Matlab工程应用基础
Application of Matlab in Engineering
学 时,32（ 讲课 16,上机 16） 学分,2
适用对象,工程类专业本科生教学方法,授课,上机练习和自学相结合考核要求,平时成绩 （ 以上机为主 ） 30%,最终考试 70%
授课教师,姜歌东 （ gdjiang@mail.xjtu.edu.cn)
上 课,星期 1,4（ 7,8节 ）,教学主楼 -C106
上 机,星期 2,5（ 7,8节 ） 计算机教学实验中心使用教材及参考书
1,苏晓生,,掌握 Matlab 6.0及其工程应用,,北京科学出版社 2002。
2,王沫然编,,Matlab与科学计算,（ 第 2版 ）,
电子工业出版社,2003。
3,Magrab,Edward B,著,高会生等译,,Matlab
原理与工程应用,,北京电子工业出版社,
2002。
4,精锐创作组编著,,Matlab 6.0科学运算完整解决方案,,人民邮电出版社,2001。
课程的性质、目的和任务
Matlab 是一个可视化的计算程序,被广泛地应用在科学运算领域里 。 它具有 功能强大,使用简单 等特点,内容包括：数值计算,符号计算,
数据拟合,图形图像处理,系统模拟和仿真分析等功能 。 此外,用 Matlab还可以进行动画设计,
有限元分析等 。
本课程的目的是使学生能够运用 Matlab进行一般的工程计算,掌握 Matlab的基本技术
（ 基本计算,矩阵处理,符号运算和图形显示技术等 ）,为将来从事工程技术方面的产品开发,
科学研究,工程计算和管理打下一定的基础 。
教学基本要求
1.了解 Matlab语言特点,熟悉 Matlab视窗环境,掌握
Matlab帮助功能 的基本使用方法 。
2.掌握 Matlab中 变量和函数 的有关概念,以及 矩阵和多项式 的构造方法 。 掌握 数组运算和矩阵运算,并能够使用常用的几种常用的函数进行简单问题的求解 。
3.搞清 符号变量和符号表达式 的定义,并能用符号运算解决一般的微积分和方程求解问题 。 掌握 Matlab程序设计的几种 基本控制转移语句,学会使用简单 M文件 的编程 。
4.掌握 二维平面图形和三维立体图形 的绘制方法,进行数据可视化处理 。 理解 用户图形界面程序 的构造,掌握编程方法 。
第 1章 Matlab概述
1,Matlab简介
2,Matlab的工作环境
3,Matlab帮助系统
Matlab简介
1,MATLAB 的起源与发展
MATLAB 是,矩阵实验室,（ MATrix LABoratory） 的缩写，最初版本是由 Cleve Moler 博士用 FORTRAN 语言开发的矩阵分析软件。
80 年代初期，由 Cleve Moler 和 John Little采用 C 语言改写了 MATLAB 的内核。成立了 Mathworks 软件开发公司，
并于 1984 年将 MATLAB 正式推向市场。
1992 年初推出了应用于 Windows 操作系统的 MATLAB 4.x
版本。
1997 年推出 5.1 版本。
1998 年推出 5.2 版本。
1999 年推出 MATLAB 5.3 版本,MATLAB 5.3对应于
Release 11 。
2000 年又推出了更为简便易学的 MATLAB 6.0 版本,
MATLAB 6.0 对应于 Release 12。
Matlab简介
2,MATLAB 的主要特点
MATLAB 的基本单位为矩阵,
MATLAB 语言以解释方式工作,
具有非常友好的人机界面。
具有强大的作图和数据可视化功能,
具有极强的可扩展性。
3,MATLAB 的基本组成
MATLAB 主程序,Simulink 动态系统仿真和 MATLAB 工具箱（ Toolbox） 三大部分组成。
主程序包括了 MATLAB 语言、工作环境、句柄图形、数学函数库和应用程序接口五部分,
Matlab工作环境界面
1,MATLAB 的启动桌面快捷方式启动开始菜单方式启动
2,MATLAB和退出
