1、MATLAB 包 括 拥 有 数 百 个 内 部 函 数 的 主 包 和 三 十 几 种 工 具 包 。 工 具 包 又 可 以 分 为 功 能性 工 具 包 和 学 科 工 具 包 。 功 能 工 具 包 用 来 扩 充 MATLAB 的 符 号 计 算 ， 可 视 化 建 模 仿真 ， 文 字 处 理 及 实 时 控 制 等 功 能 。 学 科 工 具 包 是 专 业 性 比 较 强 的 工 具 包 ， 控 制 工 具 包 ，信 号 处 理 工 具 包 ， 通 信 工 具 包 等 都 属 于 此 类 。开 放 性 使 MATLAB 广 受 用 户 欢 迎 。 除 内 部 函 数 外 ， 所
2、 有 MATLAB 主 包 文 件 和 各种 工 具 包 都 是 可 读 可 修 改 的 文 件 ， 用 户 通 过 对 源 程 序 的 修 改 或 加 入 自 己 编 写 程 序 构 造 新的 专 用 工 具 包 。Matlab Main Toolboxmatlab 主 工 具 箱Control System Toolbox控 制 系 统 工 具 箱Communication Toolbox通 讯 工 具 箱Financial Toolbox财 政 金 融 工 具 箱System Identification Toolbox系 统 辨 识 工 具 箱Fuzzy Logic Toolbox模
3、糊 逻 辑 工 具 箱Higher-Order Spectral Analysis Toolbox高 阶 谱 分 析 工 具 箱Image Processing Toolbox图 象 处 理 工 具 箱LMI Control Toolbox线 性 矩 阵 不 等 式 工 具 箱Model predictive Control Toolbox模 型 预 测 控 制 工 具 箱-Analysis and Synthesis Toolbox 分 析 工 具 箱Neural Network Toolbox神 经 网 络 工 具 箱Optimization Toolbox优 化 工 具 箱Partial
4、 Differential Toolbox偏 微 分 方 程 工 具 箱Robust Control Toolbox鲁 棒 控 制 工 具 箱Signal Processing Toolbox信 号 处 理 工 具 箱Spline Toolbox样 条 工 具 箱Statistics Toolbox统 计 工 具 箱Symbolic Math Toolbox符 号 数 学 工 具 箱Simulink Toolbox动 态 仿 真 工 具 箱Wavele Toolbox小 波 工 具 箱 常 用 函 数Matlab 内 部 常 数 3eps： 浮 点 相 对 精 度 exp： 自 然 对 数 的
5、 底 数 e i 或 j： 基 本 虚 数 单 位 inf 或 Inf： 无 限 大 ， 例 如 1/0nan 或 NaN： 非 数 值 （ Not a number） ， 例 如 0/0pi： 圆 周 率 p（ = 3.1415926.）realmax： 系 统 所 能 表 示 的 最 大 数 值realmin： 系 统 所 能 表 示 的 最 小 数 值nargin: 函 数 的 输 入 引 数 个 数nargout: 函 数 的 输 出 引 数 个 数lasterr： 存 放 最 新 的 错 误 信 息lastwarn： 存 放 最 新 的 警 告 信 息MATLAB 常 用 基 本 数
6、 学 函 数abs(x)： 纯 量 的 绝 对 值 或 向 量 的 长 度angle(z)： 复 数 z 的 相 角 (Phase angle)sqrt(x)： 开 平 方 real(z)： 复 数 z 的 实 部imag(z)： 复 数 z 的 虚 部conj(z)： 复 数 z 的 共 轭 复 数round(x)： 四 舍 五 入 至 最 近 整 数fix(x)： 无 论 正 负 ， 舍 去 小 数 至 最 近 整 数floor(x)： 地 板 函 数 ， 即 舍 去 正 小 数 至 最 近 整 数ceil(x)： 天 花 板 函 数 ， 即 加 入 正 小 数 至 最 近 整 数rat(
