通信原理MATLAB仿真基礎(chǔ)新

1、第三章 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)(MATLA仿真實(shí)驗(yàn))3.1 MATALAB語言概述3.1.1 MATALAB 語言的發(fā)展MATALAB 是一種科學(xué)計(jì)算軟件，主要適用于矩陣運(yùn)算及控制和信 息處理領(lǐng)域的分析設(shè)計(jì)。它使用方便，輸入簡潔，運(yùn)算高效，內(nèi)容豐 富，并且很容易由用戶自行擴(kuò)展，因此，當(dāng)前已成為美國和其他發(fā)達(dá) 國家大學(xué)教學(xué)和科學(xué)研究中最常用而必不可少的工具。MATLAB是由美國Mathworks公司與1984年正式推出的，從那時(shí) 到現(xiàn)在已升級到 7.x 版本。隨著版本的升級，內(nèi)容不斷擴(kuò)充，功能更強(qiáng) 大。特別是在系統(tǒng)仿真和實(shí)時(shí)運(yùn)行等方面，有很多新進(jìn)展，更擴(kuò)大了 它的應(yīng)用前景。MATLAB 是“矩陣實(shí)驗(yàn)室”(

2、MATrix Laboratoy )的縮寫，它是一 種以矩陣運(yùn)算為基礎(chǔ)的交互式程序語言，專門針對科學(xué)、工程計(jì)算及 繪圖的需求。它用解釋方式工作，鍵入程序立即得出結(jié)果，人機(jī)交互 性能好，適應(yīng)于多種平臺。 MATLAB 語言在國外的大學(xué)工學(xué)院中，特 別是數(shù)值計(jì)算用的最頻繁的電子信息類學(xué)科中，已成為每個(gè)學(xué)生都掌 握的工具了。它大大提高了課程教學(xué)、解題作業(yè)、分析研究的效率。MATLAB 語言比較好學(xué)，因?yàn)樗挥幸环N數(shù)據(jù)類型，一種標(biāo)準(zhǔn)的 輸入輸出語句，不用“指針”，不需編譯，比其他語言少了很多內(nèi)容 聽三、四個(gè)小時(shí)課，上機(jī)練幾個(gè)小時(shí)，就可入門了。以后自學(xué)也十分 方便，通過它的演示(demo)和求助(hel

3、p)命令，人們可以方便地 在線學(xué)習(xí)各種函數(shù)的用法及其內(nèi)涵MATLAB 語言的難點(diǎn)是函數(shù)較多，僅基本部分就有 700多個(gè)，其 中常用的有二三百個(gè)，要盡量多記少查，可以提高編程效率。3.1.2MATLAB 語言的特點(diǎn)1. 矩陣運(yùn)算：每個(gè)變量代表一個(gè)矩陣，它以矩陣運(yùn)算見長；每個(gè)元素都 看作復(fù)數(shù)，所有的運(yùn)算都對矩陣和復(fù)數(shù)有效。(虛部符號可用i或j) clear %清除內(nèi)存 變量format short %c1=1-2i,c2=3*(2-sqrt(-1)*3),c3=6+sin(.5)*1jc4=complex(1,2) %建立復(fù)數(shù)c1 =1.0000 - 2.0000ic2 =6.0000 - 9.0

4、000ic3 =6.0000 + 0.4794i c4 =1.0000 + 2.0000i c1r=real(c1),c1i=imag(c1),abs_c1=abs(c1),angle_c1=angle(c1)結(jié)果：c1r =1c1i =-2abs_c1 =2.2361angle_c1 =-1.1071(1) 所有的標(biāo)點(diǎn)符號必須是在英文狀態(tài)下輸入。(2) 各指令行可以用逗號或分號隔開，如用分號，則分號前的指令只執(zhí) 行，不顯示結(jié)果。(3) 在命令窗口中輸入指令后，必須按下 enter 鍵, 該指令才會被執(zhí) 行.(4) %為注釋符，即后面的內(nèi)容為注釋，對 MATLA的計(jì)算不產(chǎn)生任 何影響。2. 人

