![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=1738835859-IPM6Xx5vGMDblaIOx8wCvFOJZL3gBiqS-0-565986ec79a63314e66d40fc0f0c5e85)
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=1738835859-OwIhl2pu0PgHe3RECQMi941TasLNJqlG-0-b8df4c75fc1fda4547630d4f0ed14cfb)
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/36_01.jpg?sign=1738835859-kXXerlTLl359SDgC4t3sqEqrWzRmLe2T-0-7b440afab6740bda5592226462e577d5)
(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=1738835859-hr71LvcHpbVJCl7WyCefXmxUYF2qxhfX-0-902115ba5b77ae01c6da2e72380ff1ca)
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/36_03.jpg?sign=1738835859-sR5kEFbV5qUR52lfOLU5D1tVkNNaCe66-0-4e852b390ac4defb845dd35f626b7efd)
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=1738835859-a3w6g1B19csxGQim0AxnBOebicmlm9Qj-0-5386f2aaf7d14a78baad78daf62db034)
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=1738835859-DkH5MhBmF5aGmOlqTOLFjxiBF0l8wSMn-0-8ad37b0f5f0db7a576e52be2f47fc4e2)
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/36_06.jpg?sign=1738835859-3viNFdJaYhLPbl5xwMzYsp7X3iHvO7ym-0-547cc7af6f7c8053f4f09c5db6b83b6a)
(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=1738835859-6hCe3AhkxjJHkMyPbBnk8CuM27W0g0Ol-0-0908f6689bc8a416137b9680c7b029fd)
(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=1738835859-VFXpyHE12GDuATtOoly3bIwCasld0mdl-0-0002e64d1b5ae93df68f80116a1284bc)
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=1738835859-3frEjBdxcaU4H0OEGmuwT1kxVF4Bfg8j-0-9057aea7da23f210d04727c1eaef0bf9)
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/37_03.jpg?sign=1738835859-tXU9Y7XLzuDYNuhBp5mMQVWOhqnZUHVT-0-49f9697c90c3cd84bd9e1c90186ae7c9)
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=1738835859-e4lo1sNeIOENa4xCkcZlLFyNHZjKFhUv-0-7aece3a73ddd090f614c2d7831149281)
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/37_05.jpg?sign=1738835859-1Ja8zYmuNcjuOl7WZ3lgHb6zOHh9r6Oz-0-037ccd4b71c3f46af2c1b51e433e550e)
注意:
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/37_07.jpg?sign=1738835859-QzvbWJu10UtdrvWDevIcdlTzH71yed5w-0-661e2ad1dea6c12fbb8fb5cec66074ba)
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/38_01.jpg?sign=1738835859-lel0xqMWRqVOP79QSfKp8bKdAkRo4Ji3-0-0da9a4c1e2be1897cf5505f4b8976003)
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=1738835859-PbZ6xdEKudSlXTznEb5G8mZ5xNySyS3s-0-a188f827d8935c04dbbc6f2f61446756)
解:MATLAB程序如下。
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/38_04.jpg?sign=1738835859-hAYU0lxiHZlvQs5itn18wpWTHejke5kc-0-c2b0af5dc63792e6c8f741e09ba960d2)
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=1738835859-HtQ502j4xrhHGepWd0DnGrqyBp5MVTXn-0-73c8bd61f35dbc190931dd221c34868e)
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=1738835859-bhWrkldpeQvPGpmuo0HiaMvZdEDwva7l-0-be0a2ea12200d1c9aad40b373da2b6ae)
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=1738835859-oVGDh2paoKIhpg6ChZTlTkl3oAEjJxxZ-0-59fb6cad11054921d508757902fd37ab)
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/38_08.jpg?sign=1738835859-D7KnXyiZxBRA93Iwl9K7UQMm88Fxcntd-0-ac75ae7068a2489c33dc6b09dc5eb224)
![](https://epubservercos.yuewen.com/9B02D1/23446275609890206/epubprivate/OEBPS/Images/39_01.jpg?sign=1738835859-zxDiJYoosDY0lNsyd93DlzVZYVsvvnjb-0-d051eb2587df9a1e6ee9cee1b167aa2f)