1.2 MATLAB 2020的操作环境_MATLAB 2020 从入门到精通-QQ阅读男生中文科幻网

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1.2 MATLAB 2020的操作环境

本节通过介绍MATLAB 2020的工作环境界面，使读者初步认识MATLAB 2020的主要窗口，并掌握其操作方法。

MATLAB 2020的工作界面形式简洁，主要由功能区、工具栏、当前工作目录窗口（Current Folder）、命令窗口（Command Window）、工作空间管理窗口（Workspace）和历史命令窗口（Command History）等组成。

1.2.1 启动MATLAB

启动MATLAB有多种方式。最常用的启动方式就是用鼠标左键双击桌面上的MATLAB图标；也可以在“开始”菜单中单击MATLAB的快捷方式；还可以在MATLAB安装路径中的bin文件夹中双击可执行文件matlab.exe。

要退出MATLAB程序，可以选择以下几种方式。

1）用鼠标单击窗口右上角的关闭图标。

2）在命令窗口上方的标题栏单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“关闭”命令。

3）使用快捷键<Alt+F4>。

第一次使用MATLAB 2020，将进入其默认设置的工作界面，如图1-1所示。

图1-1 MATLAB默认工作界面

1.2.2 帮助系统

要想掌握好MATLAB，一定要学会使用它的帮助系统，因为任何一本书都不可能涵盖它的所有内容，更多的命令、技巧都是要在实际使用中摸索出来的，而在这个摸索的过程中，MATLAB的帮助系统是必不可少的工具。

读者可以在使用MATLAB的过程中，充分利用这些帮助资源。

1.联机帮助

MATLAB的联机帮助系统非常全面，进入联机帮助系统的方法有以下几种。

♦单击MATLAB功能区“资源”→“帮助”按钮。

♦在命令窗口执行doc命令。

♦在功能区“资源”→“帮助”下拉菜单中选择“文档”命令。

联机帮助窗口如图1-2所示，其中，上面是查询工具框（见图1-3），下面显示帮助内容。

图1-2 联机帮助窗口

图1-3 查询工具框

2.命令窗口查询帮助系统

用户可以在命令窗口利用帮助查询命令更快地得到帮助。MATLAB的帮助命令主要分为help命令、lookfor命令和其他帮助命令。

（1）help命令

在MATLAB中，help命令是最常用的命令，用来显示命令窗口中函数的帮助，它的使用格式见表1-1。

表1-1 help命令的使用格式

例1-1：搜索帮助文件。

解：MATLAB程序如下。

例1-2：查询help命令的文件。

解：MATLAB程序如下。

（2）lookfor命令

如果知道某个命令的函数名但是不知道该命令的具体用法，help命令足以解决这些问题，然而，用户在很多情况下还不知道某个命令的确切名称，这时候就需要用到lookfor命令。lookfor命令可以用来查询根据用户提供的关键字搜索到的相关命令，它的使用格式见表1-2。

表1-2 lookfor命令的使用格式

例1-3：搜索对角矩阵函数。

解：MATLAB程序如下。

执行lookfor命令后，它对MATLAB搜索路径中每个M文件注释区的第一行进行扫描，发现此行中包含所查询的字符串，则将该函数名和第一行注释全部显示在显示器上。当然，用户也可以在自己的文件中加入在线注释。

（3）docsearch函数

docsearch函数用于打开帮助浏览器并显示文档主页，它的使用格式见表1-3。

表1-3 docsearch函数的使用格式

1.2.3 工具栏

功能区上方是工具栏，工具栏以图标方式汇集了常用的操作命令。下面简要介绍工具栏中部分常用按钮的功能。

●：保存M文件。

●、、：剪切、复制或粘贴已选中的对象。

●、：撤销或恢复上一次操作。

●：切换窗口。

●：打开MATLAB帮助系统。

●：向前、向后、向上一级、浏览路径文件夹。

●：当前路径设置栏。

1.2.4 命令行窗口

命令行窗口如图1-4所示，在该窗口中可以进行各种计算操作，也可以使用命令打开各种MATLAB工具，还可以查看各种命令的帮助说明等。

图1-4 命令行窗口

其中，“>>”为运算提示符，表示MATLAB处于准备就绪状态。如在提示符后输入一条命令或一段程序后按<Enter>键，MATLAB将给出相应的结果，并将结果保存在工作空间管理窗口中，然后再次显示一个运算提示符。

注意在MATLAB命令窗口中输入汉字时，会出现一个输入窗口，在中文状态下输入的括号和标点等不被认为是命令的一部分，所以，在输入命令的时候一定要在英文状态下进行。

在命令窗口的右上角，用户可以单击相应的按钮最大化、还原或关闭窗口。单击右上角的按钮，出现一个下拉菜单。在该下拉菜单中，单击按钮，可将命令窗口最小化到主窗口左侧，以页签形式存在，当鼠标指针移到上面时，显示窗口内容。此时单击下拉菜单中的按钮，即可恢复显示。