5、機(jī)界面適合科技人員 :其程序與科技人員的書寫習(xí)慣相近，易寫易 讀。矩陣行數(shù)列數(shù)無需定義。鍵入算式即得結(jié)果，無需編譯。36 的輸入步驟912例如：簡單矩陣 A 4578(1) 在鍵盤上輸入下列內(nèi)容A=1,2,3;4,5,6;7,8,9結(jié)果：789 按enter鍵，指令執(zhí)行。注意：直接輸入矩陣時(shí)，矩陣元素用空格或逗號”，”分隔，整個(gè)矩 陣放到方括號“”里。標(biāo)點(diǎn)符號一定要在英文狀態(tài)下輸入。(3) 指令執(zhí)行后，矩陣A被保存在MATLA的工作空間(Workspace) 中。如果用戶不用clear指令清除它，或?qū)λ匦沦x值，那么該矩陣 會一直保存在工作空間中，直到本 MATLAB!令窗被關(guān)閉為止。(4)

6、MATLA區(qū)分大小寫字母。3強(qiáng)大而簡易的作圖功能(1) 能根據(jù)輸入數(shù)據(jù)自動(dòng)確定坐標(biāo)繪圖。(2) 能規(guī)定多種坐標(biāo)系(極坐標(biāo)，對數(shù)坐標(biāo)等)。(3) 能繪制三維坐標(biāo)中的曲線和曲面。(4) 可設(shè)置不同顏色、線型和視角等。如果數(shù)據(jù)齊全，通常只需要一條命令即可出圖。例：用圖形表示離散函數(shù)y |(n 6) 1。n=(0:12); %產(chǎn)生一組自變量數(shù)據(jù)y=1./abs( n-6);%計(jì)算相應(yīng)點(diǎn)的函數(shù)值plot( n, y,'r*','MarkerSize',15)% 用紅花標(biāo)出數(shù)據(jù)點(diǎn)grid on %畫坐標(biāo)方格顯示的圖形：圖3-1函數(shù)y (n 6)說明： ./表示點(diǎn)除，用于元素

7、對元素的除法。而 /表示矩陣除法。還有'*''八'及 '*''八'4.智能化程度高(1) 繪圖時(shí)自動(dòng)選擇最佳坐標(biāo)。(2) 做數(shù)值積分時(shí)，自動(dòng)按精度選擇步長。(3) 自動(dòng)檢測和顯示程序錯(cuò)誤的能力強(qiáng)，易于調(diào)試。 5.功能豐富，可擴(kuò)展性強(qiáng)MATLAB 軟件包括基本部分和專業(yè)擴(kuò)展兩大部分?；静糠职?括：矩陣的運(yùn)算和各種變換；代數(shù)和超越方程的求解，數(shù)據(jù)處理和傅 里葉變換，數(shù)值積分等等。擴(kuò)展部分稱為工具箱。它實(shí)際上是用 MATLAB 的基本語句編成的各種子程序集，用于解決某一方面的專門 問題，或?qū)崿F(xiàn)某一類的新算法?，F(xiàn)在已經(jīng)有控制系統(tǒng)，信號處

8、理、圖 像處理、系統(tǒng)辨識、模糊集合、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)和小波分析等數(shù)十個(gè)工具 箱，并且還在繼續(xù)發(fā)展中。MATLAB 的核心內(nèi)容是它的基本部分，所有的工具箱子程序都是 用它 的基本語句編寫的。學(xué)好這部分內(nèi)容是掌握 MATLAB 的關(guān)鍵。3.1.3M ATLAB 的工作環(huán)境MATLAB7.X的工作環(huán)境主要由命令窗(Comma nd Win dow)、圖 形窗(Figure Window)和文本編輯窗(File Editor)組成。 1. 命令窗( Command Window)Comma nd Window是MATLAB中最重要的部分，它是人機(jī)交互的 主要環(huán)境，也是和編譯器連接的主要窗口。用戶通過在提示符

9、“>>”后直接輸入各種命令并讀出相應(yīng)的結(jié)果。命令窗見 MATLAB 桌面系統(tǒng) 的默認(rèn)畫面。其左上視窗為當(dāng)前目錄(Current Directory),可切換為 工作空間(Workspace)；其左下視窗為歷史命令(Comma nd History)； 右半個(gè)視窗則為命令窗(Comma nd Win dow)。常用的窗口命令如 下： clc：清除Comma nd Window里的內(nèi)容； clear：清除內(nèi)存變量； home：光標(biāo)回到窗口的左上角； clf :清除當(dāng)前Figure窗口的所有非隱藏對象； close:關(guān)閉當(dāng)前 Figure窗口； close all:關(guān)閉所有 Figure

