现代设计理论与方法Matlab部分课件.ppt

1、2023-1-91现代设计理论与方法2标题添加点击此处输入相关文本内容点击此处输入相关文本内容前言点击此处输入相关文本内容标题添加点击此处输入相关文本内容2023-1-93现代设计理论与方法课程内容由数学计算软件MATLAB和有限元分析软件ANSYS两部分组成，主要介绍软件的基本知识、基本用途和使用方法，通过上机操作实践培养应用此软件的能力。本课程在人才培养体系中的作用使学生具有较强的工程素质以及工程技术综合应用能力，毕业后能从事机械工程方面的设计、制造、研究开发和维护与使用、生产及经营管理等方面的工作。在计算机技术不断发展与普及的今天，机械工程方面的设计、制造与研究开发领域中，计算机的应用已

2、十分普遍。因此，十分有必要在计算机基础课程的教学之后再进一步使学生掌握一些在现代设计方法中常用的应用软件。本课程是计算机教学的进一步发展，也是在专业课及诸设计类课程中应用计算机工具的一个基础。应该指出，现代设计方法的应用软件是十分丰富的，目前根据学时与需要，本课程只包含MATLAB数学计算软件和ANSYS有限元计算软件两部分。本课程主要介绍有关软件的基本知识，使学生熟悉这些软件的基本用途和使用方法，通过上机操作实践培养实际使用此软件的能力，使学生较熟练地使用这些软件处理与专业有关的基本问题。教学方法本课程采用多媒体教学手段，结合屏幕投影显示实际操作状态进行教学。学习应用软件必须与上机操作实践密

3、切结合，要求同学在每次课堂教学后进行上机操作。2023-1-94I.MATLAB语音及其应用 在欧美各高等学校，MatlabMatlab成为线性代数、自动控制理论、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等诸多课程的基本教学工具，成为本科生、硕士生和博士生的必须掌握的基本技能。在设计研究单位和工业部门，MatlabMatlab已被广泛地用于研究和解决各种具体的工程问题。可以预见，MatlabMatlab将在我国科学研究和工程应用中发挥越来越大的作用。2023-1-95I.MATLAB语音及其应用 讲授MATLABMATLAB语言基础入门知识，介绍MATLABMATLAB产品的体系、M

4、ATLABMATLAB桌面工具的使用方法，重点介绍MATLABMATLAB的数据可视化、数值计算的基本步骤以及如何使用MATLABMATLAB语言编写整洁、高效、规范的程序。通过本课程的学习，了解、熟悉、掌握 MATLABMATLAB的基本编程方法，并具有初步的利用计算机处理、解决实际问题的能力，为进一步学习后续的专业课程做好准备。本课程的目的（Objectives of This CourseObjectives of This Course ）本课程的特点（Features of This CourseFeatures of This Course ）交叉性课程，是计算机技术、数学理论知识

5、以及诸多工程理论知识的综合。实践性课程。内容多，课时少，要求同学上课认真听讲，课后进行上机实践消化、理解、掌握课上讲解内容。2023-1-96I.MATLAB语音及其应用 课堂教学共1212学时；（1-81-8周）主要参考书 精通MATLAB 6.5MATLAB 6.5张志涌 等编著，北航出版，20032003年 高等应用数学问题的MatlabMatlab求解 薛定宇等著，清华大学出版社，20042004年 MatlabMatlab程序设计与应用 刘卫国主编，高等教育出版社 2020/7/217第一讲 Matlab概述 前言 MatlabMatlab软件概述 MatlabMatlab的桌面环境

6、及入门知识 2020/7/2181 Matlab1 Matlab概述 内容MatlabMatlab发展历史MatlabMatlab产品家族(MatlabMatlab family of productsfamily of products)体系Matlab Matlab 语言的特点。目的全面了解 MatlabMatlab软件包激发对MatlabMatlab软件的学习兴趣。2020/7/2191.1 MATLAB的历史及影响 7070年代中期，Cleve MolerCleve Moler博土及其同事在美国国家基金会的帮助下，开发了LINPACKLINPACK和EISPACKEISPACK的FOR

