第一章MATLAB及其操作简述§1.1 MATLAB简介MATLAB是由美国Math Works公司推出的软件产品。
MATLAB是“Matric Laboratory”的缩写，意及“矩阵实验室”。
MATLAB是一完整的并可扩展的计算机环境，是一种进行科学和工程计算的交互式程序语言。
它的基本数据单元是不需要指定维数的矩阵，它可直接用于表达数学的算式和技术概念，而普通的高级语言只能对一个个具体的数据单元进行操作。
因此，解决同样的数值计算问题，使用MATLAB要比使用Basic、Fortran和C语言等提高效率许多倍。
许多人赞誉它为万能的数学“演算纸”。
MATLAB采用开放式的环境，你可以读到它的算法，并能改变当前的函数或增添你自己编写的函数。
在欧美的大学和研究机构中，MATLAB是一种非常流行的计算机语言，许多重要的学术刊物上发表的论文均是用MATLAB来分析计算以及绘制出各种图形。
它还是一种有利的教学工具，它在大学的线性代数课程以及其它领域的高一级课程的教学中，已成为标准的教学工具。
最初的MATLAB是用FORTRAN编写的，在DOS环境下运行。
新版的MATLAB 是C语言编写的高度集成系统。
它在几乎所有流行的计算机机种，诸如PC、MACINTOSH、SUN、VAX上都有相应的MATLAB版本。
新版的MATLAB增强了图形处理功能，并在WINDOWS环境下运行。
现今，MATLAB的发展已大大超出了“矩阵实验室”的范围，在许多国际一流专家学者的支持下，Maths Works公司还为MATLAB配备了涉及到自动控制、信息处理、计算机仿真等种类繁多的工具箱（Tool Box），这些工具箱有数理统计、信号处理、系统辨识、最优化、稳健等等。
近年来一些新兴的学科方向，Maths Works公司也很快地开发了相应的工具箱，例如：神经网络、模糊逻辑等。
§1.2 MATLAB操作说明一．启动MATLAB启动MATLAB有两种方法：1．在WINDOWS下，点D:\matlab\bin\matlab.exe进入MATLAB环境2．在DOS下，键入matlab，这一命令会自动执行WINDOWS，并启动MATLAB 以上两种操作的结果都会出现一个MATLAB的命令窗口。
二．MATLAB的一些基本操作及命令函数1．矩阵的输入矩阵可以用几种不同的方法输入到MATLAB语言中：⑴以直接列出元素的形式输入⑵通过语句和函数产生⑶建立在M文件中⑷从外部的数据文件中装入在MATLAB语言中不必描述矩阵的维数和类型，它们是由输入的格式和内容来确定的。
输入小矩阵最简单的方法是使用直接排列的形式，把矩阵的元素直接排列到方括号中，每行内的元素用空格或逗号分开，行与行的内容用分号格开。
例如输入A=[1 2 3；4 5 6；7 8 9]或A=[1，2，3；4，5，6；7，8，9]都将得到输出结果：A=1 2 34 5 678 9大的矩阵可以分行输入，用回车号代替分号。
输入后矩阵A将一直保存在工作空间中，除非被替代和清除，A矩阵可以随时被调出来。
若在命令末尾加上“；”号，则表示结果不显示，除非再次调用。
其余输入在实验中再做说明。
2．矩阵的运算如果一个矩阵A有n行、m列元素，则称A矩阵为n×m矩阵，如果n=m，则称矩阵A又称为方阵。
MATLAB定义了下面各种矩阵的基本运算：⑴矩阵转置用符号“’”来表示矩阵的转置。
如输入：x=[-1 0 2]’则输出为：x =-12⑵矩阵加、减矩阵的加、减由符号“+”、“-”表示，它有两种格式：a.两种矩阵进行加减运算，其对应的元素进行加减，得到一新矩阵。
如输入：A=[1 2 3；4 5 6；7 8 9]；B=[1 4 7；8 9 10；11 12 13]；C=A+B则输出为：C=2 6 101214 161820 22b.矩阵与标量进行加减运算，则矩阵中每个元素都与标量进行加减运算，如输入：x=[-1，0，2]’；y=x-1则输出为：y=-2-11⑶矩阵乘法，以符号“*”表示a.两矩阵相乘，如输入x=[2 3 4 5；1 2 2 1];y=[0 1 1；1 1 0；0 0 1；1 0 0]；z=x y则输出为：z=8 5 63 3 3b.矩阵与标量相乘，如输入A=[2，3，4，5；1，2，2，1]；B=A2则输出为：B=3 6 8 102 4 4 2⑷矩阵的求逆以“inv”来表示，如inv(A)表示A的逆。
如输入：A=[1 2 3；4 2 6；7 4 9]；inv(A)则输出为：ans= -0.5000 -0.5000 0.50000.5000 -1.0000 0.50000.1667 0.8333 -0.5000⑸矩阵的乘方，以符号“^”表示a^p表示a的p次方，即a自乘p次。
当p为矩阵时，运算会出错。
3．MATLAB定义的点运算MATLAB中定义了一种特殊的运算，即所谓的点运算。
两个矩阵之间的点运算是该矩阵对应元素的直接运算。
注意：点乘积运算要求参与运算的两个矩阵维数相同，其具体操作如下所示：⑴乘除运算在MATLAB中，符号“.”表示乘法运算，相乘的数组要有相同的维数，而符号“./”表示数组除法运算，且为对应元素进行乘除。
如输入：A=[1，2，3]；B=[4，5，6]；C=A.B输出为：C=410 18输入：D=B./A输出为：D=4.00 2.5000 2.0000⑶乘方运算，以符号“.^”表示a.当x、y均为向量时，z=x.^y表示对应元素的乘方。