10、 窗口工作空間有多種應(yīng)用功能：內(nèi)存變量的查閱、保存和編輯；在命令行下，可以用who, whos查閱MATLAB內(nèi)存變量；who用于檢查現(xiàn)存 于工作空間（Workspace）的變量；whos用于檢查現(xiàn)存于工作空間的變 量的詳細(xì)資料。內(nèi)存變量可以用 clear命令清除。如 clear %清除所有內(nèi)存 變量a=（1:7）'%轉(zhuǎn)置>>a =1234567 who %顯示內(nèi)存變量名>>Your variables are:whos%顯示內(nèi)存變量名和尺寸、占用內(nèi)存空 間、類型>>Name SizeBytes Class Attributesa 7x156 dou

11、ble clear a %清除變量 a（ 1） 命令窗編輯功能：鍵入和修改程序的方法與通常的文字處理相 仿。特殊的功能鍵為ESC 恢復(fù)命令輸入的空白狀態(tài)（即作廢命令）J調(diào)出下一行命令f調(diào)出上一行（歷史）命令這個(gè)功能在程序調(diào)試時(shí)十分有用。對于已執(zhí)行過的命令，如要做些修 改后重新執(zhí)行，就不必重新鍵入，用f鍵調(diào)出原命令做修改即可。（2）主菜單中的編輯（ Edit ）項(xiàng)功能：用它可以把屏幕上選中的文字 裁剪（Cut）或復(fù)制（Copy）下來，放到剪貼板上，然后粘貼（Paste）到任意其他視窗的任何位置上去。這是 MATLAB!其他 軟件（如Wore）交換文件、數(shù)據(jù)和圖形的重要方法。（3）Debug項(xiàng)是調(diào)

12、試程序時(shí)使用的。（4）Desktop 項(xiàng)功能：用它可以改變屏幕上顯示的視窗布局。如顯示 或隱藏命令窗、歷史命令窗、工作空間、當(dāng)前目錄；最大化命令 窗等。（5）Help 項(xiàng)功能：展示詳盡的幫助。（6）在命令行鍵入help,屏幕上將顯示系統(tǒng)中已裝入的函數(shù)庫（即子 目錄）的名稱。（7）鍵入help子目錄名，女口 help elfun,即得出elfun庫（初等數(shù)學(xué)函 數(shù)庫）中各函數(shù)名。（8）鍵入help函數(shù)名，如help eye,即得到eye函數(shù)的意義和用法。（9）退出MATLAB有兩種方法。一是鍵入exit或quit，還有一種是 用鼠標(biāo)雙擊左上角的小方塊或單擊右上角的x號。后一種情況屬 非正常退出,

13、該次進(jìn)程的所有的命令將不紀(jì)錄在“歷史命令窗 中”,故應(yīng)盡量避免使用。2 .圖形窗 通常,只要執(zhí)行了任一種繪圖命令,就會自動(dòng)產(chǎn)生圖形窗。以后 的繪圖都在這一個(gè)圖形窗中進(jìn)行。如想再建一個(gè)或幾個(gè)圖形窗,則可 鍵入 figure, MATLAB 會新建一個(gè)圖形窗,并自動(dòng)給它依次排序,如 果要人為規(guī)定新圖為圖3,則可鍵入figure （3）。如要調(diào)看已經(jīng)存在 的圖形窗n,也應(yīng)鍵入fingure （n）。3. 文本編輯窗（ M 文件編輯窗）MATLAB 程序編制有兩種方式。一種稱為命令方式,在命令窗中 的命令符“ >>”下一行一行地輸入命令,計(jì)算機(jī)每次對一行命令做出 反應(yīng),像計(jì)算器那樣；這只能