1.2.5 历史窗口

历史窗口主要用于记录所有执行过的命令，如图1-5所示。在默认条件下，它会保存自安装以来所有运行过的命令的历史记录，并记录运行时间，以方便查询。

图1-5 历史窗口

在历史窗口中双击某一命令，命令窗口中将执行该命令。

1.2.6 当前目录窗口

当前目录窗口如图1-6所示，可显示或改变当前目录，查看当前目录下的文件，单击按钮可以在当前目录或子目录下搜索文件。

单击按钮，在弹出的下拉菜单中可以执行常用的操作。例如，在当前目录下新建文件或文件夹（还可以指定新建文件的类型）、生成文件分析报告、查找文件、显示/隐藏文件信息、将当前目录按某种指定方式排序和分组等。

1.2.7 工作区窗口

工作区窗口如图1-7所示。它可以显示目前内存中所有的MATLAB变量名、数据结构、字节数与类型。不同的变量类型有不同的变量名图标。

图1-6 当前目录窗口

图1-7 工作区窗口

1.2.8 功能区

区别于传统的菜单栏形式，MATLAB以功能区的形式显示各种常用的功能命令。它将所有的功能命令分类别放置在3个选项卡中。

1.“主页”选项卡

选择标题栏下方的“主页”选项卡，显示基本的文件、变量、代码及路径设置等操作命令，如图1-8所示。

图1-8 “主页”选项卡

该选项卡下的主要按钮功能如下。

（1）“文件”选项组

●“新建脚本”按钮：单击该按钮，新建一个M文件，如图1-9所示。

●“新建实时脚本”按钮：单击该按钮，新建一个实时脚本，如图1-10所示。

图1-9 脚本编辑窗口

图1-10 实时脚本编辑窗口

●“新建”按钮，在该按钮下显示的子菜单包括新建的文件类型，如图1-11所示。选择不同的文件类型命令，创建不同的文件。

●“打开”按钮：弹出“打开”对话框，如图1-12所示，在文件路径下打开所选择的不同类型的数据文件。

图1-11 新建文件类型

图1-12 “打开”对话框

●“查找文件”按钮：单击该按钮，弹出“查找文件”对话框，如图1-13所示，用于查找文件。

●“比较”按钮：单击该按钮，弹出“选择需要进行比较的文件或文件夹”对话框，如图1-14所示，用于比较指定的文件或文件夹。

图1-13 “查找文件”对话框

图1-14 “选择需要进行比较的文件或文件夹”对话框

（2）“变量”选项组

●“导入数据”按钮：单击该按钮，弹出“导入数据”对话框，如图1-15所示，将数据文件导入到工作空间。

●“保存工作区”按钮：单击该按钮，弹出“另存为”对话框，如图1-16所示，将工作区数据保存到指定的mat文件中。

图1-15 “导入数据”对话框

图1-16 “另存为”对话框

●“新建变量”按钮：单击该按钮之后，在工作区创建一个变量，默认名称为“unnamed”，自动打开变量编辑器，可以输入变量参数，如图1-17所示。

●“打开变量”按钮：打开选择的数据对象。单击该按钮之后，进入图1-18所示的数组编辑窗口，在这里可以对数据进行各种编辑操作。

●“清空工作区”按钮：执行程序后，工作区中保存执行过程中的变量，如图1-19所示，单击该按钮，弹出“确认删除”对话框，如图1-20所示，单击“确定”按钮，删除工作区中保存的变量，删除后结果如图1-21所示。

图1-17 变量编辑窗口

图1-18 数组编辑窗口

图1-19 工作区保存变量

图1-20 “确认删除”对话框

（3）“代码”选项组

●“收藏夹”按钮：为了方便记录，在调试M文件时在不同工作区之间进行切换。MATLAB在执行M文件时，会把M文件的数据保存到其对应的工作区中，并将该工作区添加到“收藏夹”文件夹中，如图1-22所示。

图1-21 清空工作区

图1-22 保存文件

●“分析代码”按钮：单击该按钮，打开代码分析器主窗口，弹出图1-23所示的窗口，显示对当前目录中的代码进行分析，提出一些程序优化建议并生成报告。

●“运行并计时”按钮：单击该按钮，弹出“Profiler”窗口，显示改善性能的探查器，如图1-24所示。

图1-23 M文件分析报告

图1-24 “Profiler”窗口

●“清除命令”按钮：在该按钮下包括“命令行窗口”和“命令历史记录”两个命令。执行程序后，“命令行窗口”中显示程序执行过程，“工作区”中保存执行过程中的变量，“命令历史记录”窗口中显示命令执行历史记录，如图1-25所示。

选择“命令行窗口”，弹出“MATLAB”对话框，确认是否清除命令，如图1-26所示，单击“确定”按钮，清除命令行窗口中的所有文本，删除后的结果如图1-27所示。

图1-25 清除命令前

图1-26 “MATLAB”对话框（一）

图1-27 清除命令行窗口命令

选择“命令历史记录”，弹出“MATLAB”对话框，确认是否清除命令，如图1-28所示，单击“确定”按钮，清除命令历史记录窗口中的所有文本，删除后结果如图1-29所示。

