![MATLAB Simulink 2020系统仿真从入门到精通](https://wfqqreader-1252317822.image.myqcloud.com/cover/221/44175221/b_44175221.jpg)
2.4.3 矩阵及其元素表示
矩阵是由m×n个数aij(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n)排成的m行n列数表,记成:
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/35_04.jpg?sign=1738911018-MHg5MIIBwpuz2hxRhSjt2hvQ7RsMCMkE-0-57853995d537f6d71c1890f00ff7945c)
称为m× n矩阵,也可以记成aij或Am×n。其中,i表示行数,j表示列数。若m=n,则该矩阵为n阶矩阵(n阶方阵)。
1.向量的生成
本书中,在不需要强调向量的特殊性时,向量和矩阵统称为矩阵(或数组)。向量可以看成是一种特殊的矩阵,因此矩阵的运算对向量同样适用。
(1)直接输入法
生成向量最直接的方法就是在命令行窗口中直接输入。格式上的要求如下。
◆ 向量元素需要用“[]”括起来。
◆ 元素之间可以用空格、逗号或分号分隔。
说明:
用空格和逗号分隔生成行向量,用分号分隔生成列向量。
例2-9:创建向量示例。
解:MATLAB程序如下。
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/35_06.jpg?sign=1738911018-d5CmTRbnYxH1VjND2N19t9pv64omjv1C-0-3f3e56d7ecf3e149d7aeb5bcc1cdb950)
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/36_01.jpg?sign=1738911018-Q0L2CoA0ardPNeVoIeBfFLUPjGwCsYcK-0-eed0cb61d473112dc7cc0936f4f852a1)
(2)冒号法
基本格式是x=first:increment:last,表示创建一个从first开始,到last结束,数据元素的增量为increment的向量。若增量为1,上面创建向量的基本格式简写为x=first:last。
例2-10:创建一个从0开始,增量为-2,到-10结束的向量x。
解:MATLAB程序如下。
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/36_02.jpg?sign=1738911018-BA8hGpuh5mv3p1NyWQhJEGY6HN9MoKPc-0-5fabb1f137afdd889abdc731435a05e7)
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/36_03.jpg?sign=1738911018-S2nFg7QlEo2OrCy53htW1tIIPiY1UWhs-0-2a224a57878f09a5ea00dcdd50a79085)
向量的创建还可以使用引用向量元素的方式,具体调用见表2-9。
表2-9 引用向量元素的方式
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/36_04.jpg?sign=1738911018-S6fHKUVDRKsLMjpuQ6CQrRK3sUardWHP-0-f5a1299e548ec43b5c0a23c13c330a5a)
例2-11:向量元素的引用示例。
解:MATLAB程序如下。
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/36_05.jpg?sign=1738911018-byzL9W8o9tInhMSFtWtpfHnTZRtFWYRj-0-ad7f6db5fe692b39caf81fd60add4cd6)
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/36_06.jpg?sign=1738911018-9kkJPo1fEhMjXDMEFiAWKnQFBgn1BjDI-0-d5e498ffcb29a22807b411b57ba4acbd)
(3)linspace函数
linspace函数可创建一个线性间隔的向量,通过直接定义数据元素个数,而不是数据元素之间的增量来创建向量。此函数的调用格式见表2-10。
表2-10 linspace函数调用格式
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/36_07.jpg?sign=1738911018-9ElxCOY7bvkxVkP9Sj3MF5DImy29GeDG-0-fec1e272788c29bd5e1a989db7934c20)
(4)logspace函数
logspace函数可创建一个对数分隔的向量,与linspace一样,logspace也是通过直接定义向量元素个数,而不是数据元素之间的增量来创建数组的。其调用格式见表2-11。
表2-11 logspace函数调用格式
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/37_01.jpg?sign=1738911018-3zNsTF39TuudKgZOtdgjI3KNa7ArEnno-0-c3cbe0968283591d0745148ae053bd83)