14、編簡單的程序,在入門時(shí)可以用這種方 式。程序稍復(fù)雜一些,就應(yīng)把程序?qū)懗梢粋€(gè)有多行語句組成的文件, 即 M 文件,讓 MATLAB 來執(zhí)行這個(gè)文件；編寫和修改這種文件程序 就要用到文本編輯器Editor。文本編輯器可以將程序像文本一樣編輯， 如復(fù)制、粘貼等,非常方便。一行中可以鍵入幾個(gè)命令,用“；”或“，"隔開。如用“；”則該函數(shù)的執(zhí)行結(jié)果不顯示（圖形函數(shù)除 外）；如用 "," 則該函數(shù)的運(yùn)行結(jié)果要顯示。命令窗上方最左邊的按鈕是用來打開文本編輯器空白頁的。左邊 第 2 個(gè)按鈕是用來打開原有程序文件的。3.2 基本語法3.2.1 變量及其賦值在 MATLAB 內(nèi)部所有

15、變量均保存成 double 的形式，即雙精度（ 64 位）二進(jìn)制。這是為了簡化編程， MATLAB 省去了許多種數(shù)據(jù)格式。MATLAB 是基于矩陣運(yùn)算的， MATLAB 中的所有變量或常量都以 矩陣形式保存的。一個(gè)數(shù)也是矩陣，只不過它是1X1階的矩陣。變量名的命名規(guī)則如下： （1）變量名區(qū)分大小寫。（ 2）變量名最多能包括 63個(gè)字符，其后的字符都被忽略。 （3）變量名必須以一個(gè)字母開始，其后可以是任意數(shù)量的字母、數(shù) 字、下劃線，字符中間不能留空格。（ 4）不允許出現(xiàn)標(biāo)點(diǎn)符號，因?yàn)楹芏鄻?biāo)點(diǎn)符號在 MATLAB 中有特殊 的意義。（5）MATLAB 中的 關(guān)鍵字（又稱保留字）不能用作變量名。關(guān)鍵

16、字 如下： For end if while function return elseif case otherswise switch continue else try catch global persiste nt break 3.2.2矩陣及其元素的賦值賦值就是把數(shù)賦予代表常量或變量的標(biāo)示符。 MATLAB 中的變量 或常量都代表矩陣，標(biāo)量看作 1X 1 階的矩陣。賦值語句的一般形式 為：變量 =表達(dá)式（或數(shù)） 例如： a=1 2 3;4 5 6;7 8 9 x=-1.3,sqrt（3）,（1+2+3）/5*4 >>a =123456789x =-1.30001.7321

17、 4.8000矩陣的值放在方括號中，同一行元素之間用逗號或空格分開，不同的 行則以分號或回車隔開，執(zhí)行語句要鍵入en ter鍵。變量的元素用圓括號“()”中的數(shù)字(也稱為下標(biāo))來注明，一維 矩陣中的元素用一個(gè)下標(biāo)表示，二維用兩個(gè)下標(biāo)，以逗號分開。三維 或更高維數(shù)矩陣，可有三個(gè)或更多下標(biāo)。用戶可以單獨(dú)給元素賦值， 如x(2)=1.7321,等。如果賦值元素的下標(biāo)超出了原來矩陣的大小，矩陣 的行列會自動(dòng)擴(kuò)展。如：x(5)=abs(x(1)a(4,3)=6.5>>x =-1.30001.73214.80000 1.3000a =1.00002.00003.00004.00005.0000

18、6.00007.00008.00009.00000 0 6.5000可見跳空的元素x(4),a(4,1),a(4,2)被自動(dòng)賦值。這種自動(dòng)擴(kuò)展維數(shù)的功 能只適用于賦值語句，在其他語句中若出現(xiàn)超維調(diào)用的情況，系統(tǒng)將 給出出錯(cuò)提示。給全行賦值，可用冒號。如給 a的第5行賦值。鍵入a(5,:)=5,4,3>>1.00002.00003.00004.00005.00006.00007.00008.00009.000000 6.50005.00004.00003.0000把a(bǔ)的第2，4行及第1，3列交點(diǎn)上的元素取出，構(gòu)成一個(gè)新矩陣b可鍵入 b=a(2,4,1,3) >> b =4

19、.0000 6.0000 0 6.5000要抽去a中的第2、4, 5行，可利用空矩陣概念鍵入 a(2,4,5,:)=注意，“空矩陣”是指沒有元素的矩陣。對任何一個(gè)矩陣賦值 ，就是 使它的元素都消失。這完全不同于“零矩陣”，后者是元素存在，只 是其數(shù)值為零而已?？梢钥闯?，空矩陣是使矩陣減縮是不可缺少的概 念。2.1.2復(fù)數(shù)MATLB 的每一個(gè)元素都可以使復(fù)數(shù) ,實(shí)數(shù)是復(fù)數(shù)的特例，復(fù)數(shù)的 虛數(shù)部分用 i 或 j 表示。這是 MATLAB 啟動(dòng)時(shí)就在內(nèi)部設(shè)定的。 對復(fù)數(shù)矩陣有兩種賦值方法。( 1)將其元素逐個(gè)賦予復(fù)數(shù)，如：鍵入 z=1+2i,3+4i;5+6i,7+8i z =1.0000 + 2.

