MATLAB/Simulink建模与仿真
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1.2 MATLAB

1.2.1 MATLAB主窗口

主窗口是MATLAB的主要工作界面。主窗口除了嵌入一些子窗口外,还包括菜单栏和工具栏。

当选择不同的子窗口时,菜单栏包含不同的菜单项。例如,当选择命令窗口时,菜单栏包含File、Edit、Debug、Desktop、Window和Help共6个菜单项。File菜单实现有关文件的操作;Edit菜单用于命令窗口的编辑操作;Debug菜单用于程序调试;Desktop菜单用于设置MATLAB集成环境的显示方式;Window菜单用于关闭所有打开的编辑器窗口或选择活动窗口;Help菜单用于提供帮助信息。

MATLAB 7.X主窗口的工具栏共提供了12个命令按钮和一个当前路径列表框。这些命令按钮有对应的菜单命令,但使用起来比菜单命令更快捷、方便。

1.2.2 MATLAB命令窗口

命令窗口是MATLAB的主要交互窗口,用于输入命令并显示除图形以外的所有执行结果。MATLAB命令窗口不仅可以内嵌在MATLAB的工作界面上,而且可以以独立窗口的形式浮动在界面上。选中命令窗口,再选择Desktop菜单中的Undock Command Window命令,就可以浮动命令窗口,如图1-1所示。

图1-1 浮动的MATLAB命令窗口

如果希望重新将命令窗口嵌入MATLAB的工作界面中,可以使用浮动命令窗口Desktop菜单中的Dock Command Window命令。

MATLAB命令窗口中的“>>”为命令提示符,表示MATLAB正在处于准备状态。在命令提示符后输入命令并按回车键后,MATLAB就会解释执行所输入的命令,并在命令后面给出计算结果。

一般来说,一个命令行输入一条命令,命令行以回车结束。有时一个命令行也可以输入若干条命令,各命令之间以逗号分隔,若前一命令后带有分号,则逗号可以省略。例如:

      a=12, m=23
      a=12; m=23

两个命令行都是合法的,第一个命令行执行后显示a和m的值;第二个命令行因命令a=12后面带有分号,a的值不显示,而只显示m的值。

如果一个命令行很长,一个物理行之内写不下,可以在第一个物理行之后加上3个小黑点并按回车键,然后接着下一个物理行继续写命令的其他部分。3 个小黑点称为续行符,即把下面的物理行看做该行的逻辑继续。例如:

      x=1-1/2+1/3-1/4+1/5-1/6+1/7- ...
          1/8+1/9-1/10+1/11-1/12;

是一个命令行,但占用两个物理行,第一个物理行以续行符结束,第二个物理行是上一行的继续。

在 MATLAB 里,有很多的控制键和方向键可用于命令行的编辑。如果能熟练使用这些键将大大提高操作效率。例如,当将命令x1= (log(3)+sqrt(5))/2中的函数名sqrt输入成srt时,由于MATLAB中不存在srt函数,MATLAB将会给出错误信息:

      ??? Undefined command/function 'srt'.

重新输入命令时,用户不用输入整行命令,而只需按向上方向【↑】键调出刚才输入的命令行,再在相应的位置输入q并按回车键即可。在回车时,光标可以在该命令行的任何位置,没有必要将光标移动到该命令行的末尾。反复使用↑键,可以回调以前输入的所有命令行;还可以只输入少量的几个字母,再按↑键就可以调出最后一条以这些字母开头的命令。例如,输入plo后再按↑键,则会调出最后一次使用的以plo开头的命令行。表1-3介绍了MATLAB命令行编辑的常用控制键及其功能。

表1-3 MATLAB命令行编辑中常用的控制键及其功能

1.2.3 MATLAB工作窗口

工作空间是 MATLAB 用于存储各种变量和结果的内存空间。工作空间窗口是 MATLAB 集成环境的重要组成部分,它与 MATLAB 命令窗口一样,不仅可以内嵌在 MATLAB 的工作界面,还可以以独立的形式浮动在界面上,浮动的工作空间窗口如图1-2所示。在该窗口中显示工作窗口中所有变量的名称、取值和变量类型说明,可对变量进行观察、编辑、保存和删除。