7、TRANFORTRAN语言子程序库，这两个程序库代表了当时矩阵运算的最高水平。到了7070年代后期，身为美国新墨西哥州大学计算机系系主任的CIeve MolerCIeve Moler，在给学生上线性代数课时，为了让学生能使用这两个子程序库，同时又不用在编程上花费过多的时间，开始着手用FORTRANFORTRAN语言为学生编写使用LINPACKLINPACK和EISPACKEISPACK的接口程序，他将这个程序取名为MATLABMATLAB，其名称是由MATrixMATrix和 LABoratoryLABoratory（矩阵实验室）两个单词的前三个字母所合成。在19781978年，MalabMa

8、lab就面世了。这个程序获得了很大的成功，受到了学生的广泛欢迎。在以后的几年里，MatlabMatlab在多所大学里作为教学辅助软件使用，并作为面向大众的免费软件广为流传。Cleve Moler 2020/7/2110 将MATLABMATLAB商品化的不是Cleve MolerCleve Moler,而是一个名叫Jack LittleJack Little的人。当免费的MATLABMATLAB软件到StanfordStanford大学，Jack LittleJack Little正在该校主修控制，便接触到了当时MATLABMATLAB，直觉告诉他，这是一个具有巨大发展潜力的软件。因此他在毕业

9、沒多久，就开始用C C语言重新编写了MATLABMATLAB的核心。在MolerMoler的协助下，于19841984年成立MathWorksMathWorks公司，首次推出MATLABMATLAB商用版。在其商用版推出的初期，MATLABMATLAB就以其优秀的品质（高效的数据计算能力和开放的体系结构）占据了大部分数学计算软件的市场，原来应用于控制领域里的一些封闭式数学计算软件包（如英国的UMISTUMIST、瑞典的LUNDLUND和SIMNONSIMNON、德国的KEDDCKEDDC）就纷纷被淘汰或在MATLABMATLAB上重建。Jack Little 2020/7/2111 Cleve

10、 MolerCleve Moler至今仍是该公司的首席科学家，他以6060多岁的高龄，还常常亲自进行撰写程序的工作，非常令人佩服。如果你有数值运算方面的高水平问题，寄到 MathWorks MathWorks 后，大部份还是会由 Cleve MolerCleve Moler亲自回答。在19941994年，PentiumPentium芯片曾发生FdivFdiv的bugbug，当时Cleve MolerCleve Moler是第一个以软件方式解决此 bugbug的人，曾一时脍炙人口。在公司初创的五年，Jack LittleJack Little非常辛苦，常常身兼数职（董事长、总经理、推销、程序开发

11、等），但公司一直稳定发展，从当初的一人公司，到19931993年的200200人，到20002000年的 500500余人，到20052005年公司员工达到了13001300人，不但打败其他竞争软件，而且前景一片欣欣向荣。根据Jack LittleJack Little个人说法，MATLABMATLAB早期成功的两大因素是：选用了C C语言及选定PCPC为主要平台，这似乎和微软的成功有相互呼应之妙。MathWorksMathWorks公司，目前仍然是私人企业，并未上市，这和Jack LittleJack Little个人理念有关，他认为MATLABMATLAB的设计方向应该一直是以顾客的需求与

12、软件的完整性为首要目标，而不是以盈利为主要目的，因此MATLABMATLAB一直是在稳定中求进步，而不会因为上市而遭受股东左右其发展方向。这也是为什么MATLABMATLAB新版本总是姗姗来迟的原因，因为他们不会因为市场的需求而推出不成熟的产品。此外，由于Jack LittleJack Little保守的个性，也使得MathWorksMathWorks不曾跨足MATLAB/SimulinkMATLAB/Simulink以外的行业，当前商场上纷纷扰扰的并购或分家，MathWorksMathWorks完全是绝缘体。2020/7/2112 1992 1992年，支持Windows 3.xWindow