20、0000i 3.0000 + 4.0000i5.0000 + 6.0000i 7.0000 + 8.0000i (2)將其實(shí)部和虛部分別賦值，如： z=1,3;5,7+2,4;6,8*j z =1.0000 + 2.0000i 3.0000 + 4.0000i5.0000 + 6.0000i 7.0000 + 8.0000i兩種方法結(jié)果相同。注意，只有數(shù)字和i (或j)的乘積可省略乘號， 在上述矩陣式中若省略乘號“ *”，就會出錯(cuò)。另外，如果在前面程序 中曾經(jīng)給 i 或 j 賦過其他值，則 i ， j 已經(jīng)不是虛數(shù)符號，這些虛數(shù)賦值 語句就都不對了。為此，應(yīng)使用 clear i， j 命令把原

21、賦值的 i， j 清掉， 然后再執(zhí)行復(fù)數(shù)賦值語句。MATLAB 中的所有的運(yùn)算符和函數(shù)都對復(fù)數(shù)有效。例如：鍵入 f=sqrt(1+2i)1.2720 + 0.7862i 2.1.3基本賦值矩陣魔方矩陣magic(n)的特點(diǎn)是：其元素由1到n2的自然數(shù)組成；每 行、每列及兩對角線上的元素之和均等于(n3+n) /2。單位矩陣eye(n) 是nxn階的方陣，其對角線上的元素為1,其余元素為0。全1矩陣 ones(n)是nx n階的單位陣。如：f1=ones(3,2),f2=zeros(2,3),f3=magic(3),f4=eye(2) f1 =1 11 11 1f2 =000000f3 =816

22、3 574 92f4 =1001又如：g=1,2,3,4;5,6,7,8;9,10,11,129 10 11 12 ones(3) ans =111111size(g)ans =3 4 ones(size(g) ans =1 1 1 11 1 1 11 1 1 1 eye(4) ans =1 0 0 00 1 0 00 0 1 00 0 0 1 eye(2,4) ans =1 0 0 00 1 0 0 eye(4,2) ans =1 00 10 00 0線形分割函數(shù)linspace(a,b,n在a與b之間均勻地產(chǎn)生n個(gè)點(diǎn)值，形成n維向量(步長為(b-a)/(n-1)。如： f5=linspac

23、e(0,1,5)f5 =0 0.2500 0.5000 0.7500 1.0000大矩陣可由若干小矩陣組成 ,但必須其行列數(shù)正確，恰好填滿全部元素。如鍵入fb1=f1,f3;f4,f2fb1 =1 18161 13571 14921 00000 1000下面的命令將創(chuàng)建隨機(jī)矩陣：randn('state',0) %把正態(tài)隨機(jī)數(shù) 發(fā)生器置零randn(3) %產(chǎn)生3x 3的正態(tài)隨機(jī)陣 ans =-0.4326 0.2877 1.1892-1.6656 -1.1465 -0.03760.1253 1.1909 0.3273 randn(2,5) %產(chǎn)生2X 5的正態(tài)隨機(jī)陣 ans

24、=0.1746 0.7258 2.1832 0.1139 0.0593-0.1867 -0.5883 -0.1364 1.0668 -0.0956 a=1:4;5:8;9:12 a =1 2 3 45 6789 10 11 12diag(a)%取 a的對角元素 ans =1611diag(diag(a) %內(nèi)diag取a的對角元素，外diag利用對角元素生成 對角陣ans =10006000113.3 數(shù)值數(shù)組及其運(yùn)算3.3.1 引導(dǎo) 數(shù)組是由一組實(shí)數(shù)或復(fù)數(shù)排成的長方形陣列。它可以是一維的“行” 或“列”，可以是二維或多維的矩陣。例：繪制函數(shù)y=xe-x在Owx< 1時(shí)的曲線。x=0:0

