02-MATLAB的基础知识-2

test ----- 12 180 220 75 178 210 23 177.5 206
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4.1结构体的创建
4.1.1直接使用赋值语句创建
= ‘zhang'; pat.billing = 127.00; pat.test = [79 75 73; 180 178 177.5; 220 210 205]; pat whos pat = name: ‘zhang' billing: 127 test: [3x3 double] Name pat Size 1x1 Bytes Class 468 struct array
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2.2 矩阵的点运算 点乘，点除，点乘方(，./，.\，.^） ab —— a，b两数组必须有相同的行 和列两数组相应元素相乘。 a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; b=[2 4 6;1 3 5;7 9 10]; a.*b ans = 2 8 18 4 15 30 49 72 90
A(:,:,2) A(:,:,1) 9 6 2 5
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§2．2 MATLAB的基础知识
4.结构体和元胞数组 结构体和元胞数组是两种较复杂的数据类型，都可 以存储多组不同类型的数据。结构体和C语言的类 似，可以通过字段存储多个不同类型的数据。
PAT Name ----- zhang
Billing ----- 127.00
5 0 4
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3.2 使用内联函数创建
ones(d1,d2,d3...) 生成d1*d2*d3的多维全1数组 ones(size(A)) 生成与数组A同样尺寸的全1数组 zeros(d1,d2,d3...) 生成d1*d2*d3的多维全0数组 zeros(size(A)) 生成与数组A同样尺寸的全0数组 rand(d1,d2,d3...) 生成d1*d2*d3的多维数组，数 组元素服从【0，1】均匀分布 rand(size(A)) 生成与数组A同样尺寸的多维数组， 数组元素服从【0，1】均匀分布
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§2．2 MATLAB的基础知识
3. 多维矩阵及其操作
多维矩阵的创建 3.1通过指定索引把二维矩阵扩展为多维矩阵
3.2使用内联函数创建
3.3用CAT函数进行链接创建，可以将预先创 建好的矩阵按照某一维度链接起来。
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§2．2 MATLAB的基础知识
3.1 通过指定索引把二维矩阵扩展为多维矩阵
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矩阵乘方(.^) — 元素对元素的幂 例: a=[1 2 3];b=[4 5 6]; z=a.^2 z = 1.00 4.00 9.00 z=a.^b z = 1.00 32.00 729.00
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2.3矩阵乘（）运算 规则：
• A矩阵的列数必须等于B矩阵的行数 • 标量可与任何矩阵相乘。
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2、矩阵运算 2.1 矩阵加、减（＋,－）运算
规则：
相加、减的两矩阵必须有相同的行和列，两矩 阵对应元素相加减。 允许参与运算的两矩阵之一是标量。标量与矩 阵的所有元素分别进行加减操作。
>> a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; >> b=[2 4 6;1 3 5;7 9 10]; >> a+b ans = 3 6 9 5 8 11 14 17 19
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§2．2 MATLAB的基础知识
1. 矩阵及其操作 2）矩阵的属性
矩阵大小是了解矩阵最常用的属性，是指在每一个方向上 具有的元素个数。 1. Var = size(A) 将矩阵A的行列尺寸以一个行向量的形 式返回给Var,Var=[m n], 或[a, b]=size(A) 2. Length(A) 可以返回一位数组的元素个数 A=[1 2 3 4 5] 》length(A) ans=5 》C=[1:5;2:6] C=1 2 3 4 5 2 3 4 5 6 >> size(C); length(C) ans = 2 5 ans = 5
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a./b=b.\a
a.\b=b./a
—— 给出a,b对应元素间的商
a./b=b.\a — 都是b的元素被a的对应元素除a/b
a.\b=b./a — 都是a的元素被b的对应元素除b/a
例: a=[1 2 3];b=[4 5 6]; c1=a.\b; c2=b./a
c1 = 4.0000 c2 = 4.0000 2.5000 2.5000 2.0000 2.0000
控制系统仿真
-基于MATLAB语言
主讲教师：张磊 中国海洋大学 工程学院
2013-10-10
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本节内容 本节介绍matlab语言的基础知识，主要包括： 矩阵及其操作（创建矩阵、矩阵的属性和操作） 矩阵及数组的简单运算（加减乘点运算） 多维矩阵及其操作 结构体和元胞数组的用法 字符串的创建
