方程初值问题的数值解法为龙格库塔法。
4、最优化问题求解分为无约束最优化问题求解和有约束最优化问题求解。七、MATLAB数值积分与数值微分
1、数值积分包括梯形法、辛普生法、高斯-克朗罗德法。
2、重积分被积函数是二元函数或三元函数，积分范围是平面的一个区域或空间的一个区
域。
3、数值微分的实现可用两种方式，第一种是用多项式或样条函数g(x)对f(x)进行逼近，然
后用逼近函数g(x)在点x处的导数，第二种是用f(x)在点x处的某种差商作为其导数。八、MATLAB符号运算
1、两个建立富豪对象的函数：sym和syms。
2、建立符号表达式有三种方式:(1)利用单引号（2）用sym函数（3）使用已知定义的符号
变量。
3、符号表达式的四则运算与数值运算一样，用+、-、*、/、^运算符实现。4、符号表达式提取费脑子和分母运算的一般调用格式为[n,d]=numden(s).5、符号表达式的因式分解与展开函数调用格式为：factor(s)、expand(s)、collect(s)、collect(s,v)6、符号表达式系数的提取一般调用格式为：c=coeff(s[,x])该函数返回多项式中按指定变量
升幂顺序排列的系数，且按离字符“x”近原则确定主变量。
7、符号局长呢也是一种符号表达式，所以前面介绍的符号表达式运算都可以在符号意义下
进行，但应注意这些函数作用于符号矩阵时是分别作用于矩阵的每一个元素。8、求函数极限的函数limit，求函数导数的函数diff，求符号积分的函数是int。
9、掌握级数符号求和、泰勒级数函数、符号代数方程求解以及符号常微分方程求解的调用
格式。
九、MATLAB图形句柄
1、在MATLAB中每一个具体的图形都是由若干个不同的图形对象组成的。
2、MATLAB在创建每一个图形对象时，都为该对象分配唯一的一个值，称其为图形句柄。
句柄是图形对象的唯一标识符，不同对象的句柄不可能重复和混淆。
3、每个图形对象都具有各式各样的属性，MATLAB正是通过对属性的操作来控制和改变
图形对象的。
4、图形对象是MATLAB中很重要的一个图形对象，MATLAB的一切图形对象输出都是在
图形窗口中完成的。
5、坐标轴是MATLAB中另一类很重要的图形对象，坐标轴对象是图形窗口的子对象，每
个图形窗口中可以定义多个坐标轴对象，但只有一个坐标轴是生成当前坐标轴，在没有指明坐标轴时，所有的图形图像都是在当前坐标轴中输出。
6、曲线对象是坐标轴的子对象，它既可以定义在二维坐标系中，也可以定义在三维坐标系
中。
7、曲面对象也是坐标轴的自子对象，它定义在三维坐标系中，而坐标系可以在任何视点下。8、文本对象主要用于给图形添加文字标注。
9、其他核心对象包括区域块对象、方框对象、光源对象。十、Simulink动态仿真集成环境
1、Simulink是一种以MATLAB为基础，对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。
Simulink由于功能强大、使用简单方便已成为应用最广泛的动态系统仿真软件。
2、Simulink模块库提供了大量模块，单击模块库浏览器中Simulink前面的“+”号将看到
相应的基本模块，选择所需基本模块，可用鼠标将其拖到模型编辑窗口。
3、模块的而编辑包括添加模块、选取模块、复制与删除模块、模块外形的调整和模块名的
处理。
4、熟练掌握模块的连接与模块间的调整、标注连线及删除连线。
5、熟记模块的参数和属性设置，学会设置仿真参数，学会使用命令操作对系统进行仿真。6、学会建立子系统和封装技术，掌握子函数的设置和应用。
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1.Matlab的课程总结
随着对matlab的学习的深入，我对其了解也更加深入。
MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB是矩阵实验室（MatrixLaboratory）的简称，MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件它在数学类科技应用软件中在数值方面首屈一指。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。此高级语言可用于技术计算，此开发环境可对代码、文件和数据进行管理，交互式工具可以按迭代的方式探查、设计及求解问题，数学函数可用于线性代数、统计、傅立叶分析、筛选、优化以及数值积分等，二维和三维图形函数可用于可视化数据，各种工具可用于构建自定义的图形用户界面，各种函数可将基于MATLAB的算法与外部应用程序和语言（如C、C++、Fortran、Java、COM以及MicrosoftExcel）集成。