25、.1:1 %定義自變量的采樣點(diǎn)取值數(shù)組 y=x.*exp(-x) %利用數(shù)組運(yùn)算計(jì)算各自變量采樣點(diǎn)上的函數(shù)值 plot(x,y),xlabel('x'),ylabel('y'),title('y=x*exp(-x)') % 繪圖x =Columns 1 through 1OO O.1OOO O.2OOO O.3OOO O.4OOO O.5OOO O.6OOO O.7OOOO.8OOO O.9OOOColumn 111.OOOOy =Columns 1 through 1OO O.O9O5 O.1637 O.2222 O.2681 O.3O33 O

26、.3293 O.3476O.3595 O.3659Column 11O.3679y=x*exp(-x)0.40.350.30.25y 0.20.150.10.05000.10.20.30.40.50.60.70.80.91x圖3-2函數(shù)y=xe-x*"實(shí)施數(shù)組x和數(shù)組exp(x)對應(yīng)元素之間的相乘3.3.2 一維數(shù)組1. 創(chuàng)建(1) 逐個(gè)元素輸入法x=2 pi/2 sqrt(3) 3+5i x =2.00001.57081.73213.0000 + 5.0000i(2) 冒號生成法x=a:i nc:b說明：a是數(shù)組的第一個(gè)元素；inc是采樣點(diǎn)之間的間隔，即步長。如(b-a )是inc

27、的整數(shù)倍，則所生成數(shù)組的最后一個(gè)元素是b，否則小于b。注意：該冒號必須在英文狀態(tài)下產(chǎn)生。中文狀態(tài)下的冒號將導(dǎo)致 MATLAB!作錯(cuò)誤！(3) 線形分割函數(shù)linspace(a,b,n產(chǎn)生說明：a, b分別是生成數(shù)組的第一個(gè)和最后一個(gè)元素。n是采樣總點(diǎn)數(shù)。該命令生成(1x n)數(shù)組。該命令的作用與x=a:(b-a)/(n-1):b 相同。2. 尋訪和賦值x(1) 是 x 的在MATLAB，可以通過下標(biāo)來訪問單個(gè)數(shù)組元素。例如, 第一個(gè)元素。 x(2) 是 x 的第二個(gè)元素，依此類推。例如： clear x=1:2:12 x =1 3 5 7 9 11 x(3)ans =5x(1 2 5)ans

28、=1 3 9x(1:3)ans =1 3 5 x(3:e nd) %end是指一維數(shù)組的長度，即最大下標(biāo) ans =5 7 9 11 x(3:-1:1)ans =5 3 1 x(find(x>5) ans =11x(1 2 3 4 4 3 2 1) %對元素可以重 復(fù)訪問，使所得數(shù) 組長度允許大于原 數(shù)組ans =1 3 5 7 7 5 3 1 x(3)=07 9 11x(1 4)=2 2 %把當(dāng)前x數(shù)組的第一、四個(gè)元素都 賦值為2x =2 3 0 2 9 113.3.3 二維數(shù)組1 創(chuàng)建 可以采用直接輸入法。對于較小輸入數(shù)組，從鍵盤上直接輸入最 簡便。二維數(shù)組必須有以下三個(gè)要素：(1)

29、整個(gè)數(shù)組必須以方括號“ ”為其首尾；( 2)數(shù)組的行與行之間必須用分號“；”或回車鍵enter 隔離；( 3)數(shù)組元素必須由逗號“，”或空格分隔。例： a=2.7358;b=33/79;c =1.00000.7071 d=c'c=1,2*a+i*b,b*sqrt(a);sin(pi/4),a+5*b,3.5+i5.4716 + 0.4177i 0.69094.82443.5000 + 1.0000id =1.00000.70715.4716 - 0.4177i 4.82440.69093.5000 - 1.0000ie=c.' e =1.00000.70715.4716 + 0