7、x)： 将 实 数 x 化 为 分 数 表 示rats(x)： 将 实 数 x 化 为 多 项 分 数 展 开sign(x)： 符 号 函 数 (Signum function)。当 x0 时 ， sign(x)=1。rem(x,y)： 求 x 除 以 y 的 馀 数gcd(x,y)： 整 数 x 和 y 的 最 大 公 因 数lcm(x,y)： 整 数 x 和 y 的 最 小 公 倍 数exp(x) ： 自 然 指 数pow2(x)： 2 的 指 数log(x)： 以 e 为 底 的 对 数 ， 即 自 然 对 数 或log2(x)： 以 2 为 底 的 对 数log10(x)： 以 10
8、为 底 的 对 数MATLAB 常 用 三 角 函 数sin(x)： 正 弦 函 数cos(x)： 余 弦 函 数tan(x)： 正 切 函 数asin(x)： 反 正 弦 函 数acos(x)： 反 余 弦 函 数atan(x)： 反 正 切 函 数atan2(x,y)： 四 象 限 的 反 正 切 函 数sinh(x)： 双 曲 正 弦 函 数cosh(x)： 双 曲 余 弦 函 数tanh(x)： 双 曲 正 切 函 数asinh(x)： 反 双 曲 正 弦 函 数acosh(x)： 反 双 曲 余 弦 函 数atanh(x)： 反 双 曲 正 切 函 数适 用 于 向 量 的 常 用
9、函 数 有min(x): 向 量 x 的 元 素 的 最 小 值max(x): 向 量 x 的 元 素 的 最 大 值mean(x): 向 量 x 的 元 素 的 平 均 值median(x): 向 量 x 的 元 素 的 中 位 数std(x): 向 量 x 的 元 素 的 标 准 差diff(x): 向 量 x 的 相 邻 元 素 的 差sort(x): 对 向 量 x 的 元 素 进 行 排 序 （ Sorting）length(x): 向 量 x 的 元 素 个 数norm(x): 向 量 x 的 欧 氏 （ Euclidean） 长 度sum(x): 向 量 x 的 元 素 总 和p
10、rod(x): 向 量 x 的 元 素 总 乘 积cumsum(x): 向 量 x 的 累 计 元 素 总 和cumprod(x): 向 量 x 的 累 计 元 素 总 乘 积dot(x, y): 向 量 x 和 y 的 内 积cross(x, y): 向 量 x 和 y 的 外 积MATLAB 基 本 绘 图 函 数plot: x 轴 和 y 轴 均 为 线 性 刻 度 （ Linear scale）loglog: x 轴 和 y 轴 均 为 对 数 刻 度 （ Logarithmic scale）semilogx: x 轴 为 对 数 刻 度 ， y 轴 为 线 性 刻 度semilogy
11、: x 轴 为 线 性 刻 度 ， y 轴 为 对 数 刻 度matlab 插 值 和 样 条plot 绘 图 函 数 的 参 数字 元 颜 色 字 元 图 线 型 态y 黄 色 . 点 k 黑 色 o 圆w 白 色 x x b 蓝 色 + +g 绿 色 * * r 红 色 - 实 线c 亮 青 色 : 点 线m 锰 紫 色 -. 点 虚 线- 虚 线注解 xlabel(Input Value); % x 轴注解 ylabel(Function Value); % y 轴注解 title(Two Trigonometric Functions); % 图形标题 legend(y = sin(x
12、),y = cos(x); % 图形注解 grid on; % 显示格线 二维绘图函数 bar 长条图 errorbar 图形加上误差范围 fplot 较精确的函数图形 polar 极座标图 hist 累计图 rose 极座标累计图 stairs 阶梯图 stem 针状图 fill 实心图 feather 羽毛图 compass 罗盘图 quiver 向量场图 1 MATLAB 中有趣的演示实例 MATLAB 中也同样有许多有意思的实例，为提高读者对MATLAB 和 Simulink 的兴趣，特举部分以供参考。具体如下，运行的时候只要将“：” 前面的代码复制到 MATLAB 中就可以了，随之会
13、出现各种各样的演示实例，对初学者帮助不小哦。 平面与立体绘图 graf2d ：XY 平面绘图（火柴棒） graf2d2 ：XYZ 立体绘图（切片） hndlgraf ：平面显示线型处理窗口及命令演示 hndlaxis ：平面显示处理窗口及命令演示 graf3d ：立体显示处理窗口及命令演示 复杂函数的三维绘图 cplxdemo ：复杂的 XYZ 立体图形 等高线绘制 quivdemo ：等高线箭头显示 动画 lorenz ： Lorenz 吸引子动画显示 电影 vibes ： L-形薄膜振动 Fourier 变换 sshow sunspots ：太阳黑点数据的傅里叶分析 fftdemo ：分析