Matlab菜单命令 /关闭按钮在 Matlab命令窗口输入 exit或 quit
Matlab工作环境界面包含一行标题栏、一行菜单栏、一行工具栏、
五个工作窗口和一行注释栏。
五个工作窗口分别为,
发射台（ Launch Pad）、
工作区（ Workspace）、
命令历史（ Command
History）,当前路径
（ Current Directory） 和命令窗口（ Command
Windows）。 历史命令发射台 命令 窗口标题栏 菜单栏常用工具栏工作区当前路径
1,MATLAB 菜单项
File（ 文件）菜单
Edit（ 编辑）菜单
View（ 视图）菜单
Window（ 窗口）菜单
Web（ 连网信息）
Help（ 帮助）菜单
Matlab工作环境界面
Matlab工作环境界面
2,MATLAB工具栏用 MATLAB 的 M 文件编辑器新建一个 M 文件；
用 MATLAB 编辑器打开一个文件；
将选中的内容剪切到剪贴板；
将选中的内容复制到剪贴板；
将剪贴板中的内容粘贴到光标指定的位置；
撤消最近一次的操作；
打开 Simulink 浏览器；
打开 MATLAB 帮助窗口 。
当前工作路径例 1-1 绘制函数 y=2sin(1+x)的图像，并计算当 x=0.5 时的函数值。
Matlab工作环境界面
x=(1:0.1:10); %给出自变量 x
的定义域
y=2*sin(1+x); %写出函数形式
plot(x,y) %绘出函数图形
y=2*sin(1+0.5) %求当 x=0.5
时的 y 值，其后不加分号，
直接在窗口中给出结果
y =1.9950 %输出 y 的计算结果
Matlab工作环境界面例 1-2 绘制函数 y=3x3-10x2+5x-8的图像
for i=1:100
x(i)=0.1*i;
y(i)=3*x(i)^3-
10*x(i)^2+5*x(i)-8;
end
plot(x,y)
Matlab工作环境界面
3,MATLAB 通用命令
Matlab帮助系统
1,Matlab联机帮助
#工具条中的？ 按钮；
#help菜单栏中前 2
项中的任何一项；
#在命令窗口中执行
helpdesk或 doc。
2,Matlab的网上资源
web菜单栏
Matlab帮助系统
3,Matlab常用的窗口帮助命令
Matlab帮助系统
help 命令
直接输入 help,MATLAB 将列出所有的帮助主题，每个帮助主题对应于 MATLAB搜索路径中的一个目录；
help 后加帮助主题，可获得指定帮助主题的帮助信息；
help 后加函数名；
help 后加命令名，将得到指定命令的用法；
Matlab帮助系统
demo 命令基本矩阵演示窗口
MATLAB 演示窗口
Matlab帮助系统
helpwin 命令 用于打开 MATLAB 的帮助文件窗
Matlab帮助系统
lookfor 命令允许用户通过完整的或部分关键字来搜索要查找的内容
who 和 whos 的作用是列出在 MATLAB
工作内存中驻留的变量名
exist 命令用来查找或检查变量和函数的存在性上机练习（ 1）
（ 1）以两种方式打开 MATLAB 工作窗口，进入 MATLAB 6.0 的工作环境，并尝试用不同的方式退出。
（ 2）尝试、熟悉 MATLAB 6.0 的各栏菜单以及各个工具栏的功能。
（ 3）重新启动 MATLAB 6.0,进入 MATLAB 工作窗口，用 who
命令查看当前工作空间内有无变量及其值。
（ 4） 绘制函数 y=cos(5x+2)/sin(3x+1) 的图像,并求解当 x=2 时的函数值。
（ 5）此时再次用 who 命令查看工作空间内的变量名及其值，与（ 3）
比较，同时用 whos 命令查看变量，比较与 who 命令的不同。
（ 6）熟练掌握 MATLAB 的通用命令。
（ 7）练习并熟练掌握 MATLAB 的帮助命令，学会利用 MATLAB
的帮助信息。
（ 8）用 lookfor 命令查找函数 cos 的信息，并与 help 命令查找的结果相比较，注意采用两种命令之间的差别。
