Matlab入门：快速入门

MATLAB（矩阵实验室）是MathWorks开发的编程平台，使用其专有的MATLAB编程语言。MATLAB编程语言是一种基于矩阵的语言，它允许进行矩阵操作，函数和数据的绘制，算法的实现，用户界面的创建以及与用其他语言编写的程序（包括C，C ++，C#，Java，Fortran和蟒蛇。它被用于从嵌入式系统到AI的广泛应用领域，主要用于分析数据，开发算法以及创建模型和应用程序。

MATLAB主窗口

启动MATLAB软件时，将显示MATLAB桌面，其中包含与MATLAB相关的工具，变量和应用程序。桌面看起来将如下图所示。您甚至可以根据需要自定义工具和文档的排列方式。屏幕上出现三个主要部分：“命令窗口”，“工作区”和“历史记录”。

MATLAB桌面工具

MATLAB的桌面工具是“命令窗口”，“命令历史记录”，“工作区”，“编辑器”，“帮助”，“数组编辑器”和“当前目录浏览器”。在这里，我们将一一解释所有工具。

1.命令窗口

命令窗口用于输入变量以及运行函数和M文件脚本。向上（↑）箭头键用于调出先前输入的语句。调用后，您可以编辑该功能，然后按Enter键以运行它。

可以在命令窗口上执行的一些基本操作：

为了创建具有任意数字1，2，3，4，5的行向量并将其分配给变量'x'，

»x = x = 1 2 3 4 5

要创建编号为6、7、8、9的列向量并将其分配给变量“ y”，

»y = y = 6 7 8 9

我们也可以借助行向量（矩阵属性）创建列向量，

»y = y = 6 7 8 9 » y'ans = 6 7 8 9

如果要从0、1、2、3、4、5、6、7、8组成行向量，则可以简单地写为

»a = a = 0 1 2 3 4 5 6 7 8

如果我们要使行向量的增量为2，则只需编写

»u = u = 0 2 4 6 8

减2

»u = u = 12 10 8 6 4 2

现在，为了执行简单的数学运算（例如加法和减法），让我们取任意两个数字12和14。

另外，

»u = 12 + 14 ans = 26

减法

»u = 12-14 ans = -2

2.命令历史

命令历史记录是指命令窗口的历史记录。

这意味着您在“命令”窗口中输入的功能或行在“命令历史记录”窗口中也可见。甚至我们都可以选择任何先前输入的函数或行并执行它。另外，您可以为选定的语句创建M文件。M文件不过是包含MATLAB代码的文本文件

3.工作区

MATLAB工作空间由在执行数学运算，运行已保存的M文件以及加载已保存的工作空间时所做的一组变量组成。要从工作空间中删除变量，请选择任何特定变量，然后单击EDIT，然后单击DELETE。从MATLAB退出时，它将自动清除工作空间。为了将其保存以供以后的MATLAB会话，请单击“工作区操作”图标，然后单击“保存”，这会将您的工作区保存为MAT文件，扩展名为“.mat”。为了在下一个会话中读取它，您必须导入该文件，方法是依次单击FILE和IMPORT DATA。

4.编辑器窗口

编辑器是专门用于创建和调试M文件的文字处理器。一个M文件由一个或多个要执行的命令组成。保存M文件后，您甚至可以通过在命令历史记录中键入文件名来直接调用它。

5.帮助

要打开帮助浏览器，请在MATLAB桌面工具中单击“帮助”按钮，或者要转到“帮助”浏览器的替代方法，请转到命令窗口并键入帮助浏览器。使用帮助浏览器查找信息，索引，搜索和演示。阅读文档时，您可以为任何页面添加书签，打印页面，在页面中搜索任何术语以及复制或评估选择。

6.数组编辑器

在工作区浏览器中，双击变量以在数组编辑器中查看它。数组编辑器用于查看和编辑工作空间中变量的可视表示。

7.当前目录浏览器

MATLAB文件操作使用搜索路径和当前目录作为参考点。浏览MATLAB文件的快速方法是使用“当前目录浏览器”。我们可以使用Current Directory Browser来搜索，查看和编辑M文件或MATLAB文件。