图1-2 浮动的工作空间窗口

1.2.4 当前目录窗口和搜索路径

MATLAB系统本身包含了数目繁多的文件,再加上用户自己开发的文件,更是数不胜数。如何管理和使用这些文件是十分重要的。为了对文件进行有效地组织和管理,MATLAB有严谨的目录结构,不同类型的文件放在不同的目录下,而且通过路径来搜索文件。

1.当前目录窗口

当前目录是指MATLAB运行时的工作目录,只有在当前目录或搜索路径下的文件、函数才可以被运行或调用。如果没有特殊指明,数据文件也将存放在当前目录下。为了便于管理文件和数据,用户可以将自己的工作目录设置成当前目录,从而使用户的操作都在当前目录中进行。

当前目录窗口也称为路径浏览器,它可以内嵌在MATLAB 的主窗口,也可以浮动在主窗口上,浮动的当前目录窗口如图1-3所示。在当前目录窗口中可以显示或改变当前目录,还可以显示当前目录下的文件并提供搜索功能。通过目录下拉列表框可以选择已经访问过的目录;单击右侧的按钮,可以打开路径选择对话框,用户可以设置或添加路径。

图1-3 浮动的当前目录窗口

将用户目录设置成当前目录也可使用cd命令。例如,将用户目录C:\ mydir设置为当前目录,可在命令窗口中输入命令:

      >> cd c:\mydir;

2.MATLAB的搜索路径

如前所述,MATLAB 的文件是通过不同的路径来进行组织和管理的。当用户在 MATLAB命令窗口输入一条命令后,MATLAB按照一定次序寻找相关的文件。基本的搜索过程如下:

① 检查该命令是不是一个变量;

② 检查该命令是不是一个内部函数;

③ 检查该命令是不是当前目录下的M文件;

④ 检查该命令是不是MATLAB搜索路径中其他目录下的M文件。

假定建立一个变量examp,同时在当前目录下建立了一个M文件examp.m,如果在命令窗口输入examp,按照上面介绍的搜索过程,应该在屏幕上显示变量examp的值。如果没有建立examp变量,则执行examp.m文件。

用户可以将自己的工作目录列入MATLAB搜索路径,从而将用户目录纳入MATLAB系统统一管理。设置搜索路径的方法有以下几种。

(1)用path命令设置搜索路径

使用 path 命令可以把用户目录临时纳入搜索路径。例如,将用户目录C:\ mydir加到搜索路径下,可在命令窗口输入命令:

      >> path(path,'c:\mydir');

(2)用用户对话框设置搜索路径

单击MATLAB的【File】菜单下的【Set Path】命令或在命令窗口输入pathtool命令,将出现搜索路径设置【Set Path】对话框,如图1-4所示。

图1-4 MATLAB搜索路径设置对话框

单击【Add Folder】或【Add with Subfolders】命令按钮可以将指定路径添加到搜索路径列表中。对于已经添加到搜索路径列表中的路径,可以单击【Move to Top】等命令按钮修改该路径在搜索路径中的顺序。对于那些不需要出现在搜索路径中的路径,可以单击【Remove】按钮将其从搜索路径列表中删除。

在修改完搜索路径后,需要保存搜索路径,这时单击对话框中的【Save】按钮即可。单击【Save】按钮时,系统将所有搜索路径的信息保存在文件pathdef.m(M文件)中,通过修改该文件也可以修改搜索路径。

1.2.5 命令历史窗口

MATLAB 7.X的命令历史记录窗口可以内嵌在MATLAB的主窗口中,也可以浮动在主窗口上,浮动的命令历史记录窗口如图1-5所示。在默认设置下,历史记录窗口中会自动保留自安装起所有用过的命令历史记录,并且还说明了使用时间,从而方便用户查询。而且,通过双击命令可再次运行历史命令。如果要清除这些历史记录,可以单击【Edit】菜单下的【Clear Command History】命令。

图1-5 浮动的命令历史记录窗口

1.2.6 Start菜单

在MATLAB 7.X主窗口左下角还有一个【Start】按钮,单击该按钮会弹出一个菜单,选择其中的命令可以执行 MATLAB 的各种工具,并且可以查阅 MATLAB 包含的各种资源。Start菜单如图1-6所示。

图1-6 Start菜单