13、s 3.x的MATLAB 4.0MATLAB 4.0版本推出，增加了SimulinkSimulink，ControlControl，Neural NetworkNeural Network，Signal ProcessingSignal Processing等专用工具箱。1993 1993年1111月，MathWorksMathWorks公司推出了Matlab 4.1Matlab 4.1，其中主要增加了符号运算功能。当升级至Matlab 4.2cMatlab 4.2c，这一功能在用户中得到广泛应用。1997 1997年，Matlab 5.0Matlab 5.0版本问世了,实现了真正的3232位

14、运算，加快数值计算，图形表现有效。2001 2001年初，MathWorksMathWorks公司推出了Matlab 6.0Matlab 6.0（R12R12）。2002 2002年7 7月，推出了Matlab 6.5(R13)Matlab 6.5(R13)，在这一版本中SimulinkSimulink升级到了5.05.0，性能有了很大提高，另一大特点是推出了JITJIT程序加速器，MatlabMatlab的计算速度有了明显的提高。2005 2005年9 9月，推出了MAILAB 7.1(Release14 SP3)MAILAB 7.1(Release14 SP3)，在这一版本中Simulin

15、kSimulink升级到了6.36.3，软件性能有了新的提高，用户界面更加友好。值得说明的是，Matlab V7.1Matlab V7.1版采用了更先进的数学程序库，即“LAPACK”LAPACK”和“BLAS”BLAS”。目前，MatlabMatlab软件支持多种系统平台，如常见的WindowsNT/XPWindowsNT/XP、UNIXUNIX、LinuxLinux等。Matlab版本的发展 2020/7/2113 MATLABMATLAB就是这样经过了近3030年的专门打造、2020多年的千锤百炼，它以高性能的数组运算（包括矩阵运算）为基础，不仅实现了大多数数学算法的高效运行函数和数据可

16、视化，而且提供了非常高效的计算机高级编程语言，在用户可参与的情况下，各种专业领域的工具箱不断开发和完善，MATLABMATLAB取得了巨大的成功，已广泛应用于科学研究、工程应用，用于数值计算分析、系统建模与仿真。早在2020世纪9090年代初，欧美等发达国家的大学就将MATLABMATLAB列为一种必须掌握的编程语言。近几年来，国内的很多大学也将MATLABMATLAB列为了本科生必修课程。与MapleMaple、MathematicaMathematica数学计算软件相比，MATLABMATLAB以数值计算见长，而MapleMaple等以符号运算见长，能给出解析解和任意精度解，而处理大量数据

17、的能力远不如MATLABMATLAB。MATLABMATLAB软件功能之强大、应用之广泛，已成为为2121世纪最为重要的科学计算语言。可见学习掌握这一工具的重要性。2020/7/2114 MATLABMATLAB产品由若干模块组成，不同的模块完成不同的功能，其中有：实际上MATLABMATLAB本身就是一个极其丰富的资源库，那么应该从哪一部分开始着手、学习使用MATLABMATLAB呢？这就有必要了解这一软件产品的体系结构 。MATLAB CompilerMATLAB Compiler这种编译器可以将MATLABMATLAB程序文件编译生成标准的C/C+C/C+语言文件，而生成的标准的C/C+

18、C/C+文件可以被任何一种C/C+C/C+编译器编译生成函数库或可执行文件，以提高程序的运行效率。1.2 MATLAB1.2 MATLAB产品的体系结构 MATLABMATLABMATLAB ToolboxesMATLAB ToolboxesMATLAB CompilerMATLAB CompilerSimulinkSimulinkSimulink BlocksetsSimulink BlocksetsReal-Time Workshop(RTW)Real-Time Workshop(RTW)StateflowStateflowStateflow CoderStateflow Coder由这些