Application of Matlab in Engineering
学 时,32（ 讲课 16,上机 16） 学分,2
适用对象,工程类专业本科生教学方法,授课,上机练习和自学相结合考核要求,平时成绩 （ 以上机为主 ） 30%,最终考试 70%
授课教师,姜歌东 （ gdjiang@mail.xjtu.edu.cn)
上 课,星期 1,4（ 7,8节 ）,教学主楼 -C106
上 机,星期 2,5（ 7,8节 ） 计算机教学实验中心使用教材及参考书
1,苏晓生,,掌握 Matlab 6.0及其工程应用,,北京科学出版社 2002。
2,王沫然编,,Matlab与科学计算,（ 第 2版 ）,
电子工业出版社,2003。
3,Magrab,Edward B,著,高会生等译,,Matlab
原理与工程应用,,北京电子工业出版社,
2002。
4,精锐创作组编著,,Matlab 6.0科学运算完整解决方案,,人民邮电出版社,2001。
课程的性质、目的和任务
Matlab 是一个可视化的计算程序,被广泛地应用在科学运算领域里 。 它具有 功能强大,使用简单 等特点,内容包括：数值计算,符号计算,
数据拟合,图形图像处理,系统模拟和仿真分析等功能 。 此外,用 Matlab还可以进行动画设计,
有限元分析等 。
本课程的目的是使学生能够运用 Matlab进行一般的工程计算,掌握 Matlab的基本技术
（ 基本计算,矩阵处理,符号运算和图形显示技术等 ）,为将来从事工程技术方面的产品开发,
科学研究,工程计算和管理打下一定的基础 。
教学基本要求
1.了解 Matlab语言特点,熟悉 Matlab视窗环境,掌握
Matlab帮助功能 的基本使用方法 。
2.掌握 Matlab中 变量和函数 的有关概念,以及 矩阵和多项式 的构造方法 。 掌握 数组运算和矩阵运算,并能够使用常用的几种常用的函数进行简单问题的求解 。
3.搞清 符号变量和符号表达式 的定义,并能用符号运算解决一般的微积分和方程求解问题 。 掌握 Matlab程序设计的几种 基本控制转移语句,学会使用简单 M文件 的编程 。
4.掌握 二维平面图形和三维立体图形 的绘制方法,进行数据可视化处理 。 理解 用户图形界面程序 的构造,掌握编程方法 。
第 1章 Matlab概述
1,Matlab简介
2,Matlab的工作环境
3,Matlab帮助系统
Matlab简介
1,MATLAB 的起源与发展
MATLAB 是,矩阵实验室,（ MATrix LABoratory） 的缩写，最初版本是由 Cleve Moler 博士用 FORTRAN 语言开发的矩阵分析软件。
80 年代初期，由 Cleve Moler 和 John Little采用 C 语言改写了 MATLAB 的内核。成立了 Mathworks 软件开发公司，
并于 1984 年将 MATLAB 正式推向市场。
1992 年初推出了应用于 Windows 操作系统的 MATLAB 4.x
版本。
1997 年推出 5.1 版本。
1998 年推出 5.2 版本。
1999 年推出 MATLAB 5.3 版本,MATLAB 5.3对应于
Release 11 。
2000 年又推出了更为简便易学的 MATLAB 6.0 版本,
MATLAB 6.0 对应于 Release 12。
Matlab简介
2,MATLAB 的主要特点
MATLAB 的基本单位为矩阵,
MATLAB 语言以解释方式工作,
具有非常友好的人机界面。
具有强大的作图和数据可视化功能,
具有极强的可扩展性。
3,MATLAB 的基本组成
MATLAB 主程序,Simulink 动态系统仿真和 MATLAB 工具箱（ Toolbox） 三大部分组成。
主程序包括了 MATLAB 语言、工作环境、句柄图形、数学函数库和应用程序接口五部分,
Matlab工作环境界面
1,MATLAB 的启动桌面快捷方式启动开始菜单方式启动
2,MATLAB和退出