（4）“SIMULINK”选项组

●“Simulink”按钮：打开Simulink主窗口。

图1-28 “MATLAB”对话框（二）

图1-29 清除命令历史记录窗口命令

（5）“环境”选项组

●“布局”按钮：用于设置MATLAB界面窗口的布局与显示。单击该按钮，显示图1-30所示的子菜单，选择对应的命令进行设置。

图1-30 布局子菜单

●“预设”按钮：单击该按钮，弹出“预设项”对话框，显示MATLAB工具、进行工具演示、查看工具的参数设置，如图1-31所示。

●“设置路径”按钮：单击该按钮，弹出“设置路径”对话框。在图1-32所示的对话框中，单击“添加文件夹”按钮，或者单击“添加并包含子文件夹”按钮，进入“文件夹浏览”对话框。前者只把某一目录下的文件包含进搜索范围而忽略子目录，后者将子目录也包含进来。最好选后者以避免一些可能的错误。在“文件夹浏览”对话框中，选择一个已存在的文件夹，或者新建一个文件夹，然后在“设置路径”对话框中单击“保存”按钮，就将该文件夹保存进搜索路径了。

●“Parallel”（并行）按钮：设置cluster（集群）相关命令。

（6）“资源”选项组

用于设置MATLAB帮助相关命令。

2.“绘图”选项卡

选择标题栏下方的“绘图”选项卡，显示关于图形绘制的编辑命令，如图1-33所示。

3.“APP”（应用程序）选项卡

选择标题栏下方的“APP”（应用程序）选项卡，显示多种应用程序命令，如图1-34所示。

图1-31 “预设项”对话框

图1-32 “设置路径”对话框

图1-33 “绘图”选项卡

图1-34 “APP”（应用程序）选项卡

1.2.9 Figure窗口

图像窗口主要是用于显示MATLAB图像。MATLAB显示的图像可以是数据的二维或三维坐标图、图片或用户图形接口。

在MATLAB中打开一个图1-35所示的图形窗口，下面是对图形窗口工具条的详细说明。

图1-35 图形窗口

知识拓展

图1-35 中的三维曲线程序如下。

●按钮：单击此按钮将新建一个图形窗口，该窗口不会覆盖当前的图形窗口，编号紧随当前最后一个窗口。

●按钮：打开图形窗口文件（扩展名为.fig）。

●按钮：将当前的图形以.fig文件的形式存到用户所希望的目录下。

●按钮：打印图形。

●按钮：单击此按钮后会在图形的右边出现一个色轴（见图1-36），这会给用户在编辑图形色彩时带来很大的方便。

图1-36 指定色轴

●按钮：此按钮用来给图形加标注。单击此按钮后，会在图形的右上方出现，如图1-37所示，双击框内数据名称所在的区域，可以将x改为读者所需要的数据。

图1-37 添加图形标注

●按钮：单击此按钮后，鼠标双击图形对象，在图形的下面会出现图1-38所示的图形编辑器窗口，可以对图形进行相应的编辑。

将鼠标放在图形界面中的图像上，显示图形快捷工具，如图1-39所示。

图1-38 图形编辑器

图1-39 图像快捷工具

●按钮：单击此按钮后，光标会变为十字架形状，将十字架的中心放在图形的某一点上，然后单击鼠标左键会在图上出现该点在所在坐标系中的坐标值，如图1-40所示。

●按钮：另存为命令，将当前图形保存在图形文件路径下。

●按钮：复制为图像。

●按钮：复制为向量图。

●按钮：数据提示。

图1-40 取点

●按钮：三维旋转命令，单击此按钮后，按住鼠标左键进行拖动，可以将三维图形进行旋转操作，以便用户找到自己所需要的观察位置。按住鼠标左键向下移动，到一定位置会出现图1-41所示的螺旋线的俯视图。

图1-41 螺旋线俯视图

●按钮：平移命令，按住鼠标左键移动图形。

●按钮：用鼠标单击或框选图形，可以放大图形窗口中的整个图形或图形的一部分。

●按钮：缩小图形窗口中的图形。

●按钮：还原视图命令，单击该按钮，还原平移旋转的视图至曲线初始生成状态。

1.2.10 文件管理

本节介绍有关文件管理的一些基本操作方法，包括新建文件、保存文件等，这些都是应用MATLAB最基础的知识。

1.打开文件

在MATLAB中，open命令用于在应用程序中打开文件，它的使用格式见表1-4。

表1-4 open命令的使用格式

表1-5中显示了在MATLAB中open命令打开的文件类型。

表1-5 文件类型

执行上述命令后，则系统自动在对应的编辑器中打开文件。

例1-4：打开火车故障检测系统的仿真数据文件。

火车站的维护人员必须检测到火车上存在故障的车轮。当前的检测方式是由铁路工人使用锤子敲击车轮，通过听取车轮是否传出异常声响来判定车轮是否存在问题。自动监控必须替代手动检测，因为手动检测速度过慢、容易出错且很难发现微小故障。自动解决方案提供了动态检测功能，因为火车车轮在检测过程中可处于运转状态，而无须保持静止。逐点检测应用必须分别分析高频和低频组件。数组最大值与最小值（逐点）VI提取波形数据，图1-42中的波形反映了每个车轮、火车末端及每个车轮末端的能量水平。