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  • 命令行特殊输入方法在MATLAB中,有些特殊情况需要使用一些小“技巧”才能够正确输入。本小节介绍相关内容。输入多行命令并且不运行若要在输入完多行命令之前并不运行其中任何一行,可以输入完一行命令之后使用...
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    上一周,小通推送了一篇Matlab入门的文章,许多小伙伴在后台说看的不够过瘾!既然如此,我们就一起迈出Matlab入门的第二步吧!

    命令行的特殊输入方法

    在MATLAB中,有些特殊情况需要使用一些小“技巧”才能够正确输入。本小节介绍相关的内容。

    输入多行命令并且不运行

    若要在输入完多行命令之前并不运行其中的任何一行,可以输入完一行命令之后使用Shift+Enter快捷键,然后光标就会移动到下一行,在这行前并不会显示命令提示符,此时用户可以输入下一行命令。这样重复进行,直到输入完所有的命令之后按回车键,即可将所有的命令按照输入顺序逐行运行。通过这样的方法,可以对之前输入的各命令行进行修改。

    具体举例如下:

    >> a=1  %  按Shift+Enter快捷键暂不执行此行命令,并进入下一行输入

    b=2     %  按 Shift+Enter快捷键进入下一行输入,此时还可以编辑本行或上面一行命令

    c=a+b   %  按回车键运行全部3行命令

    MATLAB运行全部3行命令并返回如下结果:

    a =

         1

    b =

         2

    c =

         3

    当用户输入有关键词的多行循环命令时,例如for和end,并不需要使用Shift+Enter快捷键,直接按回车键即可进入下一行输入,直到完成了循环体之后,MATLAB才会将各行程序一起执行。

    例如:

    >> for r=1:5    %  按回车键

    a=pi*r^2      % 按回车键

    end            % 按回车键并执行循环体内的命令

    MATLAB执行所有3行命令,并返回如下结果:

    a =

        3.1416

    a =

       12.5664

    a =

       28.2743

    a =

       50.2655

    a =

       78.5398

    在同一行内输入多个函数

    在多个函数之间加入逗号或者分号将各个函数分开,即可实现在同一行内输入多个函数命令。例如,可以在一行之内输入32个函数,从而输出一个对数表。

    >> x = (1:10)'; logs = [x log10(x)]

    logs =

       1.0000         0

       2.0000    0.3010

       3.0000    0.4771

       4.0000    0.6021

       5.0000    0.6990

       6.0000    0.7782

       7.0000    0.8451

       8.0000    0.9031

       9.0000    0.9542

      10.0000    1.0000

    在上面的命令行中,MATLAB是按照从左至右的顺序依次执行2个函数命令的。

    长命令行的分行输入

    在某行命令过长的情况下,将其分行输入则会更加方便阅读。可以连用3个句号(...)作为标识符,然后回车输入其余命令。(...)用来表示下一行命令和本行其实是连续的。然后可以继续用此方法输入,或者按回车键运行之前的命令。例如可以使用以下命令对一个字符串数组进行赋值。

    >> headers = ['Author First Name, AuthorMiddle Initial ' ...

    'Author Last Name ']

    headers =

    Author First Name, Author Middle Initial Author LastName需要指出的是:标识符(...)如果出现在两个单引号的中间,MATLAB则会报错。如下所示:

    >> headers = ['Author Last Name, Author First Name, ...

    Author Middle Initial']

    运行以上命令,MATLAB则会报错:

    headers = ['Author First Name, Author MiddleInitial  ...

               |

    Error: String is not terminated properly.

    命令窗口的显示格式

    在命令行中,if、for等关键词的显示采用蓝色字体,输入的命令、表达式以及计算结果等采用黑色字体,字符串则采用紫色字体。

    在命令行中所有的结果默认都是采用“short”格式显示的。所谓short格式是指保留4位有效数字的显示方法。

    注意:尽管MATLAB的默认显示结果为4位有效数字的short格式,但是MATLAB在计算和存储中则都是采用双精度浮点数格式。

    用户可以根据需要,在命令行中使用format函数对显示格式进行设置。format函数的参数说明如表1-1所示。

    表1-1     format函数参数说明

    50338ff00a4457b09d54129d7298bdc7.pnge9ddec996d3addf69dfe45287e23c723.png5f5b6f6a8f1288a3419b1f6335a0de7d.png