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1. 矩阵及其操作 4）矩阵操作 简单运算
矩阵的常规运算:矩阵间的加、减、乘、乘方运算。 加减法需要参与运算的矩阵必须具有相同的尺寸。 乘法要求第一数组的列等于第二数组的行。 》A+B 》B-A 》A*C 矩阵的点运算：对两个尺寸相同的矩阵A和B对应元素进行 乘、除或乘方运算。 》A.*B 》A./B 》A.^n
例:创建一个二维矩阵 命令： A=[1 2 3;2 5 6;1 4 5] B=[1:5;linspace(3,10,5);3 5 2 6 4] C=[[1:3]' [linspace(2,3,3)]' [3 5 6]'] 结果： A= 1 2 3 2 5 6 1 4 5 B = 1.0000 2.0000 3.0000 4.0000 5.0000 3.0000 4.7500 6.5000 8.2500 10.0000 3.0000 5.0000 2.0000 6.0000 4.0000 C= 1.0000 2.0000 3.0000 2.0000 2.5000 5.0000 3.0000 3.0000 6.0000
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2.6 矩阵的一些特殊操作
• 矩阵的抽取 •
diag:抽取主对角线; tril: 抽取主下三角; triu:抽取主上三角 矩阵的扩展
>> diag(b) >> tril(b) ans = 1 2 3 0 5 6 0 0 9 0 0 0
ans =
1 5 9
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矩阵的修改 直接修改 可用键找到所要修改的矩阵，用键移
0.4565 0.0185 0.8214 0.4057 0.9355 0.9169
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3.3 用CAT函数进行链接创建
例： A = cat(3, [9 2; 6 5], [7 1; 8 4]);
%在页面方向连接上两个新建立的二维 数组创建三维数组
A(:,:,1) = 9 2 6 5 A(:,:,2) = 7 1 8 4
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3.2 使用内联函数创建
例：随机生成3*3的三维数组
>> A=rand(3,3,2) A(:,:,1) = 0.9501 0.4860 0.2311 0.8913 0.6068 0.7621 A(:,:,2) = 0.4447 0.9218 0.6154 0.7382 0.7919 0.1763
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2.6 矩阵的一些特殊操作
• 矩阵的变向
rot90:旋转; b =1 4 2 5 3 6
>> rot90(b) ans = 10 11 12 7 8 9 4 5 6 1 2 3
fliplr:上翻; flipud:下翻 7 10 8 11 9 12
>> flipud(b)
ans = 3 6 2 5 1 4 9 8 7 12 11 10
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§2．2 MATLAB的基础知识
1. 矩阵及其操作 1）矩阵的创建
MATLAB中使用方括号、逗号和分号创建 》A=[1 2 3 4] A=1 2 3 4 》B=[1; 2; 3; 4] B= 1 2 3 4 Var = Start : Step : Stop Var = linspace(Start, Stop, n) 产生一 个有n个元素的一维向量，第一个元素是 Start最后一个是Stop，n个元素为等差数 列 》A=1:4 A=1 2 3 4 》B=1:2:4 B=1 3 》C=linspace(1,4,5) C=1.0000 1.7500 2.5000 3.2500 3 4.0000
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2.5 矩阵的其它运算
• inv(A) —— 矩阵求逆
• det(A) —— 行列式的值 • eig(A) —— 矩阵的特征值 • diag(A) —— 对角矩阵 • A’ —— 矩阵转置 • sqrt(A) —— 矩阵开方
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关系运算
关系符号 对应函数 意义
a<b a<=b a>b a>=b a==b a~=b
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1. 矩阵及其操作 4）矩阵操作
矩阵的保存和装载:在许多实际应用中矩阵多是较庞大的， 操作步骤多，经常不能在短期内完成。需要对矩阵进行 保存和装载。 1. Save <filename> <var1> <var2> … <varn> 将工作区的变量保存为.mat的二进制文件，其中 filename为文件名，var是变量名 2. Load <filename> <var1> <var2> … <varn> 将文件filename中保存的内容装载到工作区中，变量名 分别为var1和var2 >> save exp1 A B C
动到要修改的矩阵元素上即可修改。
指令修改 可以用A(,)= 来修改。
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例如 a=[1 2 0;3 0 5;7 8 9] a =1 2 0 3 0 5 可以用函数subs修改， 7 8 9 a(3,3)=0 还可用find函数修改。 a =1 2 0 3 0 5 7 8 0