应用matlab语言编程的方法来对复杂电路进行分析和计算，不仅节约计算时间、方便地调试电路参数，而且还可以非常直观地观察和测量电路中的电压、电流和功率等物理量。结论表明，matlab提供了高效简洁的编程方法，其强大而简易的绘图功能、矩阵和数组运算能力以及很强的扩充性，能充分的满足基本电路分析、计算的需要，从而可以大大地提高计算精度和工作效率，在电路理论学科研究与工程实践中具有很好的应用价值。
2.matlab的优势和应用
2.1MATLAB的优势
(1)友好的工作平台和编程环境
MATLAB由一系列工具组成。这些工具方便用户使用MATLAB的函数和文件，其中许多工具采用的是图形用户界面。包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。随着MATLAB的商业化以及软件本身的不断升级，MATLAB的用户界面也越来越精致，更加接近Windows的标准界面，人机交互性更强，操作更简单。而且新版本的MATLAB提供了完整的联机查询、帮助系统，极大的方便了用户的使用。简单的编程环境提供了比较完备的调试系统，程序不必经过编译就可以直接运行，而且能够及时地报告出现的错误及进行出错原因分析。
(2)简单易用的程序语言
Matlab一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序（M文件）后再一起运行。新版本的MATLAB语言是基于最为流行的C＋＋语言基础上的，因此语法特征与C＋＋语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格式。使之更利于非计算机专业的科技人员使用。而且这种语言可移植性好、可拓展性极强，这也是MATLAB能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因。
(3)强大的科学计算机数据处理能力
MATLAB是一个包含大量计算算法的集合。其拥有600多个工程中要用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。函数中所使用的算法都是科研和工程计算中的最新研究成果，而前经过了各种优化和容错处理。在通常情况下，可以用它来代替底层编程语言，如C和C++。在计算要求相同的情况下，使用MATLAB的编程工作量会大大减少。MATLAB的这些函数集包括从最简单最基本的函数到诸如矩阵，特征向量、快速傅立叶变换的复杂函数。函数所能解决的问题其大致包括矩阵运算和线性方程组的求解、微分方程及偏微分方程的组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以及建模动态仿真等。
(4)出色的图形处理功能
图形处理功能MATLAB自产生之日起就具有方便的数据可视化功能，以将向量和矩阵用图形表现出来，并且可以对图形进行标注和打印。高层次的作图包括二维和三维的可视化、图象处理、动画和表达式作图。可用于科学计算和工程绘图。新版本的MATLAB对整个图形处理功能作了很大的改进和完善，使它不仅在一般数据可视化软件都具有的功能（例如二维曲线和三维曲面的绘制和处理等）方面更加完善，而且对于一些其他软件所没有的功能（例如图形的光照处理、色度处理以及四维数据的表现等），MATLAB同样表现了出色的处理能力。同时对一些特殊的可视化要求，例如图形对话等，MATLAB也有相应的功能函数，保证了用户不同层次的要求。另外新版本的MATLAB还着重在图形用户界面（GUI）的制作上作了很大的改善，对这方面有特殊要求的用户也可以得到满足。
(5)应用广泛的模块集合工具箱
MATLAB对许多专门的领域都开发了功能强大的模块集和工具箱。一般来说，它们都是由特定领域的专家开发的，用户可以直接使用工具箱学习、应用和评估不同的方法而不需要自己编写代码。目前，MATLAB已经把工具箱延伸到了科学研究和工程应用的诸多领域，诸如数据采集、数据库接口、概率统计、样条拟合、优化算法、偏微分方程求解、神经网络、小波分析、信号处理、图像处理、系统辨识、控制系统设计、LMI控制、鲁棒控制、模型预测、模糊逻辑、金融分析、地图工具、非线性控制设计、实时快速原型及半物理仿真、嵌入式系统开发、定点仿真、DSP与通讯、电力系统仿真等，都在工具箱（Toolbox）家族中有了自己的一席之地。
