【2019年整理】MATLAB常用命令

1、MATLAB 中常用标点基本算术运算符format 命令 控制命令窗口数值显示格式1.4.2 关系运算1.4.3 逻辑运算1.5.3 变量和表达式 变量的命名方式： 变量名由字母、数字和下划线组成； 变量名中的英文字母大小写是有区别的； 变量名的最大长度是有规定的。 不同版本的系统规定不同： 19个字符、 31或 63个字符等 可调用 namelengthmax 函数得到系统规定长度1.6 通用数学函数2.1.1 矩阵的构造1. 通过直接输入矩阵的元素构造矩阵：(1) 用中括号 把所有矩阵元素括起来(2) 同一行的不同数据元素之间用空格或逗号间隔(3) 用分号(；)指定一行结束(4) 可分成几

2、行进行输入，用回车符代替分号(5) 数据元素可以是表达式、数值、变量或函数2. 通过 M 文件创建矩阵： 当矩阵尺寸较大时，可采用在 M 文件中创建矩阵。 优点：方便修改矩阵元素3. 通过函数构造矩阵： 使用专门的函数 可生成某个特定意义的矩阵 方法一 : 初值:步长 :终点 若不指定步长 ,则默认值为 1； 最后一个元素不一定是终点 ,这取决于区间长度是否是步长的整数倍。 该函数用于创建向量。方法二 : linspace(初值 ,终点 ,元素个数 ) 等分间隔；该函数用于创建向量。方法三 :常见函数创建特殊矩阵空阵 ; 全 0 阵 zeros();全 1 阵 ones();单位阵 eye()

3、;随机阵 randn()1) 空阵 方法： >> 性质：存在空阵变量； 空阵中不包括任何元素； 用于 MA TLAB 中的运算传递。2) 全 0 阵矩阵元素全部由 0 组成的矩阵或数组方法： >>zeros(n,n) % n×n 方阵 >>zeros(m,n,p,.) % m × n× p×.维矩阵3) 全 1 阵全部元素均为 1 的矩阵或数组 方法： >> ones(n,n)% n×n 方阵>> ones(m,n,p,.) % m×n× p× .非方阵4

4、) 单位阵 仅对角线元素为 1，其余元素均为 0的矩阵或数组 方法： >> eye(n,n)% n× n 方阵>> eye(m,n)% m × n 非方阵5) 随机阵全部元素均为 0到 1的矩阵或数组 方法： >> randn(n,n)% n× n 方阵>> randn(m,n,p,.) % m×n×p 非方阵4. 通过数据文件构造矩阵： MATLAB 可处理的数据格式有：(1) 文本文件(2) *.mat 文件(3) *.xls 文件(4) 图形文件和声音文件 以上文件均以矩阵存储的。2.1.2

5、 矩阵下标与子矩阵提取(1) A(m, n)%提取第 m 行，第 n 列元素(2) A(:, n)%提取第 n 列元素(3) A(m, :)%提取第 m 行元素(4) A(m1:m2, n1:n2)%提取第 m1 行到第 m2 行和第 n1 列到第 n2 列的所有元素(5) A(m:end, n)% 提取从第 m 行到最末行和第 n 列的子块(6) A(:)%得到一个长列矢量 ,该矢量的元素按矩阵的列进行排列2.1.3 矩阵的算术运算 1矩阵的加减运算： (加 )、 (减) 2矩阵乘法： *( 乘) 3矩阵除法： / (右除 )、 (左除)ab 等效于矩阵 a 的逆左乘矩阵 b,即 a-1 &

6、#183;b； a/b 等效于矩阵 b 的逆右乘矩阵 a, 即 a ·b-1；4矩阵的幂： ( 幂)5矩阵转置： ' (转置运算符 )2.1.4 矩阵的关系运算 关系运算符： <(小于)lt、<=(小于或等于 )le、 >(大于)gt、 >=(大于或等于 )ge、=(等于)eq、=(不等于 )ne。 关系运算符的运算法则： 关系运算将对两个矩阵的对应元素进行比较。关系运算的两个矩阵必须同维。2.1.5 矩阵的逻辑运算2.1.6 矩阵函数LU 分解法是将方阵分解成一个下三角矩阵 (lower) 和一个上三角矩阵 (upper) 适用场合：简化大矩阵的行列