    命令窗口常用快捷键与命令

    为了方便操作,在命令窗口中可以对输入的命令进行编辑。表1-2给出了键盘常用快捷键的使用说明。表1-3列出了一些在命令行常用的操作命令。

    表1-2       常用快捷键

    47000730a764c00e8d70da7545748581.png0a1ceabd77b730cbb8e8af9c1a6dc204.png

    表1-3        一些常用的操作命令

    af96806cea475b22b0d72dec66737ae4.png

    来源:校苑数模

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  • S函数的简介S函数是Simulink提供给用户一个自定义模块,由于在研究过程经常需要复杂算法设计,Simulink提供模块无法满足使用,就需要用编程形式设计出S函数模块,然后嵌入到系统。利用S函数,理论上...

    S函数的简介

    S函数是Simulink中提供给用户的一个自定义模块,由于在研究过程中经常需要复杂的算法设计,Simulink中提供的模块无法满足使用,就需要用编程的形式设计出S函数模块,然后嵌入到系统中。利用S函数,理论上可以在Simulink下对任意复杂的系统进行仿真

    S函数的一般定义形式

    function [sys,x0,str,ts] = sfunc(t,x,u,flag,P1,....,Pn)  %P1....Pn是自己定义的额外的参数% S函数模版%输入参数:%   t,x,u分别对应时间、状态、输入信号%   flag是标志位,S函数根据其执行不同的函数和功能%输出参数%   sys是一个通用的返回参数值,其数值根据flag的不同而不同%   x0为状态初始数值%   str在目前为止的matlab版本中并没有什么作用,一般令str = []%   ts为一个两列的矩阵,包含采样时间和偏移量两个参数switch flag    case 0 %系统初始化函数        [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes;    case 1 %计算连续变量的导数        sys=mdlDerivatives(t,x,u);    case 2 %更新离散状态变量        sys=mdlUpdate(t,x,u);    case 3 %计算S函数的输出        sys=mdlOutputs(t,x,u);    case 4 %计算下一仿真时刻        sys=mdlGetTimeOfNextVarHit(t,x,u);    case 9 %仿真结束调用这个函数        sys=mdlTerminate(t,x,u);    otherwise % 其他未知情况处理,用户可以自行定义        error(['Unhandled flag = ',num2str(flag)]);end%% 初始化函数function [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizessizes = simsizes;sizes.NumContStates  = 0; %连续状态个数sizes.NumDiscStates  = 0; %离散状态个数sizes.NumOutputs     = 0; % 输出变量个数sizes.NumInputs      = 0;  % 输入变量个数sizes.DirFeedthrough = 1;   % 系统的输出是否直接与输入相关联  %即输入是否出现在输出端的标志。可以根据flag = 3 时,  %mdlOutputs函数是否调用输入u来判断是否直接馈通sizes.NumSampleTimes = 1;  %至少需要的采样时间sys = simsizes(sizes);x0  = [];  % 初始化条件str = [];  ts  = [0 0];      %初试化采样时间,[0,0]表示每个连续的采样时间步都在运行%[-1,0]表示按照所连接的模块的采样速率进行%[0.25,0.1]表示仿真开始的0.1s后每0.25s运行一次%采样时间点为TimeHit = n * period + offset            %% 进行连续状态变量的更新函数function sys=mdlDerivatives(t,x,u)sys = [];%%  进行离散状态变量的更新function sys=mdlUpdate(t,x,u)sys = [];%% 求系统的输出函数function sys=mdlOutputs(t,x,u)sys = [];%% 计算下一仿真时刻,由sys返回function sys=mdlGetTimeOfNextVarHit(t,x,u)sampleTime = 1;  %此处设置下一仿真时刻为1秒钟以后sys = t + sampleTime;%% 结束仿真子函数function sys=mdlTerminate(t,x,u)sys = [];

    S函数控制流程

    b8036a35be8ce30fb5ab3037a608dac3.png

    S函数控制流程

    调用流程通过flag标志来控制

    1. 设置flag=0,完成初始化
    2. 设置flag=3,请求S函数计算模块的输出
    3. 设置flag=2,更新离散状态,当用户还需要计算状态导数时,可设置flag=1,由求解器使用积分算法计算状态的值
    4. 设置flag=3,计算模块的输出

    不断重复上述过程,直到到达仿真时间,设置flag = 9,结束仿真。

    前期工作

    • 需要搞清楚模块的离散状态和连续状态有多少个
    • 需要搞清楚离散模块的采样周期
    • 需要了解模块的连续和离散的状态方程分别是多少
    展开全文
  • 引子在MATLAB中,对于卷积与多项式计算使用一个指令:[1]convMATLAB里面用法创建包含多项式 和 系数向量 和 。u 两个向量 u 和 v 卷积,表示 v 滑过 u 时依据这些点确定重叠部分面积。从代数方法上...