30、.4177i 4.82440.69093.5000 + 1.0000i334 “非數(shù)”和“空”數(shù)組1. 非數(shù)NaN按IEEE規(guī)定，0/0, 乂/ 乂,0等都會產(chǎn)生非數(shù)。該數(shù)在 MATLAB中用NaN或nan記述。注意：(1) NaN參與運(yùn)算所得結(jié)果也是 NaN 即具有傳遞性。(2)非數(shù)沒有大小概念，因此不能比較兩個(gè)非數(shù)大 小。2. “空”數(shù)組在舊版本的MATLAB只有二維“空”數(shù)組，用表示。高版本的 “空”數(shù)組引進(jìn)了高維數(shù)組。注意：(1)不要把“空”數(shù)組和全零數(shù)組混淆。(2)不要把空數(shù)組看成“虛無”，它確實(shí)存在。3.3.5關(guān)系操作和邏輯操作MATLAB勺約定：(1) 在所有關(guān)系表達(dá)式和邏輯表達(dá)

31、式中，作為輸入的任何非0數(shù)都被 看作是“邏輯真”，而只有0才被認(rèn)為是“邏輯假”。(2) 所有關(guān)系表達(dá)式和邏輯表達(dá)式的計(jì)算結(jié)果，即輸出，是一個(gè)由0 和1組成的“邏輯數(shù)組”。在此數(shù)組中的 1表示“真”，0表示“假”。(3) 邏輯數(shù)組是一種特殊的數(shù)組數(shù)組。1.關(guān)系操作表3-1關(guān)系操作符指令含義指令含義<小于>=大于等于<=小于等于=等于>大于不等于說明：(1)標(biāo)量可以與任何數(shù)組進(jìn)行比較。比較在此標(biāo)量與數(shù)組每個(gè) 元素之間進(jìn)行，因此比較結(jié)果將與被比較數(shù)組同維。(2)當(dāng)比較中沒有標(biāo)量時(shí)，關(guān)系符兩邊進(jìn)行比較的數(shù)組必修維數(shù)相 同。例：clear;A=1:9,B=10-A,r0=(A&l

32、t;4),r 仁(A=B)A =123456789B :987654321r0111000000r10000100002.邏輯操作表3-2邏輯運(yùn)算符指令含義&與I或非例:clear;A=1:9,L1=(A>5)L2=(A>3)&(A<7)A =123 456789L1 =111 110000L2 =000 1110003.4程序控制語句下面是MATLA編程中常用的程序控制語句。341判斷if語句if語句通過判斷邏輯表達(dá)式的值實(shí)現(xiàn)分支算法。當(dāng)表達(dá)式的邏輯 值為真，則執(zhí)行后面的語句塊所包含的指令；否則跳過該語句塊。（1）if邏輯表達(dá)式語句end2)if邏輯表達(dá)式語

33、句 1else語句 2end3)if邏輯表達(dá)式 1語句 1elseif邏輯表達(dá)式 2語句 2else語句 nend例：比較兩個(gè)數(shù)的大小。x=32;y=86;if x>y'x 大于 y'elseif x<y'x 小于 y'elseif x=y'x等于yelse'error' end ans =x 小于 y3.4.2 循環(huán)語句MATLAB勺循環(huán)語句有for循環(huán)語句和while循環(huán)語句兩種。 while 循環(huán)和 for 循環(huán)的區(qū)別在于： while 循環(huán)結(jié)構(gòu)的循環(huán)體被執(zhí)行的 次數(shù)不是確定勺，而 for 循環(huán)結(jié)構(gòu)中循環(huán)體勺執(zhí)行次數(shù)是確

34、定勺。 （1）for 循環(huán)語句for循環(huán)變量 =起始值：步長：終止值循環(huán)體end 例：從 1 加到 10 clear; a=0;for i=1:1:10 a=a+i;enda a =55(2) while 循環(huán)語句while 表達(dá)式循環(huán)體end若表達(dá)式為真，則執(zhí)行循環(huán)體的內(nèi)容，執(zhí)行后再判斷表達(dá)式是否是 真，若不為真，則跳出循環(huán)體，向下繼續(xù)執(zhí)行。例： num=0;a=5;while a>1a=a/2;num=num+1;endnum num =3當(dāng)"a>1"不為真時(shí)跳出循環(huán)體，共執(zhí)行了3次循環(huán)。例：Fibonacci 數(shù)組的元素滿足 Fibonacci 規(guī)則：比+