7、式值的计算过程；求解逆矩阵；求解方程组。 矩阵的特殊操作 重新排列方法： >>reshape(a,m,n,p,.) 性质：将矩阵或数组 a 重新排列为 m×n× p×.排列按照先排列、再排行、然后排列第三维、第四维 矩阵的翻转和旋转 方法： >>fliplr(a) % 矩阵 a 左右翻转 left&right >>flipud(a) % 矩阵 a 上下翻转 up&down >>flipdim(a,n) %矩阵 a 的第 n 维翻转 >>rot90(a)%矩阵 a 逆时针旋转 90o 矩阵的

8、抽取方法：>>c=diag(a,n) % c 为矩阵 a 的第 n 条对角线所创建的元素矢量 ,n=0 或不指定时抽取主 对角线。>>a=diag(c,n) %创建对角矩阵 a,矢量 c 作为 a 的第 n 条对角线元素。>>c=tril(a,n) % 抽取矩阵 a 的 n 条对角线下面的部分。>>c=triu(a,n) % 抽取矩阵 a 的 n 条对角线上面的部分。 %这两条命令中的 c 为与 a 同维矩阵2.2.1 向量的构造1逐个输入>>a=1 3 9 10 15 16%采用空格和逗号分隔构成行向量>>b=1; 3;

9、 9; 10; 15; 16%采用分号隔开构成列向量2利用冒号表达式 “ :生”成向量>>x=1:2:9%初值 =1，终值 =9，步长 =2>>z=1:5%初值 =1，终值 =5 ，默认步长 =13利用函数生成向量>> x=linspace(1, 9, 5)%初值 =1 ，终值 =9，元素数目 =52.2.2 向量的运算1点积： dot 函数2叉积： cross函数2.4.1 多项式的生成与表达1. 系数矢量直接输入 poly2sym 例 3-1 创建多项式 x3-4x2+3x+2 >>poly2sym(1 -4 3 2) %将系数矢量转换为符号

10、形式 ans=x3-4*x2+3*x+22. 特征多项式输入 poly 例 3-2 求矩阵的特征多项式系数，并转换为多项式>>a=1 2 3;4 5 6;7 8 9 ；>>p=poly(a);% 求解特征多项式>>poly2sym(p)ans= x3-6*x2-72*x-273. 根矢量创建例 3-3 根据根矢量 -0.5, -0.3+0.4i ,-0.3-0.4i 创建多项式 >>r=-0.5 -0.3+0.4i ,-0.3-0.4i>>p=poly(r)p=1.0000 1.1000 0.5500 0.1250>>pr

11、=real(p) % 对于含复数根的根矢量需用 real 函数滤除虚部 pr=1.0000 1.1000 0.5500 0.1250 >>ppr=poly2sym(pr)ppr= x3+11/10*x2+11/20*x+1/82.4.2 多项式的运算1. 多项式的算术运算参加加减运算的多项式应该具有相同的阶次。多项式乘法采用 conv 函数 ,除法由 deconv 函数完成。2. 求根求多项式的根采用 roots 函数。3. 求值函数 polyval 可以将某个 特定数值 代入多项式函数 polyvalm 可以求出当多项式中的 未知数为方阵 时的值。4. 求微分使用 polyder

12、 函数对多项式求微分。2.6 符号变量和符号表达式 符号变量和符号表达式在使用前必须说明1. sym 函数2. syms 函数 默认的符号变量 i和 j 通常作为虚数单位2.7.3 函数运算 1合并、化简、展开等函数(1) factor(S) ：将表达式 S因式分解；(2) expand(S)：将表达式 S 展开；(3) collect(S,n) ：将表达式 S中的自变量 n 合并同次幂项；(4) simplify(S) ：利用代数中的函数规则化简表达式S；(5) n,d=numden(S) ：将表示式 S 转变成分子与分母形式 ,其中 n 为分子， d 为分母。 2反函数finverse(f