    引子

    在MATLAB中,对于卷积与多项式的计算使用的一个指令:[1]

    conv(p1,p2)

    d4b8cc18b2fa1abe24774c6e4d0614bc.png
    MATLAB里面的用法
    创建包含多项式
    的系数的向量
    u = [1 0 1];
    v = [2 7];
    w = conv(u,v)
    >>
    w = 1×4
    
         2     7     2     7
    两个向量 uv 的卷积,表示 v 滑过 u 时依据这些点确定的重叠部分的面积。从代数方法上讲,卷积是与将其系数为 uv 元素的多项式相乘相同的运算。m = length(u)n = length(v)。则 w 是长度为 m+n-1 且第 k 个元素为

    详情看官方文档.

    多项式定义[2]

    多项式(Polynomial)是代数学中的基础概念,是由称为未知数的变量和称为系数的常数通过有限次加减法、乘法以及自然数幂次的乘方运算得到的代数表达式。多项式是整式的一种。未知数只有一个的多项式称为一元多项式;例如
    就是一个三项一元二次多项式。未知数不止一个的多项式称为多元多项式,例如
    就是一个三项三元三次多项式,一个多项式就几次取决于最高的那个项的次数。(
    属于二次)可以写成只由一项构成的多项式也称为
    单项式。如果一项中不含未知数,则称之为常数项

    e131a0847142196964ad7aad7165ed5f.png
    一元三次多项式的函数图像(三次项系数为正)

    多项式的定义较为简单,下面来看看它的运算。

    多项式运算

    多项式

    多项式

    多项式的乘法

    ,就是下面的运算:

    ,这个运算是把同幂次的项目,结果为:

    ,即
    ,这个是说明,对于固定的幂次
    而言,把这个幂次
    无需拆分为两部分的和也就是最终的结果。上面的结果也可以写成下面的形式:

    很有趣的一点是,多项式串起来是幂级数,在组合数学里面有一种特殊的幂级数称为形式幂级数,这些运算都是一致的。

    卷积定义[3]

    卷积是数学分析中一种重要的运算。设:
    上的两个可积函数,作积分:

    可以证明,关于几乎所有的
    ,上述积分是存在的。这样,随着

    的不同取值,这个积分就定义了一个新函数
    ,称为函数
    的卷积,记为
    。我们可以轻易验证:
    ,并且
    仍为可积函数。这就是说,把卷积代替乘法,
    空间是一个代数,甚至是巴拿赫代数。虽然这里为了方便我们假设
    ,不过卷积只是运算符号,理论上并不需要对函数
    有特别的限制,虽然常常要求
    至少是可测函数(measurable function)(如果不是可测函数的话,积分可能根本没有意义),至于生成的卷积函数性质会在运算之后讨论。

    卷积与傅里叶变换有着密切的关系。例如两函数的傅里叶变换的乘积等于它们卷积后的傅里叶变换,利用此一性质,能简化傅里叶分析中的许多问题。
    由卷积得到的函数
    一般要比
    都光滑。特别当
    为具有紧支集的光滑函数,
    为局部可积时,它们的卷积
    也是光滑函数。利用这一性质,对于任意的可积函数
    ,都可以简单地构造出一列逼近于
    的光滑函数列
    ,这种方法称为函数的光滑化或正则化。卷积的概念还可以推广到数列、测度以及广义函数上去。

    综上所述,也就是

    这样的运算称为卷积,
    卷积后的函数,

    二者之间的关系

    设多项式为

    观察两个表达式:

    其实二者之间的运算是一样的形式,积分代表了无限小的求和,在计算机中的运算,分隔的足够小就可以作为积分运算的结果了。所以对于二者,仅仅定义域不同,多项式的定义域是在整数域