19、模块产品之间的关系可以图1.11.1表示。图1.1 MATLAB产品体系结构围绕着MATLABMATLAB这个计算核心，形成了诸多针对不同应用领域的算法程序包，被称为专用工具箱（ToolboxToolbox），这些工具箱的列表以及每个工具箱的使用详见MATLABMATLAB在线帮助文档。MATLABMATLAB本身所提供的工具箱大概有4040多个，另外还有其他公司或研究单位开发提供的工具箱，这些工具箱的总数已有100100多个，而且新的工具箱还在不断增加。如果你有特别的应用领域，可以首先到网上查找是否已有相关的工具箱，很可能已有人将你要做的应用程序作成工具箱了。SimulinkSimulink

20、是窗口图形方式的、专门用于连续时间或离散时间的动态系统建模、分析和仿真的核心。Real-Time WorkshopReal-Time Workshop是一种实时代码生成工具，它能够根据SimulinkSimulink模型生成程序源代码，并打包、编译所生成的源代码生成实时应用程序。从现有的Simulink Simulink 和StateflowStateflow自动生成C C语言程序代码的功能、定点运算模块集（Fixed-point BlocksetFixed-point Blockset）与C C语言程序代码到VHDLVHDL（Very High Speed Integrated Circui

21、t Hardware Description LanguageVery High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language，一种标准的硬件电路设计语言 ）的自动转换功能，可以看出，高级的系統仿真或低级的芯片算法设计，都可用MATLABMATLAB、SimulinkSimulink、StateflowStateflow及相关的工具箱来完成。StateflowStateflow是基于有限状态机理论针对复杂的事件驱动系统进行建模、仿真的工具。Stateflow CoderStateflow Coder是基于StateflowStat

22、eflow状态图生成高效、优化的程序代码。围绕着SimulinkSimulink仿真核心所开发的应用程序包，称为模块集（BlocksetsBlocksets）,MATLAB,MATLAB产品提供许多专用模块集，如Communication BlocksetCommunication Blockset、DSP DSP BlocksetBlockset、SimPowerSystem BlocksetSimPowerSystem Blockset、Signal Signal Processing BlocksetProcessing Blockset等，详见MATLABMATLAB在线帮助文档。MA

23、TLABMATLAB是MATLABMATLAB产品家族的计算核心与基础，是集高性能数值计算与数据可视化于一体的高效编程语言。2020/7/21151.3 1.3 MATLABMATLAB编程语言的特点 语法规则简单。尤其内定的编程规则，与其他编程语言（如C C、FortranFortran等）相比更接近于常规数学表示。对于数组变量的使用，不需类型声明，无需事先申请内存空间。MATLABMATLAB语言主要有以下几个特点：MATLAB基本的语言环境提供了数以千计的计算函数，极大的提高了用户的编程效率。如，一个fftfft函数即可完成对指定数据的快速傅里叶变换，这一任务如果用C C语言来编程实现的

24、话，至少要用几十条C C语言才能完成。因此，MATLABMATLAB是一个简单易用、功能强大的高效编程语言。平台无关性（可移植性）。MATLABMATLAB软件可以运行在很多不同的计算机系统平台上，如Windows Me/NT/2000/XPWindows Me/NT/2000/XP、很多不同版本的UNIXUNIX以及LinuxLinux。无论你在哪一个平台上编写的程序都可以运行在其它平台上，对于MATLABMATLAB数据文件也一样，是平台无关的。极大保护了用户的劳动、方便了用户。其绘图功能也是平台无关的。无论任何系统平台，只要MATLABMATLAB能够运行，其图形功能命令就能正常运行。M

25、ATLAB是一种脚本式（scripted）的解释型语言，无论是命令、函数或变量，只要在命令窗口的提示符下键入，并“回车（EnterEnter）”，MATLABMATLAB都予以解释执行。2020/7/2116 功能强大数值运算优势符号运算优势(Maple)(Maple)强大的2D2D、3D3D数据可视化功能许多具有算法自适应能力的功能函数 2020/7/2117语言简单、内涵丰富 语言及其书写形式非常接近于常规数学书写形式；其操作和功能函数指令就是常用的计算机和数学书上的一些简单英文单词表达的，如：helphelp、clearclear等；完备的帮助系统，易学易用。扩充能力、可开发能力较强 M