35、2二ak+ak+i, ( k=1,2,.)；且a1=a>=1?，F(xiàn)要求出該數(shù)組中第一個(gè)大于10000的元素。a(1)=1;a(2)=1;i=2;while a(i)<=10000a(i+1)=a(i-1)+a(i);i=i+1;endi,a(i),i =21ans =10946343 分支 switch/case語句分支switch/case語句是多分支選擇語句，有些情況可以用if語句表達(dá)，但多層嵌套的情況，switch/case語句更清晰，容易理解。switch 表達(dá)式case值 1語句1case值 2語句2otherwise語句nend3.5 SIMULINK 交互式仿真集成環(huán)境

36、3.5.1使用入門為了讓大家盡早熟悉SIMULINK的建模和仿真能力，本節(jié)一簡例，分 步敘述如下：(1)在MATLAB的命令窗運(yùn)行指令simulink，或點(diǎn)擊命令窗中的圖 標(biāo)便打開如圖所示的SIMULINK模型庫瀏覽器(simulink Library Browser )。E.ile Edit Vi ca Help 0七錨File Edit Vi ew Help oS蟲鉢CoHbonJLy Vsed Blocks：1 丄iLk/ComimoiiLlrUsed BlocksSi muliinkComm only Used BlocksCont innoiiEAC ontiiruou.sDicon

37、tiziui tiIis;creleLogi c and Bi t OpLockup T %bl>e sMath Opertli &nsFilo del Verif i cati onHodel-Ti d« VtilitiesTorts 魁 Subsist電51 £ji al At tri buEe s環(huán)al R ngSinJssSour ces<Readdy+ztlrdrd土>a護(hù)3+ T *D iscDiiti jxud.-.Discr et&MathOper ati oilsLogi c an：! li tOperationsLook

38、up Tibies圖3-3 SIMULINK模型庫瀏覽器(2) 在庫瀏覽器中直接點(diǎn)擊左側(cè)分類目錄中的Source子庫，便可以看到各種信源模塊，如圖所示。S ine T av« :直 占 in色 帕U色：SimuliinkCofhmonly Used BlocksC out muonsliscretec and Bit Dp erati ons up TwbL沾Hath OfbrtiNodel Vexi £1 cti onHQdel-ffide UtilitiesTorts b Subsyst電msSignal AttributesSignal Roptin峯SinksVse

39、rDe£ineil FwctiQnsl/WIStquLftZkce StairK ep a a ting：Sequence：RtpeatinfS e queue e*I nt arpoLa, t e da 曰卯曰I 11 S i gjxal OOS ine= Vfav"BuilderSi grtalatetr<ReadyUni form Random Humber0(t) = Am®*Sin(Freq*t +Fliase) * Bias圖 3-4 Sources模塊(3) 點(diǎn)擊工具條上的口圖標(biāo)，打開一個(gè)名為untitled的空白模型窗 口。圖3-5untit

40、led的空白模型窗(4)將鼠標(biāo)點(diǎn)中所需的模塊(如正弦波信源模塊Sine Wave)后，直接將它拖拉到untitled窗。巴 untitled *叵腿Til. EJil VUrrwlnljlgiU kiiTiflis果屜瞻|4=耳音耳總" |iao 阪沁 ®亙 I; 心 Wjv*肛髯 jy|00寓什*圖 3-6 含 Sine Wave模塊的 untitled 窗(5)類似地，將信宿Sinks中的示波器Scope拖拉到上述模型窗圖 3-7 含 Sine Wave和 Scope模塊的 untitled 窗(6) 用鼠標(biāo)指向信源右側(cè)的輸出端，當(dāng)鼠標(biāo)變成十字符時(shí)，按住鼠標(biāo) 任一鍵，移向示波器的輸入端，松開鼠標(biāo)按鍵，就完成了兩個(gè)模 塊間的信號線連接。一個(gè)簡單的模型就建成了。Runtitled *L fclFxFile Edi t View Simnlatioil Fjrimat Tools HelpD | sS 日冒 J.嗨富 | 牛屮告 | £2 Q | b |iTo | g iSine Wjvf：嗨丘斶IQmQ盹45丄圖3-8模塊之間的連接(7) 為進(jìn)行仿真，雙擊示波器模塊，打開示波器顯示屏，調(diào)整顯示屏 窗口，使之與模型窗互不交疊，以便觀察。(8) 點(diǎn)擊模型窗中“仿真啟動(dòng)”圖標(biāo)，或選擇菜單simulink- start,仿真開始。在示波器顯示