    ,卷积运算则定义在实数域
    ,二者之间的算法是通用的。

    算法

    对于MATLAB的conv命令的用法,C=CONV(A,B,SHAPE)会返回二者卷积SHAPE大小的一段,SHAPE参数的取值如下:

    full 全卷积(默认值)。

    >> a=[0,1,2,3]
    a =
         0     1     2     3
    >> b = [3,2,1]
    b =
         3     2     1
    >> conv(a,b,'full')
    ans =
         0     3     8    14     8     3
    >> conv(a,b)
    ans =
         0     3     8    14     8     3

    same与A 大小相同的卷积的中心部分。

    >> conv(a,b,'same')
    ans =
         3     8    14     8

    valid仅计算的没有补零边缘的卷积部分。使用此选项时,length(C) 是 max(length(A)-length(B)+1,0),但 length(B) 为零时除外。如果length(B) = 0,则 length(C) = length(A)。

    >> conv(a,b,'valid')
    ans =
         8    14

    上面的话虽然是人话,但是过程不是很容易懂,下面来看看卷积的过程。

    b4ced5ec60e70ad42b7841cea661352d.png
    卷积过程

    从这个卷积过程可以看出,卷积的步骤首先要固定一个B不动,即conv的第二个参数,将conv的第一个参数A先进行逆序翻转,之后一步一步的滑动,之前有在其他的书上看过褶积,滑积的翻译,不过忘了哪本书了。接着不断滑动的过程也就是得到结果的步骤,结果是各个同列的数据的对应的乘积和,即图中的黄色的部分。在MATLAB中的valid 参数也就是对于A来说,不需要补充0的部分,即对于B中的每一个数字,都有一个A中的数字与其匹配(在同一列)。这样从头滑到尾,很容易发现,滑动的次数也就是卷据的项数。

    下面来看看MATLAB里面的关于conv的代码。

    中间的那段注释的大致意思如下:CONV(Convolution and polynomial multiplication,卷积和多项式相乘)。C=CONV(A,B)会返回矢量A和B的乘积,结果向量的长度为MAX([LENGTH(A)+LENGTH(B)-1,LENGTH(A),LENGTH(B)])。如果A和B是多项式的系数,他们的卷积也就等于这两个多项式的乘积。

    function c = conv(a, b, shape)
    %CONV Convolution and polynomial multiplication.
    %   C = CONV(A, B) convolves vectors A and B.  The resulting vector is
    %   length MAX([LENGTH(A)+LENGTH(B)-1,LENGTH(A),LENGTH(B)]). If A and B are
    %   vectors of polynomial coefficients, convolving them is equivalent to
    %   multiplying the two polynomials.
    %
    %   C = CONV(A, B, SHAPE) returns a subsection of the convolution with size
    %   specified by SHAPE:
    %     'full'  - (default) returns the full convolution,
    %     'same'  - returns the central part of the convolution
    %               that is the same size as A.
    %     'valid' - returns only those parts of the convolution 
    %               that are computed without the zero-padded edges. 
    %               LENGTH(C)is MAX(LENGTH(A)-MAX(0,LENGTH(B)-1),0).
    %
    %   Class support for inputs A,B: 
    %      float: double, single
    %
    %   See also DECONV, CONV2, CONVN, FILTER, XCORR, CONVMTX.
    %
    %   Note: XCORR and CONVMTX are in the Signal Processing Toolbox.
    
    
    %   Copyright 1984-2013 The MathWorks, Inc.
    
    if ~isvector(a) || ~isvector(b)
      error(message('MATLAB:conv:AorBNotVector'));
    end
    
    if nargin < 3
        shape = 'full';
    end
    
    if ~ischar(shape) && ~(isstring(shape) && isscalar(shape))
      error(message('MATLAB:conv:unknownShapeParameter'));
    end
    if isstring(shape)
        shape = char(shape);
    end
    
    % compute as if both inputs are column vectors
    c = conv2(a(:),b(:),shape);
    
    % restore orientation
    if shape(1) == 'f' || shape(1) == 'F'  %  shape 'full'
        if length(a) > length(b)
            if size(a,1) == 1 %row vector
                c = c.';
            end
        else
            if size(b,1) == 1 %row vector
                c = c.';
            end
        end
    else
        if size(a,1) == 1 %row vector
            c = c.';
        end
    end
    

