matlab程序設(shè)計與優(yōu)化函數(shù)的應(yīng)用

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1、MATLAB程序設(shè)計與優(yōu)化函數(shù)的應(yīng)用_講稿第1章MATLAB概論1.1MATLAB簡介MATLAB是MATrixLABoratory的縮寫，它是MathWorks公司研制開發(fā)的，功能強大的科學(xué)及工程計算軟件。MATLAB是一個交互式的、以矩陣計算為基礎(chǔ)的數(shù)值計算軟件，將數(shù)值計算、可視化圖形處理和編程設(shè)計等功能集成在一個非常便于使用的環(huán)境中。MATLAB不但具有以矩陣計算為基礎(chǔ)的強大數(shù)學(xué)計算和分析功能，而且還具有豐富的可視化圖形功能和方便的程序設(shè)計功能。MATLAB的應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，除數(shù)學(xué)計算和

2、分析外，還被廣泛地應(yīng)用于自動控制、系統(tǒng)仿真、數(shù)字信號處理、圖形圖像分析、數(shù)理統(tǒng)計、人工智能、虛擬實現(xiàn)技術(shù)、通信工程、接入系統(tǒng)等領(lǐng)域。1.2MATLAB語言的特點MATLAB語言有不同于其他高級語言的特點，它被稱為第四代計算機語言。MATLAB語言的主要特點有以下幾點。1．編程效率高MATLAB是一種面向科學(xué)與工程計算的高級語言，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。

3、由于編寫簡單，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，就立即對其進行處理，完成編譯、連接和運行的全過程。它使用靈活、方便，調(diào)試速度快、語法規(guī)則簡單。MATLAB語言把編輯、編譯、連接和執(zhí)行融為一體，能在同一個界面中進行靈活操作，快速排除輸入程序中的書寫錯誤、語言及語意錯誤，從而加快了用戶編寫、修改和調(diào)試程序的速度。3．擴充能力強高版本的MATLAB語言有豐富的庫函數(shù)，用戶在編寫程序時可以直接調(diào)用已有的庫函數(shù)，其調(diào)用方法如同調(diào)用用

4、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充新的庫函數(shù)，以便提高MATLAB使用效率和擴充其功能。另外，為了充分利用FORTRAN、C等高級語言的資源，包括用戶已編好的FORTRAN、C語言程序，可在MATLAB中通過建立M文件的形式進行混合編程，在該文件中調(diào)用有關(guān)的FORTRAN、C語言子程序。4．語句簡單、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；書寫程序時一行可以有多個語句（它們之間用逗號“，”或分號“；”分隔），也可以將一條語句分成幾行

5、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。83MATLAB程序設(shè)計與優(yōu)化函數(shù)的應(yīng)用_講稿同一函數(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，代表著不同的含義（有點象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

6、編寫的M文件簡單、短小而且高效。5．具有強大的矩陣和數(shù)組運算功能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)運算符、關(guān)系運算符、邏輯運算符、條件運算符及賦值運算符。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)中有功能強大的矩陣處理函數(shù)，使之在求解信號處理、數(shù)學(xué)建模、系統(tǒng)識別、控制、優(yōu)化等領(lǐng)域的問題時，顯得大為簡潔、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)，可以在各種坐標中繪制出二維和三維圖形。另外，可以對圖形中的點、

7、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)計是通用的編程語言所不及的。1.3MATLAB系統(tǒng)環(huán)境的進入可以通過直接點擊MatLab的桌面快捷鍵圖標進入系統(tǒng)環(huán)境界面窗口，也可以點擊[開始]→[程序]→[MATLAB6.5.1]→進入系統(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個功能）、快捷鍵工具欄區(qū)（第二行工具欄中的9個功能）、工作空間區(qū)（在界面左上角

8、Workspace窗口）、歷史命令區(qū)（在界面左下角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。83MATLAB程序設(shè)計與優(yōu)化函數(shù)的應(yīng)用_講稿1.4.1桌面主菜單功能簡介桌面主菜單功能區(qū)為：，共有6個菜單項，其中各個菜單項的主要內(nèi)容介紹如表1.1所示。表1.1桌面主菜單功能介紹File菜單項選項內(nèi)容選項內(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CloseCommand