b.当x为向量，y为标量时，z=x.^y表示z(i)=x(i)y。
c.当x为标量，y为向量时，z=x.^y表示z(i)=x y(i)。
该运算也可用于任意维矩阵。
4．在MATLAB中，复数序列用“i”或“j”表示sqrt(-1)，即5．关系运算MATLAB中共有六种关系，分别为：6．常用命令函数！执行操作系统命令abs 绝对值函数angle 相角函数axis 坐标轴标度设定cla 清除当前坐标轴clc 清除命令窗口显示clf 清除当前图形窗口close 关闭图形窗口delete 删除文件demo 运行MATLAB演示程序function MATLAB函数表达式的引导符grid 给图形加网格线gtext 在鼠标指定的位置加文字说明help 启动联机帮助文件显示hold 当前图形保护模式imag 求取虚部函数length 查询向量的维数linspace 构造线性分布的向量logspace 构造等对数分布的向量pi 圆周率πplot 线性坐标图形绘制quit 退出MATLAB环境real 求取实部函数size 查询矩阵的维数sqrt 平方根函数stem 函数序列柄状图形绘制subplot 将图形窗口分成若干个区域title 给图形加标题xlabel 给图形加x坐标说明ylabel 给图形加y坐标说明实验一、熟悉MATLAB环境[实验目的]1．熟悉MATLAB主界面，并学会简单的菜单操作。
2．学会简单的矩阵输入与信号输入。
3．掌握部分绘图函数。
[实验原理]MATLAB 是以复杂矩阵作为基本编程单元的一种程序设计语言。
它提供了各种矩阵的运算与操作，并有较强的绘图功能。
用户第一次使用MATLAB时，建议首先在屏幕上键入DEMO命令，它将启动MATLAB的演试程序，用户可在此演示程序中领略MATLAB所提供的强大的运算与绘图功能。
也可以键入HELP进行进一步了解。
MATLAB命令窗口的界面下有一个菜单条，如图所示：利用FILE菜单可方便对文件或窗口进行管理。
其中FILE|NEW的各子菜单，M-FILE （M文件）、FIGURE（图形窗口）、或MODEL（SIMULINK编辑界面）分别可创建对应文件或模块。
EDIT菜单允许用户和WINDOWS的剪切板交互信息。
MATLAB语言最基本的赋值语句结构为：变量名列表=表达。
表达式由操作符或其它字符，函数和变量名组成，表达式的结果为一个矩阵，显示在屏幕上，同时输送到一个变量中并存放于工作空间中以备调用。
如果变量名和“=”省略，则ANS变量将自动建立，例如键入：1900/81，得到输出结果：ans =23.4568。
在MATLAB中把数据绘成图形可有多种命令一供选择。
下面列出了这些命令：格。
[一．熟悉简单的矩阵输入1．从屏幕上输入矩阵A=[1 2 3；4 5 6；7 8 9]或A=[1，2，3；4，5，6；7，8，9]观察输出结果。
2．试用回车代替分号，观察输出结果。
3．输入矩阵B=[9，8，7；6，5，4；3，2，1]C=[4，5，6；7，8，9；1，2，3], 键入A B C 观察结果4．选择File|new菜单中的M-file，输入B=[9 ，8，7；6，5，4；3，2，1]，保存为B.M文件，退出编辑环境。
此时在工作环境中使用B命令就可调出B矩阵。
[注]4.2版的MATLAB不能直接存为.m文件，而存为.txt文件，需在DOS下改为M文件，即在工作环境下键入!rename B.txt B.m 既可。
5．再试着输入一些矩阵，矩阵中的元素可为任意表达式，但注意矩阵中各行各列的元素个数需分别相等，否则会给出出错信息。
6．输入who和whos观察结果，了解其作用。
二．基本序列运算1．数组的加减乘除和乘方运算输入A=[1 2 3]，B=[4 5 6]，求C=A+B，D=A-B，E=A.*B，F=A./B，G=A.^B,并用stem画出A，B，C，D，E，F，G。
再输入一些数组，进行类似运算。
2．粗略描绘下列各函数的波形（其中对于连续信号可取时间间隔为0.001）a.b.c.d.e.f.g.实验二离散时间信号与系统[实验目的]1．了解信号处理的基本操作2．熟悉一些常用的序列及其应用[实验原理]我们所接触的信号大多为连续信号，为使之便于处理，往往要对其进行采样，对信号抽样并保证其能完全恢复，对抽样频率有一定的限制。
基本的离散序列的定义如下：1．单位采样序列2．单位阶跃序列3．实指数序列，；a为实数4．复数指数序列，5．正余弦序列，6．周期序列，[实验内容]1．用MATLAB实现函数impseq(n0,n1,n2)，使函数实现，。
该函数的格式为：Function [x,n]=impseq(n0,n1,n2)% Generate x(n)=delta(n-n0);n1<=n<=n2% [x,n]=impseq(n0,n1,n2)2．用MATLAB实现函数stepseq(n0,n1,n2)，使函数实现u(n-n0)，。
该函数的格式为：function [x,n]=stepseq(n0,n1,n2)%Generate x(n)=u(n-n0);n1<=n<=n2%[x,n]=stepseq(n0,n1,n2)3．用MATLAB实现下列序列a.b.c.d. 将c中的扩展为，周期数为44．MATLAB中可用算术运算符“+”实现信号相加，但和的长度必须相等。