Matlab菜单命令 /关闭按钮在 Matlab命令窗口输入 exit或 quit
Matlab工作环境界面包含一行标题栏、一行菜单栏、一行工具栏、
五个工作窗口和一行注释栏。
五个工作窗口分别为,
发射台（ Launch Pad）、
工作区（ Workspace）、
命令历史（ Command
History）,当前路径
（ Current Directory） 和命令窗口（ Command
Windows）。 历史命令发射台 命令 窗口标题栏 菜单栏常用工具栏工作区当前路径
1,MATLAB 菜单项
File（ 文件）菜单
Edit（ 编辑）菜单
View（ 视图）菜单
Window（ 窗口）菜单
Web（ 连网信息）
Help（ 帮助）菜单
Matlab工作环境界面
Matlab工作环境界面
2,MATLAB工具栏用 MATLAB 的 M 文件编辑器新建一个 M 文件；
用 MATLAB 编辑器打开一个文件；
将选中的内容剪切到剪贴板；
将选中的内容复制到剪贴板；
将剪贴板中的内容粘贴到光标指定的位置；
撤消最近一次的操作；
打开 Simulink 浏览器；
打开 MATLAB 帮助窗口 。
当前工作路径例 1-1 绘制函数 y=2sin(1+x)的图像，并计算当 x=0.5 时的函数值。
Matlab工作环境界面
x=(1:0.1:10); %给出自变量 x
的定义域
y=2*sin(1+x); %写出函数形式
plot(x,y) %绘出函数图形
y=2*sin(1+0.5) %求当 x=0.5
时的 y 值，其后不加分号，
直接在窗口中给出结果
y =1.9950 %输出 y 的计算结果
Matlab工作环境界面例 1-2 绘制函数 y=3x3-10x2+5x-8的图像
for i=1:100
x(i)=0.1*i;
y(i)=3*x(i)^3-
10*x(i)^2+5*x(i)-8;
end
plot(x,y)
Matlab工作环境界面
3,MATLAB 通用命令
Matlab帮助系统
1,Matlab联机帮助
#工具条中的？ 按钮；
#help菜单栏中前 2
项中的任何一项；
#在命令窗口中执行
helpdesk或 doc。
2,Matlab的网上资源
web菜单栏
Matlab帮助系统
3,Matlab常用的窗口帮助命令
Matlab帮助系统
help 命令
直接输入 help,MATLAB 将列出所有的帮助主题，每个帮助主题对应于 MATLAB搜索路径中的一个目录；
help 后加帮助主题，可获得指定帮助主题的帮助信息；
help 后加函数名；
help 后加命令名，将得到指定命令的用法；
Matlab帮助系统
demo 命令基本矩阵演示窗口
MATLAB 演示窗口
Matlab帮助系统
helpwin 命令 用于打开 MATLAB 的帮助文件窗
Matlab帮助系统
lookfor 命令允许用户通过完整的或部分关键字来搜索要查找的内容
who 和 whos 的作用是列出在 MATLAB
工作内存中驻留的变量名
exist 命令用来查找或检查变量和函数的存在性上机练习（ 1）
（ 1）以两种方式打开 MATLAB 工作窗口，进入 MATLAB 6.0 的工作环境，并尝试用不同的方式退出。
（ 2）尝试、熟悉 MATLAB 6.0 的各栏菜单以及各个工具栏的功能。
（ 3）重新启动 MATLAB 6.0,进入 MATLAB 工作窗口，用 who
命令查看当前工作空间内有无变量及其值。
（ 4） 绘制函数 y=cos(5x+2)/sin(3x+1) 的图像,并求解当 x=2 时的函数值。
（ 5）此时再次用 who 命令查看工作空间内的变量名及其值，与（ 3）
比较，同时用 whos 命令查看变量，比较与 who 命令的不同。
（ 6）熟练掌握 MATLAB 的通用命令。
（ 7）练习并熟练掌握 MATLAB 的帮助命令，学会利用 MATLAB
的帮助信息。
（ 8）用 lookfor 命令查找函数 cos 的信息，并与 help 命令查找的结果相比较，注意采用两种命令之间的差别。