26、ATLABMATLAB完全成了一个开放的系统 用户可以开发自己的工具箱 可以方便地与FortranFortran、C C等语言接口 编程易、效率高 MatlabMatlab以数组为基本计算单元 具有大量的算法优化的功能函数 2020/7/21182 MATLAB2 MATLAB的桌面环境及入门知识 启动与退出MATLAB MATLAB 命令窗口及使用 数值表示、变量、表达式 命令历史窗口 工作空间 获取在线帮助 2020/7/21192.1 2.1 启动与退出MATLABMATLAB 启动MATLABMATLAB直接用鼠标双击桌面上MATLAB7.1MATLAB7.1图标或WindowsWin

27、dows桌面的“开始”“所有程序”“MATLAB7.1”“MATLAB7.1”“MATLAB7.1”“MATLAB7.1”。退出MATLABMATLAB关闭MATLABMATLAB桌面在命令窗口执行quitquit或exitexit命令 MATLABMATLAB缺省桌面（见下页）2020/7/2120菜单栏工具栏文件编辑窗口工作空间历史命令窗口Start Start 菜单命令窗口命令提示符2.1 2.1 启动与退出MATLAB MATLAB（续）2023-1-9Application of Matlab Language212.2 2.2 命令窗口的使用 激活命令窗口。“”与闪烁的光标一起表明

28、系统就绪，等待输入。命令窗口脱离MATLABMATLAB桌面。简单计算【例2.2-12.2-1】计算（1 1）在MATLABMATLAB命令窗口输入 以下内容：(12+2(12+2*(7-4)/32(7-4)/32（2 2）按【EnterEnter】键，指令执行。（3 3）返回的计算结果：ans=2 2122743 2020/7/21222.2 2.2 命令窗口 （续）说明l 在命令窗口【EnterEnter】键提交命令执行。l MatlabMatlab所用运算符（如+、-、等）是各种计算程序中常见的。l 计算结果中的“ans”ans”是英文“answer”answer”的一种缩写，其含义就是

29、“运算答案”。ansans是MatlabMatlab的一个预定义变量。2020/7/21232.2 2.2 命令窗口 （续）简单计算（续）【例2.2-22.2-2】计算sin(45sin(45?u)sin(45sin(45*pi/180)pi/180)l Matalb中正弦函数sin就是常见的正弦函数。l 它的参数值是以“弧度”为单位的。l pi也是Matalb的预定义变量。l pi=3.14159l Matlab对字母大小写是敏感的。【例2.2-32.2-3】计算 的值，其中x=4.92x=4.92。0.521xesqrt(2sqrt(2*exp(4.92+0.5)+1)exp(4.92+0

30、.5)+1)l Matalb中开平方sqrt(x)，是英文square root的缩写。l Matalb中指数函数exp(x)，常见的表达方式。ans=0.7071ans=21.2781 2020/7/21242.2 2.2 命令窗口 （续）7“clcclc”清除窗口显示内容的命令。【例2.2-42.2-4】计算 的值。2sin 0.315yy=2y=2*sin(0.3sin(0.3*pi)/(1+sqrt(5)pi)/(1+sqrt(5)y=0.5000【例2.2-52.2-5】计算 的值。2cos 0.315yy=2*cos(0.3*pi)/(1+sqrt(5)y=0.3633%命令行编辑

31、l “”键调回已输入过命令。l 修改。2020/7/21252.2 2.2 命令窗口 （续）【例2.2-52.2-5】计算半径为5.2m5.2m的圆的周长和面积。radius=5.2;%radius=5.2;%圆的半径area=piarea=pi*5.22,5.22,circle_len=2circle_len=2*pi pi*5.25.2area=84.9487circle_len=32.6726l 以上两例，命令行中用到了等号“=”。l 计算结果不再赋给“ans”，而是赋给用户指定的变量y、area、circle_len。l 无论是预定义变量还是用户自定义变量都被存储在系统的工作空间内，即

