10.4.3用MATLAB实现连续系统的频域分析.ppt

第10章 MATLAB在信号与系统分析中的应用 10.0　引　　言 　　　一般来说,MATLAB系统包括下面五个主要部分。　　(1)编程语言:是一种以矩阵和数组为基本单位的编程语言;　　(2)工作环境:包括了一系列应用工具,提供编程和调试程序的环境;　　(3)图形处理:包括绘制二维、三维图形和创建图形用户接口;　　(4)数学库函数:包含了大量的数学函数,也包括复杂的功能;　　(5)应用程序接口:提供接口程序,可使MATLAB与其它语言程序进行交互。 10.1　MATLAB基础10.1.1　MATLAB语言的特点　　MATLAB语言具有以下特点：　　(1)编程效率高。　　MATLAB编程语言作为面向科学与工程计算的高级语言,允许用数学形式的语言编写程序,且比Basic、Fortran和C等语言更加接近我们书写计算公式的思维方式。用MATLAB编写程序犹如在演算纸上排列出公式与求解问题,因此,MATLAB语言也可通俗地称为演算纸式科学算法语言,它编写简单,编程效率高,易学易懂。 　　(2)用户使用方便。　　MATLAB语言是一种解释执行的语言(在没被专门的工具编译之前),它灵活、方便,其调试程序手段丰富。MATLAB运行时,在命令行每输入一条MATLAB语句(命令),包括调用M文件的语句,计算机就立即对其进行处理,完成编译、连接和运行的全过程。在运行m文件时,如果有错,计算机屏幕提示出错信息,经用户修改后再执行,直到正确为止。 　　(3)扩充能力强。　　高版本的MATLAB语言有丰富的库函数,在进行复杂的数学运算时可以直接调用。用户可以根据需要建立和扩充新的库函数,以提高MATLAB的使用效率,扩充其功能。 　　(4)语句简单,内涵丰富。　　MATLAB语言中最基本、最重要的成分是函数,其一般形式为　　［a,b,c,…］=fun(d,e,f,…)　　即一个函数由函数名,输入变量d,e,f,…和输出变量a,b,c…组成。同一函数名F,可以有不同数目的输入变量(包括无输入变量)及不同数目的输出变量,代表着不同的含义。这不仅使MATLAB的库函数功能更丰富,而且大大减少了需要的磁盘空间,使得MATLAB编写的m文件简单、短小而高效。 　　(5)高效方便的矩阵和数组运算。　　MATLAB语言像Basic、Fortran和C语言一样规定了矩阵的算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、条件运算符及赋值运算符,而且这些运算符大部分可以毫无改变地运用到数组间的运算中,有些运算符(如算术运算符)只要增加“·”就可用于数组间的运算。 　　(6)方便的绘图功能。　　MATLAB有一系列绘图函数(命令),调用不同的绘图函数可方便地绘制线性坐标、对数坐标、半对数坐标及极坐标,通过相应的命令还可以在图上标出图题、XY轴标注、格(栅)等。　　总之,MATLAB语言的设计思想可以说代表了当前计算机高级语言的发展方向,读者在不断使用中会发现其具有巨大的潜力。 10.1.2　MATLAB工作环境简介　　1.启动MATLAB　　有三种方法启动MATLAB:　　(1)双击Windows桌面上的MATLAB快捷图标;　　(2)通过“开始”菜单的“程序”子菜单中的MATLAB项启动;　　(3)在MATLAB目录中搜索到可执行程序MATLAB.exe,双击该程序使之启动。　　启动后,MATLAB主界面如图10.1－1所示。 图10.1－1　MATLAB主界面 　　MATLAB主界面大致包括以下几个部分:　　(1)菜单项;　　(2)工具栏;　　(3)“CommandWindow”(命令窗口),在提示符后直接输入命令可以执行相关的命令;　　(4)“LaunchPad”(分类帮助文件夹);　　(5)“Workspace”(工作空间)，该程序窗口中列出了程序计算过程中产生的变量及其对应的数据的尺寸、字节和类型。选中一个变量,单击鼠标右键则可根据菜单进行相应的操作。 　　(6)“CommandHistory”(命令的历史记录)窗口，该窗口记录用户每次开启MATLAB的时间,以及每次开启MATLAB后在MATLAB命令窗口中运行过的所有命令行。这些命令行记录可以被复制到命令窗口中再运行。选中该窗口中的任一命令记录,然后单击鼠标右键,则可根据弹出的菜单进行相应的操作。　　(7)“CurrentDirectory”窗口，其中包含当前目录选项。 　　2.程序编辑器 　　1)命令文件　　命令文件没有输入参数,也不返回输出参数,只是一些命令行的组合。命令文件中的语句可以访问MATLAB工作空间(Workspace)中的所有数据,在运行的过程中所产生的变量均是全局变量。这些变量一旦生成