例2-12:创建一个从10开始,到π结束,包含10个数据元素的对数间距的向量x。
解:MATLAB程序如下。
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/37_02.jpg?sign=1738911018-OCveMKwit4mF2BnUxOnLguQNv78GfACx-0-377dd4082d9bbf39ddaf9f335032b52d)
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/37_03.jpg?sign=1738911018-BsS7SsNnApILv6OvaN2dBuS7ryQNBowL-0-e8cab012b95c5705f1071d05c3d4a29e)
2.矩阵的创建
在键盘上直接按行方式输入矩阵是最方便、最常用的创建数值矩阵的方法,尤其适合较小的简单矩阵。在用此方法创建矩阵时,应当注意以下几点。
◆ 输入矩阵时要以“[]”为其标识符号,矩阵的所有元素必须都在括号内。
◆ 矩阵同行元素之间由空格(个数不限)或逗号分隔,行与行之间用分号或〈Enter〉键分隔。
◆ 矩阵大小不需要预先定义。
◆ 矩阵元素可以是运算表达式。
◆ 若“[]”中无元素,表示空矩阵。
◆ 如果不想显示中间结果,可以用“;”结束。
例2-13:创建元素均是15的3×3矩阵。
解:MATLAB程序如下。
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/37_04.jpg?sign=1738911018-TDDZshPvRt0QCPLkdv2CJrA7phj4I0e9-0-bb0a658678d6aec33fba8c0a909f1675)
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/37_05.jpg?sign=1738911018-qyKPsdXLkE2zAvWivriB1iGfzYQVf3pl-0-29bd2d7bd0078bbd69e8db07b6d2f43f)
注意:
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/37_07.jpg?sign=1738911018-7vdVGlaYMCV3MQc7gSPlGREgjJ2N3pIk-0-e45c3fac9f41d5b895cf297b80da2f46)
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/38_01.jpg?sign=1738911018-ox5mKO6N7ef2ou5kYFD2t0CpVZQ7gXAf-0-1af70222bb6aecf5473c79f4071713f2)
例2-14:创建复数矩阵。
本实例演示创建包含复数的矩阵A,其中,。
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/38_03.jpg?sign=1738911018-DrBUVTjeNTr7MqL2L2hqgCLsbxeZnlg9-0-58ad98803ccd8524c3e3c9aaf2727951)
解:MATLAB程序如下。
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/38_04.jpg?sign=1738911018-eEBRjFADPTMDL75PDQ8jmEjTWBDXq0Lh-0-4504800db4db37868fd36e09d1965710)
对矩阵元素可直接赋值,使用格式见表2-12。
表2-12 对矩阵元素赋值
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/38_05.jpg?sign=1738911018-caypBFU5AH9sTL0tCVbGf6NyN1YyeOSF-0-a07a7bc218e534a8a35e083cb129796a)
3.矩阵元素的引用
矩阵元素按照放置的位置可进行引用、按列引用、按对角线引用,数组元素引用的方式见表2-13。
表2-13 数组元素引用的方式
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/38_06.jpg?sign=1738911018-upfA4JiMCxkK6WBm9GFxjasTQRuBv2EZ-0-a069ec2e44ce544fa06e196c2302740d)
例2-15:抽取魔方矩阵的对角元素。
解:MATLAB程序如下。
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/38_07.jpg?sign=1738911018-FfDJVGAYVTKkubd4GYGnAJApMn6b0zcH-0-6b9b3d15223136dd9354f7997fe98dc1)
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/38_08.jpg?sign=1738911018-Hc5072YKhwvPoHVzq1M75drHeskRKV1s-0-0f1c9dfacb5f9e2402ef544357b71946)
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/39_01.jpg?sign=1738911018-wR2DAmeFyExfp3ztXZEGso53RsBxCg2o-0-d894dda82c35dfa6794a6e01bb1e5b0a)