(6)实用的程序接口和发布平台
新版本的MATLAB可以利用MATLAB编译器和C/C++数学库以及图形库，将自己的MATLAB程序自动转换为独立于MATLAB运行的C和C++的代码。允许用户编写可以和MATLAB进行交互的C或C++语言程序。另外，MATLAB网页服务程序还容许在Web应用中使用自己的MATLAB数学和图形程序。MATLAB的一个重要特色就是具有一套程序扩展系统和一组称之为工具箱的特殊应用子程序。工具箱是MATLAB函数的子程序库，每一个工具箱都是为某一类学科专业和应用而定制的，主要包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波分析和系统仿真等方面的应用。
(7)应用软件开发（包括用户界面）
在开发环境中，使用户更方便地控制多个文件和图形窗口；在编程方面支持了函
数嵌套，有条件中断等；在图形化方面，有了更强大的图形标注和处理功能，包括对性对起连接注释等；在输入输出方面，可以直接向Excel和HDF5进行连接。2.2matlab的应用
MATLAB的应用领域十分广阔，典型的应用举例如下：
(1)数据分析(2)数值与符号计算；(3)工程与科学绘图；(4)控制系统设计；(5)航天工业；(6)汽车工业；(7)生物医学工程；(8)语音处理；
(9)图像与数字信号处理；(10)财务、金融分析；(11)建模、仿真及样机开发；(12)新算法研究开发；(13)图形用户界面设计。
3.matlab在电路分析中的应用举例
在电路分析中，随着电路规模的加大，微分方程阶数以及联立方程的个数势必增多，给解算带来困难。传统的计算机编程语言，如FORTRAN、C语言等在处理高阶微分方程和大规模联立方程组问题时，大量的时间和精力都花在矩阵处理(如矩阵输入、求逆、稀疏矩阵处理等)和图形的生成分析等繁琐易错的细节上。而被誉为第四代计算机语言的MATLAB在矩阵处理和图形处理等方面有着得天独厚的优势。利用MATLAB的M文件来求解电路方程，只需一个或几个语句即可完成，同时MATLAB提供的Simulink工具可直接建立电路模拟模型，随意改变模拟参数，并且立即可得到修改后的模拟结果(Scope显示)，进一步省去了编程的步骤。
1.图一所示的电路中，Us=16V,R1=R3=R4=1Ω,R2=2Ω,K=4,求U10.：
求解此题的方程组为
7203201*1i1i2u1016
016
对应的M文件为
A=[-7-20;-320;101];%定义方程组的系数矩阵AB=[16016];%定义右端矩阵C=A\\B%求解未知变量矩阵CC=4.000
6.000
12.000此为U10值
2．在图3所示的电路中，R3=R6=1Ω,G8=1S,L1=1H,C4=1e-6F，
C9=2e-6F,US7=10sin100tV，IS2=2sin100Ta,g=1.用2b法求各支路的变量。
与图3对应的2b方程的矩阵形式为
其M文件为
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条支路的电压向量为1.0e+002*(-0.0000+0.0004i);计算其峰值为：0.05656V。
00AB0U0IUsIsYeZe3.图6所示的电路中，开关s闭合前已达稳定状态。已知：R=0.1Q，C=1F，L=0．1H，e1(t)=10V，e(t)=5V，求开关s在时间t=0瞬时闭合后，电感支路上的电流iL(t)。
此题求解的二阶微分方程如下：
d2iLdiL1010iL10002dtdtiL(0)0A
diL100dt(t0)
对应的M文件为
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)其解为iL(t)=100-101.6398e-1.1270t+1.6398e-8.8730t.
友情提示：本文中关于《MATLAB程序设计教程总结》给出的范例仅供您参考拓展思维使用，MATLAB程序设计教程总结：该篇文章建议您自主创作。
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