matlab程序設(shè)計(jì)與優(yōu)化函數(shù)的應(yīng)用-講稿2013教程

《matlab程序設(shè)計(jì)與優(yōu)化函數(shù)的應(yīng)用-講稿2013教程》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、MATLAB程序設(shè)計(jì)與優(yōu)化函數(shù)的應(yīng)用第1章MATLAB概論1.1MATLAB簡(jiǎn)介MATLAB是MATrixLABoratory的縮寫,它是MathWorks公司研制開發(fā)的,功能強(qiáng)大的科學(xué)及工程計(jì)算軟件?MATLAB是一個(gè)交互式的?以矩陣計(jì)算為基礎(chǔ)的數(shù)值計(jì)算軟件,將數(shù)值計(jì)算?可視化圖形處理和編程設(shè)計(jì)等功能集成在一個(gè)非常便于使用的環(huán)境中?MATLAB不但具有以矩陣計(jì)算為基礎(chǔ)的強(qiáng)大數(shù)學(xué)計(jì)算和分析功能,而且還具有豐富的可視化圖形功能和方便的程序設(shè)計(jì)功能?MATLAB的應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛,除數(shù)學(xué)計(jì)算和分析外,還被廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)控制?系統(tǒng)仿真?數(shù)字信號(hào)處理?圖形圖像分析?數(shù)理統(tǒng)計(jì)?人工智能?虛

2、擬實(shí)現(xiàn)技術(shù)?通信工程?接入系統(tǒng)等領(lǐng)域?1.2MATLAB語言的特點(diǎn)MATLAB語言有不同于其他高級(jí)語言的特點(diǎn),它被稱為第四代計(jì)算機(jī)語言?MATLAB語言的主要特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)?1.編程效率高M(jìn)ATLAB是一種面向科學(xué)與工程計(jì)算的高級(jí)語言,允許使用數(shù)學(xué)形式的語言編寫程序,它比BASIC?FORTRAN和C等語言更加接近我們書寫計(jì)算公式的思維方式,用MATLAB語言編寫程序猶如在演算紙上排列出公式與求解問題?由于編寫簡(jiǎn)單,所以編程效率高,易學(xué)易懂?2.用戶使用方便,交互性好MATLAB語言是一種解釋執(zhí)行的語言,即每輸入一條語句,就立即對(duì)其進(jìn)行處理,完成編譯?連接和運(yùn)行的全過程?它使用靈活

3、?方便,調(diào)試速度快?語法規(guī)則簡(jiǎn)單?MATLAB語言把編輯?編譯?連接和執(zhí)行融為一體,能在同一個(gè)界面中進(jìn)行靈活操作,快速排除輸入程序中的書寫錯(cuò)誤?語言及語意錯(cuò)誤,從而加快了用戶編寫?修改和調(diào)試程序的速度?3.擴(kuò)充能力強(qiáng)高版本的MATLAB語言有豐富的庫函數(shù),用戶在編寫程序時(shí)可以直接調(diào)用已有的庫函數(shù),其調(diào)用方法如同調(diào)用用戶自己編寫的函數(shù)一樣?并且,用戶可以根據(jù)需要方便地建立和擴(kuò)充新的庫函數(shù),以便提高M(jìn)ATLAB使用效率和擴(kuò)充其功能?另外,為了充分利用FORTRAN?C等高級(jí)語言的資源,包括用戶已編好的FORTRAN?C語言程序,可在MATLAB中通過建立M文件的形式進(jìn)行混合編程,在該文

4、件中調(diào)用有關(guān)的FORTRAN?C語言子程序?4.語句簡(jiǎn)單?函數(shù)調(diào)用靈活在MATLAB環(huán)境中,所有的變量都可不用事先定義其類型而直接使用;書寫程序時(shí)一行可以有多個(gè)語句(它們之間用逗號(hào)“,”或分號(hào)“;”分隔),也可以將一條語句分成幾行來寫(行結(jié)尾用“…”表示與下一行同屬一條語句)?MATLAB有結(jié)構(gòu)化的分支語句和循環(huán)語句,能編寫出較為復(fù)雜的用戶應(yīng)用程序?MATLAB語言中最基本?最重要的成分是函數(shù),其一般調(diào)用形式為:[a,b,c,…]=func(d,e,f,…)其中d,e,f,…為輸入?yún)?shù);a,b,c,…為返回變量?同一函數(shù)名,不同數(shù)目的輸入變量及不同數(shù)目的輸出(返回)變量,代表著不同

5、的含義(有點(diǎn)象C++中的函數(shù)重載)?這不僅使MATLAB的庫函數(shù)功能更豐富,而且使得MATLAB編寫的M文件簡(jiǎn)單?短小而且高效?83MATLAB程序設(shè)計(jì)與優(yōu)化函數(shù)的應(yīng)用5.具有強(qiáng)大的矩陣和數(shù)組運(yùn)算功能MATLAB語言如同C語言一樣規(guī)定了有關(guān)矩陣和數(shù)組的算術(shù)運(yùn)算符?關(guān)系運(yùn)算符?邏輯運(yùn)算符?條件運(yùn)算符及賦值運(yùn)算符?另外,數(shù)組在使用前不需要定義它的維數(shù)和大小增加了使用的靈活性,且在庫函數(shù)中有功能強(qiáng)大的矩陣處理函數(shù),使之在求解信號(hào)處理?數(shù)學(xué)建模?系統(tǒng)識(shí)別?控制?優(yōu)化等領(lǐng)域的問題時(shí),顯得大為簡(jiǎn)潔?高效?方便?6.方便的繪圖功能MATLAB的繪圖是非常方便的,它有一系列繪圖函數(shù),可以在各種坐標(biāo)

6、中繪制出二維和三維圖形?另外,可以對(duì)圖形中的點(diǎn)?線?復(fù)線或多重線以及面選取不同的顏色?這種為科學(xué)研究著想的設(shè)計(jì)是通用的編程語言所不及的?1.3MATLAB系統(tǒng)環(huán)境的進(jìn)入可以通過直接點(diǎn)擊MatLab的桌面快捷鍵圖標(biāo)進(jìn)入系統(tǒng)環(huán)境界面窗口,也可以點(diǎn)擊[開始]→[程序]→[MATLAB6.5.1]→進(jìn)入系統(tǒng)環(huán)境界面窗口?具體操作過程如圖1.1所示?1.4MATLAB系統(tǒng)環(huán)境界面的功能簡(jiǎn)介MatLab的系統(tǒng)開發(fā)界面如圖1.2所示,其中包括:包括主菜單功能區(qū)(第一行工具欄中的6個(gè)功能)?快捷鍵工具欄區(qū)(第二行工具欄中的9個(gè)功能)?工作空間區(qū)(在界面左上角Workspace窗口)?歷史命令區(qū)(在

7、界面左下角CommandHistory窗口)和命令執(zhí)行窗口(在界面右下角CommandWindow窗口)五部分組成?1.4.183MATLAB程序設(shè)計(jì)與優(yōu)化函數(shù)的應(yīng)用桌面主菜單功能簡(jiǎn)介桌面主菜單功能區(qū)為:,共有6個(gè)菜單項(xiàng),其中各個(gè)菜單項(xiàng)的主要內(nèi)容介紹如表1.1所示?表1.1桌面主菜單功能介紹File菜單項(xiàng)選項(xiàng)內(nèi)容選項(xiàng)內(nèi)容New建立新文件SetPath...設(shè)置路徑Open...打開已有的文件Preferences...參數(shù)設(shè)置CloseCommandWindow關(guān)閉命