32、系统定义的一个存储窗口变量的内存空间。l Who、whos命令用来显示工作空间的变量l clear命令用来清除工作空间的变量。2020/7/21262.2 2.2 命令窗口 （续）whowhosYour variables are:ans circle_len y area radius Name Size Bytes Class ans 1x1 8 double array area 1x1 8 double array circle_len 1x1 8 double array radius 1x1 8 double array y 1x1 8 double arrayGrand tota

33、l is 5 elements using 40 bytes 2020/7/21272.2 2.2 命令窗口 （续）clear ywhoYour variables are:ans circle_len area radius clear ans areawhosYour variables are:Name Size Bytes Class circle_len 1x1 8 double array radius 1x1 8 double arrayGrand total is 2 elements using 16 bytes 2020/7/21282.2 2.2 命令窗口 （续）数值显示

34、格式设置缺省显示格式：简洁的短（short gshort g）格式窗口命令及语法格式：format format 显示格式关键字 如：format long%15format long%15位数字显示 常见通用命令命令含义clcclc清除命令窗口的显示内容clearclear 清除MatlabMatlab工作空间中保存的变量whowho或whoswhos显示MatlabMatlab工作空间中的变量信息dirdir显示当前工作目录的文件和子目录清单cdcd显示或设置当前工作目录typetype显示指定m m文件的内容helphelp或docdoc获取在线帮助quitquit或exitexit关闭

35、/推出MATALBMATALB 2020/7/21292.3 2.3 工作空间 查看工作空间内存变量，可以由whowho、whos whos。命名新变量。修改变量名 删除变量 绘图 保存变量数据 装入数据 2020/7/21302.4 2.4 历史窗口历史窗口：首先记录每次启动时间并记录在命令窗口输入命令，此次运行期间，输入的所有命令被记录为一组，并以此次启动时间为标志。使用历史窗口：可以查看命令窗口输入过的命令或语句可以选择一条或多条命令执行拷贝、执行、创建MM文件等。要清除历史记录，可以选择Edit菜单中的Clear Command History 命令 2020/7/21312.5 2.

36、5 当前目录窗口和搜索路径当前目录窗口：指Matlab运行时的工作目录。l只有在当前目录和搜索路径下的文件、函数才可以被运行和调用。l如果没有特殊指明，数据文件也将存放在当前目录下；l用户可以将自己的工作目录设置成当前目录，从而使得所有操作都在当前目录中进行。2020/7/2132搜索路径：指Matlab执行过程中对变量、函数和文件进行搜索的路径。l在File菜单中选择Set Path命令或在命令窗口输入pathtool命令，出现搜索路径设置对话框：！修改完搜索路径后，需要进行保存。2020/7/21332.6 获取在线帮助 MATLAB提供的帮助信息有两类 简单纯文本帮助信息 help lo

37、okfor（条件比较宽松）例：inverse 窗口式综合帮助信息（文字、公式、图形）doc helpwin 2020/7/2134【功能演示-1-1】求方程xxxx53223719130 的全部根。p=2,0,-3,71,-9,13;建立多项式系数向量x=roots(p)；求根x=-3.4914 1.6863+2.6947i 1.6863-2.6947i 0.0594+0.4251i 0.0594-0.4251i 2020/7/2135【功能演示-2-2】求解线性方程组xyzxyzxyz 2328234453923a=2,3,-1;8,2,3;45,3,9;建立系数矩阵ab=2;4;23;建立

38、列向量bx=inv(a)*bx=0.5531 0.2051 -0.2784 2020/7/2136符号计算syms x y z 建立符号变量x,y,z=solve(2*x+3*y-z-2,8*x+2*y+3*z-4,45*x+3*y+9*z-23)x=151/273 y=8/39 z=-76/273 2023-1-9Application of Matlab Language37【功能演示-3-3】求解定积分 求解 I=quad(x.*log(1+x),0,1)ans=0.250或syms xnt(x*log(1+x),0,1)ans=1/4ln()xx dx 101 2023-1-9Appl