14、噪声序列中两组数据的相关度 数据拟合 sshow fitdemo ：显示非线性数据拟合过程 census ：预测世界人口 spline2d ：样条拟合 稀疏矩阵 sshow sparsity ：降阶 游戏 xpbombs ：仿 Windows 系统自带的扫雷游戏 life ：生命发展游戏 三维效果图 klein1 ：肤色三维效果图 tori4 ：四个首尾相接的圆环 spharm2 ： 球形和声 cruller ：类似油饼的东西 xpklein ： Klein 瓶 bottle modes ： L-形薄膜的12中模态 logo ：MATLAB 的 Logo xpquad ：不同比例的巴尔体超四方
15、体 truss ：二维桁架的 12个模模态 tr*el ：旅行商问题动画演示 wrldtrv ：在地球仪上演示两地间的飞行线路 makevase ：通过点击鼠标来制作花瓶 xpsound ：声音样本分析 funfuns ：综合了找零点，最小化和单输入函数积分功能 sshow e2pi ： epi 或者 pie quake ：地震波可视化 penny ：便士可视化 imageext ：改变图像的映射颜色 earthmap ：地球仪 优化工具箱 bandem ：香蕉最优化展示 expo-style banana optimization sshow filtdem ：滤波效果演示 filter e
16、ffect demo sshow filtdem2 ：滤波设计演示 filter design demo cztdemo ： FFT 和 CZT (两种不同类型的 Z-变换算法) phone ：演示电话通声音的时间与频率的关系 sigdemo1 ：离散信号的时频图，可用鼠标设置 sigdemo2 ：连续信号的时频图，可用鼠标设置 filtdemo ：低通滤波器的交互式设计 moddemo ：声音信号的调制 sosdemo ：数字滤波器的切片图 神经网络工具箱 neural ：神经网络模块组 firdemo ：二维 FIR 滤波器 nlfdemo ：非线性滤波器 dctdemo ：DCT 演示
17、mlpdm1 ：利用多层感知器神经网络拟合曲线动画 mlpdm2 ：利用多层感知器神经网络进行 XOR 问题运算 模糊逻辑工具箱 invkine ：运动逆问题 juggler ：跳球戏法 fcmdemo ： FCM slcp ： 类似倒立摆动画 slcp1 ：类似倒立摆动画 cart and a varying pole slcpp1 ：类似倒立摆动画，有两个摆，一个可以变化 sltbu ：卡车支援 slbb ：类似于翘翘板 eval(string)作为一个 MATLAB 命令求字符串的值eval(try,catch)blanks(n)返回一个 n 个零或空格的字符串deblank 去掉字符串
18、中后拖的空格feval 求由字符串给定的函数值findstr 从一个字符串内找出字符串isletter 字母存在时返回真值isspace 空格字符存在时返回真值isstr 输入是一个字符串，返回真值lasterr 返回上一个所产生 MATLAB 错误的字符串strcmp 字符串相同，返回真值strrep 用一个字符串替换另一个字符串strtok 在一个字符串里找出第一个标记列在上面的第一个函数 eval 给 MATLAB 提供宏的能力。其中，该函数提供了将用户创建的函数名传给其它函数能力，以便求值。它的应用例子包括： a=eval( sqrt(2) )a =1.4142 eval( a=sqr
19、t(2) )a =1.4142上面的例子演示了函数 eval。显然，它们不是计算2的平方根的最简单方法。当被求值的字符串是由子字符串连接而成，或将字符串传给一个函数以求值时，eval 非常有用。说明这种用途例子本书的以后会提及。如果字符串传递到 eval 不能被辨认，MATLAB 提供下列语法： eval( a=sqrtt(2) , a= )a = 这里第二个参量被执行。由于第一个参量有误，即 sqrtt 不是一个有效的 MATLAB 函数。这种形式经常被描述为 eval(try,catch)。函数 feval 与 eval 类似，但在用法上有更多的限制。feval( fun ,x)求由字符串