现在，如果我们保存两个以上的文件，其中一个用于绘制图形，另一个用于在MATLAB文件中进行矩阵操作，那么我们可以使用命令窗口访问这些保存的文件。

MATLAB中的变量

MATLAB中不需要任何类型的声明或维声明。当我们在MATLAB中构造新的变量名称时，它会自动创建变量，并提供适当的存储量并保存在工作空间中。如果已经存在具有相同名称的变量，则MATLAB会更改其内容并根据需要分配新的存储。变量名称由字母组成，后跟字母，数字或下划线。此外，MATLAB区分大小写，区分大小写。

例如：

»x = 0 x = 0 »y = 1 y = 1

我们也可以在像这样的简单变量的帮助下创建向量

»x = x = 0 1 2 3 4 5 6

M文件

M文件是包含用户创建的MATLAB代码的文本文件。要创建M文件，可以使用MATLAB EDITOR或其他文本编辑器。M文件以扩展名“.m”保存。例如：

»A =

将文件存储在名称 test.m下，然后在命令窗口中的语句test读取文件并创建变量A，该变量包含我们的矩阵或保存在该M文件中的数据。

图形绘制

MATLAB可以根据输入数据的类型以图形形式显示矢量和矩阵。

例如：在“ x”和“ y”之间绘制图形。

假设“ x”的范围是0（零）到π（pi），而“ y”是“ x”的正弦函数，范围是0到π（pi）

»x = 0：pi / 5：pi; »y = sin（x）;

下面的命令用于在x和y之间绘制图形

»情节（x，y）;

用于标记x和y轴

»xlabel（'y的范围'）; »ylabel（'x'sin'）;

图的标题为

»标题（“ sin（x）的图”）；

结果

绘制曲线的另一个例子

设两个变量为x，y，以绘制简单的y = x直线，

»x = 0：2：20; »y = x; »情节（x，y）; »xlabel（'X'）; »ylabel（'Y'）; »title（'y = x直线图'）;

结果

我们还可以绘制任何三角函数图，代数函数图和矩阵操作图。

MATLAB中的条件语句

就像我们在对微控制器进行编程时在各种软件中使用条件语句一样，我们也可以在MATLAB编程中使用它们。MATLAB中使用的几种条件语句是：

for 循环
while 循环
如果声明
继续声明
中断声明
切换语句

如果

为了评估逻辑表达式并仅在条件为真时才执行一组语句，使用'if'语句。“ elseif”和“ else”用于执行备选语句组。

»如果a> b fprintf（更大）； else a == b fprintf（'等于'）; 否则a <b fprintf（'less'）; 其他 fprintf（'error'）; 结束

开关

在switch语句中，语句组基于变量或表达式的值执行。

例：

»x = input（'输入编号：'）; 切换x 情况1 disp（'数字为负'）情况2 disp（'零'）情况3 disp （'数字为正'）否则disp（'其他值'）结束

打破

Break语句用于退出while循环或提早循环。虽然它仅在嵌套循环中从最内层循环中断。

例：

»x = 2; 而（x <12） fprintf（'x的值：％d \ n'，x）; x = x + 1; if（'x> 7'）中断; 年底结束

执行代码后，结果将是：

x值：2 x 值：3 x 值：4 x 值：5 x值：6 x值：7

继续

该语句在循环内使用。通过跳过程序当前迭代主体中语句的执行，控件跳至循环的下一个迭代起点。

范例：

»x = 2; while（x <12）如果x == 7 x = x + 1; 继续; 结束fprintf（'x的值：％d \ n'，x）; x = x + 1; 结束

因此，结果将是：

x值：2 x 值：3 x 值：4 x 值：5 x 值：6 x值：8 x值：9 x值：10 x值

对于

FOR循环以固定编号重复一组语句。的时间。FOR循环的语法如下：-

对于 ………………。结束

例：

»for x = 显示（x）末端 2 1 3 4 5

而

当指定条件为true时， while 循环将重复执行以下语句

while循环的语法如下：

而结束

例：

»x = 2; while（x <18）fprintf（'x的值：％d \ n'，x）; x = x + 1; 结束

执行代码时此循环的结果

x值：2 x 值：3 x 值：4 x 值：5 x 值：6 x 值：7 x值：8 x值：9 x值：10 x值：11 x值：12 x 值：13 x 值：14 x 值：15 x值：16 x值：17

这只是对MATLAB的介绍，它具有非常广泛和复杂的应用程序。初学者可以使用以下基本项目启动MATLAB：

将Arduino与MATLAB接口-闪烁LED
使用Arduino和MATLAB的基于GUI的家庭自动化系统
使用MATLAB的伺服电机控制