13、,v) 对指定自变量为 v 的函数 f(v) 求反函数3复合函数 compose(f,g)求 f=f(x) 和 g=g(y) 的复合函数 f(g(y)compose(f,g,z) 求 f=f(x) 和 g=g(y) 的复合函数 f(g(z) 4表达式替换函数(1) subs(S) ：用赋值语句中给定值替换表达式S 中所有同名变量(2) subs (S, old, new) ：用符号或数值变量 new 替换 S 中的符号变量 old2.8 符号极限、微积分2.8.2 符号微分 dy/dx1. diff(f) 求表达式 f 对默认自变量的一次微分值；2. diff(f, t)对指定自变量 t 的一

14、次微分值；3. diff(f,n) 对默认自变量的 n次微分值；4. diff(f,t,n) 对指定自变量 t 的 n 次微分值。2.8.3 积分 1. int(f) 对默认自变量的积分值；2. int(f, t)3. int(f, a, b)对指定自变量 t 的不定积分值； 对默认自变量的定积分值，积分区间为a,b；4. int(f, t, a, b)对指定自变量 t 的定积分值，积分区间为 a,bint( ,被积表达式 ?， , 积分变量 ?， ,积分下限 ?， , 积分上限 ') 定积分2.9 符号求和 1. symsum(S)2. symsum(S,v)3. symsum(S,

15、a,b)% 计算符号表达式 S 对默认自变量的不定和 %符号表达式 S对自变量 v 的不定和 %符号表达式 S对默认变量从 a 到 b的有限和2.10 符号方程的求解solve(f) 求一个方程的解 solve(f1,f2, fn) 求n个方程的解 2.10.1 代数方程 代数方程的求解由函数 solve 实现：1. solve(eq) 求解符号方程式 eq=0,默认自变量2. solve(eq,var) 求解符号方程式 eq=0,var 为自变量3. solve(eq1,eq2, eqn,var1,var2n) var 求解联立方程组 eq1=0,eq2=0 eqn=0自, 变量分别为 va

16、r1,var2 varn2.10.2 常微分方程使用函数 dsolve 来求解常微分方程：dsolve('eq1, eq2, .', 'cond1, cond2, .', 'v') 其中 eq1、 eq2 为微分方程式 cond1、cond2 为对应微分方程式的初始条件v 是指定变量 , 若不指明为默认自变量扩展阅读 mtaylor(f,n) 泰勒级数展开 ztrans(f) Z 变换 invztrans(f) 反 Z 变换 laplace(f) 拉氏变换 invlaplace(f) 反拉氏变换 fourier(f) 付氏变换 invfourie

17、r(f) 反付氏变换3.1 符号数学的简易绘图函数1. 二维绘图函数(1) ezplot(f) 绘制表达式 f(x) 的二维图形 , x 近似范围(2) ezplot(f,xmin,xmax) 同上 , x 近似范围2. 三维绘图函数(1) ezplot3(x,y,z) 绘制 x=x(t),y=y(t),z=z(t) 定义的三维图形 , t 近似范围(2) ezplot3(x,y,z,tmin,tmax) 同上 , t 近似范围(3) ezplot3(x,y,z, tmin,tmax,?animate?) 同上，绘制三维动态轨迹图。3. 等高线绘图函数(1) ezcontour(f) 绘制 f

18、=f(x,y) 定义的等高线 , x 和 y 近似范围(2) ezcontour(f,domain) 同上 , domain 定义自变量 x 和 y 的变化范围4. 网格图绘图函数ezmesh5. 表面图绘图函数ezsurf3.2 二维图形plot 函数绘制二维曲线，常用格式有：1. plot(x) ：缺省自变量的绘图格式， x 可为向量或矩阵。2. plot(x, y) ：基本格式， x 和 y 可为向量或矩阵。3. plot(x1, y1, x2, y2,多条曲线):绘图格式，在同一坐标系中绘制多个图形。4. plot(x, y, ,s?): 开关格式，开关量字符串 s设定了图形曲线的颜色