20、 fun 给定的函数值，其输入参量是变量 x。即 feval( fun ,x)等价于求 fun(x)值。例如， a=feval( sqrt ,2)a =1.4142函数 eval，feval 的基本用途限在用户创建的函数内。一般地，feval 可求出有大量输入参量的函数值，例如，feval( fun , x, y, z) 等价于求 fun(x, y, z)值。列在上面表中的许多字符串函数提供了基本的字符串语法分析能力。例如，findstr 返回一个在另一个字符串内字符串的起始下标值。 b= Peter Piper picked a peck of pickled peppers ; finds
21、tr(b, ) % find spaceans =6 12 19 21 26 29 37 findstr(b, p ) % find the letter pans =9 13 22 30 38 40 41 find(b= = p ) % for single character searches the find command works tooans =9 13 22 30 38 40 41 findstr(b, cow ) % find the word cowans = findstr(b, pick ) % find the string pickans =13 30注意这个函数对
22、大小写是敏感的，当不匹配时，返回空矩阵。findstr 对字符串矩阵不起作用。 strrep(b, p , P ) % capitalize all p sans =Peter PiPer Picked a Peck of Pickled PePPers strrep(b, Peter , Pamela ) % change Peter to Pamelaans =Pamela Piper picked a peck of pickled peppers正如上面所看到的，strrep 执行简单的字符串替代。 strrep 对字符串矩阵不起作用。函数 strtok 找出由特定字符指定的字符串内的
23、标记，空格是缺省限定字符。例如， disp(b)Peter Piper picked a peck of pickled peppers strtok(b) % find first token in above string separated by whitespaceans =Peter c, r=strtok(b) % return the remainder of the string array in rc =Peterr =Piper picked a peck of pickled peppers d,s=strtok(r) %find the next token by us
24、ing the previous remainderd =Pipers =picked a peck of pickled peppers用空格作为限定符，strtok 找出在数组中的单词。strtok 对字符串矩阵不起作用。 d, s=strtok(b, pP ) %let delimiter be lower or upper case Pd =eters =Piper picked a peck of pickled peppers如果提供一个可选的字符串，它的字符是限定符。注意在标记里，不返回限定符，但返回所有限定符之前的字符。也就是，在上面的字符串 d = eter 末端有一个空格。
25、matlab 文件操作文件操作是一种重要的输入输出方式，即从数据文件读取数据或将结果写入数据文件。MATLAB 提供了一系列低层输入输出函数，专门用于文件操作。1、文件的打开与关闭1）打开文件在读写文件之前，必须先用 fopen 函数打开或创建文件，并指定对该文件进行的操作方式。fopen 函数的调用格式为：fid=fopen（文件名， 打开方式 ）说明：其中 fid 用于存储文件句柄值，如果返回的句柄值大于0，则说明文件打开成功。文件名用字符串形式，表示待打开的数据文件。常见的打开方式如下：? r：只读方式打开文件（默认的方式） ，该文件必须已存在。? r+：读写方式打开文件，打开后先读后写
