MATLAB工程仿真基础

一、MATLAB基本功能

1、MATLAB帮助

（1）help函数

help可用于查看对应函数的帮助文本

（2）lookfor函数

如果不知道具体的函数名，单知道函数相关的某个关键字，则可以使用lookfor进行查找。

（3）常见帮助命令

help：获取帮助	helpwin：运行帮助窗口
who：列出当前工作空间中的变量	whos：列出当前工作空间变量的更多信息
what：列出当前文件夹或指定目录下的M文件、MAT文件、MEX文件	which：显示指定函数或文件的路径
exist：检查指定变量或文件的存在性

2、简单实例

预定义变量

变量	说明
eps	计算机的最小正数
pi	圆周率 $\pi$ 的近似值3.14159265358979
inf或Inf	无穷大
NaN	不定量
i,j	虚数单位定义i
flops	浮点运算次数统计计算量

3、MATLAB界面

（1）MATLAB搜索路径

通过选择MATLAB主窗口的设置路径，进入“设置路径”对话框，可为MATLAB添加或删除搜索路径。

MATLAB通过设置路径来获取存储在硬盘上的文件信息。

（2）工作区浏览器

MATLAB桌面左上角工作空间窗口允许用户改变工作区内容的如何一个变量的内容。

4、MATLAB基本功能

（1）命令行窗口

命令	命令说明	命令	命令说明
cd	显示或改变当前文件夹	load	加载指定文件的变量
dir	显示当前文件夹或指定文件夹的文件	diary	日志文件命令
clc	清楚工作窗中的所有显示内容	!	调用DOS命令
home	将光标移至命令行窗口的最左上角	exit	退出MATLAB
clf	清楚图形窗口	quit	退出MATLAB
type	显示文件内容	pack	收集内存碎片
clear	清楚内存变量	hold	图形保持开关
echo	工作窗信息显示开关	path	显示搜索目录
disp	显示变量或文字内容	save	保存内存变量到指定文件

（2）计算器功能

运算	符号	运算	符号
加法	+	除法	/或\
减法	-	乘方	^
乘法	*

多数情况下，输入行中的空格不会对MATLAB运算产生影响。另外，在MATLAB中乘法的优先级高于加法。若没有指定输出结果名称，MATLAB将默认的运算结果命名为ans。

（3）简单矩阵的输入

MATLAB中，不必对矩阵维数做如何说明，存储将自动配置。直接输入矩阵时，矩阵元素用空格或逗号分隔，矩阵行用“;”隔离。整个矩阵放在"[ ]"中。

矩阵还可以分行输入

矩阵元素输入

常用标点

名称	标点	作用
逗号	，	用作要显示计算结果的指令与其后指令之间的分隔；用作输入量与输入量之间的分隔；用作数组元素分隔符号
黑点	.	数组表示中，用作小数点；用于运算符号前，构成“数组”运算符
分号	；	用于指令的结尾，抑制计算结果的显示；用作不显示计算结果指令与其后指令的分隔；用作数组的行间分隔符
冒号	:	用于生成一位数组；用作单下标援引时，表示全部元素构成的长列；用作多下标援引时，表示那维上的全部元素
注释号	%	有它启首的所有物理行部分被看作非执行的注释
单引号	' '	字符串记述符
圆括号	( )	改变运算次序；在数组援引时用；函数指令输入宗量列表时用
方括号	[ ]	输入数组时用；函数指令输入宗量列表时用
花括号	{ }	胞元数组记述符；图形中被控特殊字符括号
下连符	-	用作一个变量、函数文件名中的连字符；图形中被控下脚标前导符
续航号	...	由三个以上连续黑点构成。它把其下的物理行看作该行的逻辑继续
@	@	放在函数名前，形成函数句柄；匿名函数前导符；放在目录前，形成用户对象类目录
空格		用作输入量与输入朗之间的分隔符；数组元素分隔符

（4）复数类型

复数的一般形式 C=a+bi,可以用赋值语句或函数complex来产生复数

函数	描述
conj(c)	计算c的共轭复数
real(c)	返回复数c的实部
imag(c)	返回复数c的虚部
isreal(c)	如果数组c中没有一个元素有虚部，函数isreal将返回1
abs(c)	返回复数c模
angle(c)	返回数c的幅角

（5）初等函数运算

函数名	功能描述	函数名	功能描述
sin	正弦	sec	正割
sind	正弦，输入以度为单位	secd	正割，输入以度为单位
sinh	双曲正选	sech	双曲正割
asin	反正弦	asec	反正割
asind	反正弦，输出以度为单位	asced	反正割，输出以度为单位
asinh	反双曲正弦	asech	反双曲正割
cos	余弦	csc	余割
cosd	余弦，输入以度为单位	cscd	余割，输入以度为单位
cosh	双曲余弦	csch	双曲余割
acos	反余弦	acsc	反余割
acosd	反余弦，输出以度为单位	acscd	反余割，输出以度为单位
acosh	反双曲余弦	acsch	反双曲余割
tan	正切	cot	余切
tand	正切，输入以度为单位	cotd	余切，输入以度为单位
tanh	双曲正切	coth	双曲余切
atan	反正切	acot	反余切
atand	反正切，输出以度为单位	acotd	反余切，输出以度为单位
atan2	四象限反正切	acoth	反双曲余切

如，计算0~2 $\pi$ 的正弦函数，余弦函数

>> x=0:pi/10:2*pi;
>> y1=sin(x);
>> y2=cos(x);
>> figure(1);
>> help figure
>> plot(x,y1,'b-',x,y2,'ro-');
>> xlabel('X取值');
>> ylabel('函数值');
>> legend('正弦函数','余弦函数');

（6）指数和对数函数

函数名	功能描述	函数名	功能描述
exp	指数	realpow	对数，若结果是复数则报错
expm1	准确计算exp(x)-1的值	realog	自然对数，若输入不是正数则报错
log	自然对数以e为底	realsqrt	开平方根，若输入不是正数则报错
log1p	准确计算log(1+x）的值	sqrt	开平方根
log10	常用对数（以10为底）	nthroot	求x的n次平方根
log2	以2为底的对数	nextpow2	返回满足2^p>=abs(N)的最小正整数P，其中N为输入

二、关系和逻辑运算

1、关系运算符

关系运算符	描述	关系运算符	描述
<	小于	>=	大于等于
<=	小于等于	==	等于（非赋值）
>	大于	~=	不等于

等于运算符（==）：如果两个变量值相同将会返回变量值1，如果不同将会返回0；

不等运算符（~=）：如果两个变量值不同则返回1，相同则返回0.

理论上a和b应该相等，但由于 $\pi$ 为近似值，故产生了round off错误，可以检测两数之间在一定的范围内是否近似相等

2、逻辑运算符

逻辑运算符	描述
&	在两个逻辑数组之间逐元素的与操作
\|	在两个逻辑数组之间逐元素的或操作
~	对一个逻辑数组进行取反操作
xor(x,y)	逻辑异或操作，当x和y一个为0，一个不为0返回true，同时为0或为1，返回false
any(x)	如x为向量，当x的任意一个元素不为0时返回true，否则返回false；如果x是数组，对于x的每一列，如果有一个元素不为0，则返回true，否则返回false
all(x)	如果x都不为0时返回true，否则返回false