39、ication of Matlab Language38【功能演示-4-4】多项式曲线拟合考虑如下 x-y x-y 一组实验数据：x=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10y=1.2,3,4,4,5,4.7,5,5.2,6,7.2注：一次多项式拟合：p1=polyfit(x,y,1)三次多项式拟合：p3=polyfit(x,y,3)plot plot 原始数据、一次拟合曲线和三次拟合曲线x2=1:0.1:10;y1=polyval(p1,x2)y3=polyval(p3,x2)plot(x,y,*,x2,y1,:,x2,y3)321205(25)y xxxIn MAByTLA 2020/7/

40、2139拟合曲线图由图可见，三次拟合结果较好。2020/7/21402.3 2.3 数值表示、变量及表达式 数值的记述 MatlabMatlab的数只采用习惯的十进制表示，可以带小数点和负号;其缺省的数据类型为双精度浮点型（doubledouble）。例如：3 -10 0.001 1.3e10 1.256e-63 -10 0.001 1.3e10 1.256e-6 变量命令规则l变量名、函数名对字母的大小写是敏感的。如myVarmyVar与myvarmyvar表示两个不同的变量。l变量名第一个字母必须是英文字母。l变量名可以包含英文字母、下划线和数字。l变量名不能包含空格、标点。l变量名最多可

41、包含6363个字符（6.56.5及以后的版本）。2020/7/21412.3 2.3 数值表示、变量及表达式 （续）MatlabMatlab预定义的变量变量名意义ans最近的计算结果的变量名epsMATLAB定义的正的极小值=2.2204e-16pi圆周率inf值，无限大i或j虚数单元，sqrt(-1)NaN非数，0/0、/说明l每当MATLABMATLAB启动完成，这些变量就被产生。lMATLABMATLAB中，被0 0除不会引起程序中断，给出报警的同时用infinf或NaNNaN给出结果。l用户只能临时覆盖这些预定义变量的值，ClearClear或重启MATLABMATLAB可恢复其值。2

42、020/7/21422.3 2.3 数值表示、变量及表达式 （续）运算符和表达式运算数学表达式MATLAB运算符MATLAB表达式加a+b+a+b减a-b-a-b乘axb*a*b除a/b或ab/或a/b或ab幂abba说明lMatlabMatlab用“”和”/”分别表示“左除”和“右除”。对标量而言，两者没有区别。对矩阵产生不同影响。lMATLABMATLAB表达式的书写规则与“手写方式”几乎完全相同。l表达式按与常规相同的优先级自左至右执行运算。l优先级：指数运算级别最高，乘除次之，加减最低。l括号改变运算的次序。2023-1-9Application of Matlab Language4

43、32.3 2.3 数值表示、变量及表达式 （续）复数及其运算 MATLABMATLAB中复数的表达：z=a+biz=a+bi，其中a a、b b为实数。MATLABMATLAB把复数作为一个整体，象计算实数一样计算复数。【例2.3-1】复数z1=3+4i，z2=1+2i,z3=计算62ie123z zzzz1=3+4z1=3+4*i,z2=1+2i,z2=1+2*i,z3=2i,z3=2*exp(iexp(i*pi/6),z=z1pi/6),z=z1*z2/z3z2/z3z_real=real(z),z_image=imag(z),z_real=real(z),z_image=imag(z),

44、z_angle=angle(z),z_length=abs(z),z_angle=angle(z),z_length=abs(z),2020/7/2144课堂总结 对MATALBMATALB整个软件产品进行了概述历史发展软件产品家族体系构成MM语言的特点 MATLABMATLAB的入门知识MATLABMATLAB桌面MATLABMATLAB数值的记述和数据显示格式变量及其命名规则运算符及表达式常用的MATLABMATLAB命令在线帮助的使用 2020/7/2145思考题简述MATALBMATALB软件的功能及特点。简述MATALBMATALB变量的命名规则。熟悉课件中的例子。46Matlab语