26、。该文件必须已存在。? w：打开后写入数据。该文件已存在则更新；不存在则创建。? w+：读写方式打开文件。先读后写。该文件已存在则更新；不存在则创建。? a：在打开的文件末端添加数据。文件不存在则创建。? a+：打开文件后，先读入数据再添加数据。文件不存在则创建。另外，在这些字符串后添加一个“t” ，如rt或wt+ ，则将该文件以文本方式打开；如果添加的是“b”，则以二进制格式打开，这也是 fopen 函数默认的打开方式。2）关闭文件文件在进行完读、写等操作后，应及时关闭，以免数据丢失。关闭文件用 fclose 函数，调用格式为：stafclose(fid)说明：该函数关闭 fid 所表示的文
27、件。sta 表示关闭文件操作的返回代码，若关闭成功，返回0，否则返回-1。如果要关闭所有已打开的文件用 fclose(all)。2、二进制文件的读写操作1）写二进制文件fwrite 函数按照指定的数据精度将矩阵中的元素写入到文件中。其调用格式为：COUNTfwrite（fid，A，precision）说明：其中 COUNT 返回所写的数据元素个数（可缺省） ，fid 为文件句柄，A 用来存放写入文件的数据，precision 代表数据精度，常用的数据精度 有：char、uchar、int、long、float、double 等。缺省数据精度为 uchar，即无符号字符格式。例6.8 将一个二进
28、制矩阵存入磁盘文件中。 a=1 2 3 4 5 6 7 8 9; fid=fopen(d:test.bin,wb) %以二进制数据写入方式打开文件fid =3 %其值大于0，表示打开成功 fwrite(fid,a,double)ans =9 %表示写入了9个数据 fclose(fid)ans = 0 %表示关闭成功2）读二进制文件fread 函数可以读取二进制文件的数据，并将数据存入矩阵。其调用格式为：A，COUNT=fread(fid，size，precision)说明：其中 A 是用于存放读取数据的矩阵、COUNT 是返回所读取的数据元素个数、fid 为文件句柄、size 为可选项，若不选
29、用则读取整个文件内容；若选 用则它的值可以是下列值：N（读取 N 个元素到一个列向量） 、inf（读取整个文件） 、M，N（读数据到 MN 的矩阵中，数据按列存放） 。 precision 用于控制所写数据的精度，其形式与 fwrite 函数相同。3、文本文件的读写操作1）读文本文件fscanf 函数可以读取文本文件的内容，并按指定格式存入矩阵。其调用格式为：A，COUNT=fscanf(fid，format ，size)说明：其中 A 用来存放读取的数据，COUNT 返回所读取的数据元素个数，fid 为文件句柄，format 用来控制读取的数据格式，由%加上格式符组成，常 见的格式符有：d（
30、整型） 、f（浮点型） 、s（字符串型） 、c（字符型）等，在% 与格式符之间还可以插入附加格式说明符，如数据宽度说明等。 size 为可 选项，决定矩阵 A 中数据的排列形式，它可以取下列值：N（读取 N 个元素到一个列向量） 、inf（读取整个文件） 、M，N（读数据到 MN 的矩阵中，数 据按列存放） 。2）写文本文件fprintf 函数可以将数据按指定格式写入到文本文件中。其调用格式为：fprintf（fid ，format，A）说明：fid 为文件句柄，指定要写入数据的文件，format 是用来控制所写数据格式的格式符，与 fscanf函数相同，A 是用来存放数据的矩阵。例6.9 创
31、建一个字符矩阵并存入磁盘，再读出赋值给另一个矩阵。 a=string; fid=fopen(d:char1.txt,w); fprintf(fid,%s,a); fclose(fid); fid1=fopen(d:char1.txt,rt); fid1=fopen(d:char1.txt,rt); b=fscanf(fid1,%s)b =stringmatlab 读 txt 文件fid=fopen(fx.txt,r);%得到文件号f,count=fscanf(fid,%f %f,12,90);%把文件号1的数据读到 f 中。其中 f 是12 90的矩阵%这里 %f %f表示读取数据的形势，他是按原始数据型读出fclose(fid);%关闭文件另外有的 txt 文件还可以用 load 来打开其语句为f=load(fx.txt)我个人觉得用第一种方式较好。因为有些时候，特别是 fx.txt 的一行种有多个数据时用 load就比较麻烦了。