19、、线型及标记符号3.3 图形修饰与控制1. title 给图形加标题2. xlable/ylable 给 x 轴 /y 轴加标注3. text 在图形指定的任意位置加标注4. gtext 利用鼠标将标注加到图形任意位置5. grid on/off 、 grid 打开 /关闭坐标网格线、切换方式6. legend 添加图例7. axis 控制坐标轴刻度8. hold on/off 、 hold 图形叠加 /叠加撤除、切换方式采用 hold 函数对图形进行比较显示 ,可继续绘制新图 ,并按需自动调整刻度。调用 1. hold on 保留当前图形及坐标的全部属性，使得随后绘制的图形附加到已存在的图形

20、上去。调用 2. hold off返回 hold 的缺省模式，随后的作图命令 “plot”将抹去当前已有图形，在绘制新的图形前 重新设置坐标轴的属性。调用 3.hold 切换 hold 的 on 和 off 两种状态。9. subplot 在图形窗口绘制子图形，显示多窗口(子图)调用 :subplot(m,n,p)图形窗口分成 m×n 个子窗口 ,并将第 p 子窗口作为当前窗口。 子窗口的排列顺序为左上角为第一窗口10. figure 多窗口绘图，用于打开多个图形窗口plot 命令绘图时 ,是以缺省方式创建 1 号窗口。进行多窗口绘图时 ,需要按照窗口序号创建窗口 ,才可以在指定窗口

21、绘图。3.4 三维图形1.三维曲线图调用格式 : plot3(x, y, z)TIP: (1)当 x， y， z 为向量时，将以三个向量中的相应元素X、Y、Z 坐标绘制出数据点 ,然后再用线把这些点连接起来得到一条空间曲线；(2) 当 x,y,z 为同维矩阵时 ,则分别取 x,y,z 中的对应列，画出多条曲线 ;(3) plot3 与函数 plot 一样 ,也可对图形的绘制进行控制。如 : plot3(x1,y1,z1, 's1',x2,y2,z2, 's2', ·)·2.三维网格图调用格式：(1) mesh(z) z为 m× n的

22、矩阵， x与 y分别为元素的下标位置 (1:m,1:n)(2) mesh(x, y, z) x, y, z 分别为三维空间的坐标位置，同阶矩阵TIP:(1) 在三维空间中画出一个彩色的、带有线框的表面视图， MA TLAB 同时将该视图在三 维空间中显示出来。(2) 在曲面的网格图基础上 ,如果对网线间的曲面小块进行填充,就成了表面图 (也称曲面图 )。(3) 一般是先用函数 meshgrid 创建矩阵 X 和矩阵 Y ，利用函数 meshgrid 得到的数据点是均匀 分布的，然后可以继续用函数 mesh 等进行绘制图形。3. 三维曲面图调用格式： surf(x,y,z)TIP:(1) 该格式

23、将创建一个彩色的、由多个小面组成的表面视图， MATLAB 同时将该视图在 三维空间中显示出来。(2)通常 ,这些小面是四角形的 ,每个都有固定的颜色 ,而边界是黑色网格线。3.5 控制系统仿真绘图3.5.1 时间响应绘图 impulse(num,den) 给定系统多项式模型 num 、 den,求系统的单位脉冲响应 ,绘制时间响应曲线； 也可以使用状态空间模型 impluse(A,B,C,D) 。调用格式 :y,x,t=impulse(num,den) 返回变量格式，不绘图。(2) lsim(num,den,u,T) 给定系统多项式模型 num 、den,任意控制输入向量 u,时间向量 T,求系统的单位脉冲响 应,绘制时间响应曲线；也可以