45、言及其应用第2讲47第2章 Matlab数据及其运算 MatlabMatlab数据类型非常丰富，除数值型、字符型等基本数据类型外，还有结构体、单元等更为复杂的数据类型。各种数据类型都以矩阵形式存在，矩阵是MatlabMatlab最基本的数据对象，并且矩阵的运算是定义在复数域上的。2020/7/21482.1 2.1 数值表示、变量及表达式 数值的记述 MatlabMatlab的数只采用习惯的十进制表示，可以带小数点和负号;其缺省的数据类型为双精度浮点型（doubledouble）。例如：3 -10 0.001 1.3e10 1.256e-63 -10 0.001 1.3e10 1.256e-6

46、 变量命令规则l变量名、函数名对字母的大小写是敏感的。如myVarmyVar与myvarmyvar表示两个不同的变量。l变量名第一个字母必须是英文字母。l变量名可以包含英文字母、下划线和数字。l变量名不能包含空格、标点。l变量名最多可包含6363个字符（6.56.5及以后的版本）。2020/7/21492.1 2.1 数值表示、变量及表达式 （续）MatlabMatlab预定义的变量变量名意义ans最近的计算结果的变量名epsMATLAB定义的正的极小值=2.2204e-16pi圆周率inf值，无限大i或j虚数单元，sqrt(-1)NaN非数，0/0、/说明l每当MATLABMATLAB启动完

47、成，这些变量就被产生。lMATLABMATLAB中，被0 0除不会引起程序中断，给出报警的同时用infinf或NaNNaN给出结果。l用户只能临时覆盖这些预定义变量的值，ClearClear或重启MATLABMATLAB可恢复其值。2020/7/21502.12.1数值表示、变量及表达式 （续）运算符和表达式运算数学表达式MATLAB运算符MATLAB表达式加a+b+a+b减a-b-a-b乘axb*a*b除a/b或ab/或a/b或ab幂abba说明lMatlabMatlab用“”和”/”分别表示“左除”和“右除”。对标量而言，两者没有区别。对矩阵产生不同影响。lMATLABMATLAB表达式的

48、书写规则与“手写方式”几乎完全相同。l表达式按与常规相同的优先级自左至右执行运算。l优先级：指数运算级别最高，乘除次之，加减最低。l括号改变运算的次序。2023-1-9Application of Matlab Language512.1 2.1 数值表示、变量及表达式 （续）复数及其运算MATLABMATLAB中复数的表达：z=a+bi，其中a a、b b为实数。MATLABMATLAB把复数作为一个整体，象计算实数一样计算复数。【例2.3-1】复数z1=3+4i，z2=1+2i,z3=计算62ie123z zzzz1=3+4*i,z2=1+2*i,z3=2*exp(i*pi/6),z=z1

49、*z2/z3z_real=real(z),z_image=imag(z),z_angle=angle(z),z_length=abs(z),2020/7/21522.2 Matlab矩阵(数组)的表示 数组的概念 一维数组变量的创建 二维数组变量的创建 数组元素的标识与寻访 数组运算 多维数组 2023-1-9Application of Matlab Language532.2.1.数组(array)的概念 数组定义：按行(row)和列(column)顺序排列的实数或复数的有序集，被称为数组。数组中的任何一个数都被称为这个数组的元素，由其所在的行和列标识，这个标识也称为数组元素的下标或索引。

50、Matlab将标量视为11的数组。对m行、n列的2维数组a：计为mn的数组a；*行标识、列标识均从1开始；行标识从上到下递增；列标识从左到右递增。12345222232425332333435442434445a(3,4)=34 row is firsta=2020/7/2154 数组的分类 一维数组，也称为向量(vector)。行向量(row vector)、列向量(column vector)。二维数组(矩阵matrix)。多维数组。有效矩阵：每行元素的个数必须相同，每列元素的个数也必须相同。2.2.1.数组(array)的概念 2020/7/21552.2.1、数组(array)的概念（