    分析

    1-首先conv的参数应该是两个向量,不能是矩阵

    if~isvector(a)||~isvector(b)
          error(message('MATLAB:conv:AorBNotVector'));
    end 

    如果输入是矩阵那么报错:(x为矩阵)

    >> conv(a,x)
    错误使用 conv (line 28)
    AB 必须为向量。

    2.可以接受三个参数,当接受两个参数的时候,默认第三个参数为full ,并且

    if nargin < 3
        shape = 'full';
    end
    
    if ~ischar(shape) && ~(isstring(shape) && isscalar(shape))
      error(message('MATLAB:conv:unknownShapeParameter'));
    end
    if isstring(shape)
        shape = char(shape);
    end

    3.MATLAB的conv2 函数是一个内置函数,意思也就是不提供源代码,是来返回两个矩阵的二维卷积。

    %CONV2 Two dimensional convolution.
    %   C = CONV2(A, B) performs the 2-D convolution of matrices A and B.
    %   If [ma,na] = size(A), [mb,nb] = size(B), and [mc,nc] = size(C), then
    %   mc = max([ma+mb-1,ma,mb]) and nc = max([na+nb-1,na,nb]).
    %
    %   C = CONV2(H1, H2, A) first convolves each column of A with the vector
    %   H1 and then convolves each row of the result with the vector H2.  If
    %   n1 = length(H1), n2 = length(H2), and [mc,nc] = size(C) then
    %   mc = max([ma+n1-1,ma,n1]) and nc = max([na+n2-1,na,n2]).
    %   CONV2(H1, H2, A) is equivalent to CONV2(H1(:)*H2(:).', A) up to
    %   round-off.
    %
    %   C = CONV2(..., SHAPE) returns a subsection of the 2-D
    %   convolution with size specified by SHAPE:
    %     'full'  - (default) returns the full 2-D convolution,
    %     'same'  - returns the central part of the convolution
    %               that is the same size as A.
    %     'valid' - returns only those parts of the convolution
    %               that are computed without the zero-padded edges.
    %               size(C) = max([ma-max(0,mb-1),na-max(0,nb-1)],0).
    %
    %   See also CONV, CONVN, FILTER2, XCORR2.
    %
    %   Note: XCORR2 is in the Signal Processing Toolbox.
    
    %   Copyright 1984-2011 The MathWorks, Inc.
    %   Built-in function.

    分析MATLAB的源码是不行了。还需要再找找其他的计算卷积的代码。

    参考

    1. ^命令用法-MATLAB https://ww2.mathworks.cn/help/matlab/ref/conv.html
    2. ^多项式定义-维基百科 https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%9A%E9%A0%85%E5%BC%8F
    3. ^卷积-维基百科 https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%B7%E7%A7%AF
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  • 【总结】“matlab报错”xlswrite函数的Object returned error code: 0x800A03EC (2013-07-27 09:43:29) 转载▼ ...matlab中使用xlswrite将数据写入Excel文档时候有时候会出现报错:

    【总结】“matlab报错”xlswrite函数的Object returned error code: 0x800A03EC

    (2013-07-27 09:43:29)
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    xlswrite

     

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    分类: matlab
    matlab中使用xlswrite将数据写入Excel文档的时候有时候会出现报错:
    Excel returned: Error: Object returned error code: 0x800A03EC.


    情况一:
    这个报错的原因有多种情况:最常见的情况是用户写入Excel中的数据量超过了Excel能够容纳的容量。Excel2003的工作区间为:65,536行256列。在Excel2010中工作区间有所增加,达到了1,048,576行16,384 列。
    所以在遇到这个报错的时候,可以先尝试写入Excel文档的时候,将相关文档的名字命名为2007以上版本的扩展名(.xlsx),不用03版本的名字(.xls)。但如果数据量超过了Excel2010的容纳范围,就只能将数据拆分存到不同的Excel文件当中。

    参考资料:Excel2010说明书 Excel specifications and limits

    情况二:
    如果Excel的表名(sheetname)中含有冒号(:)也会出现这个报错。例如使用如下语句:
    xlswrite('test.xlsx',0, 'Sheet1:Sheet2', 'A1');
    错误产生的原因:给xlswrite的第四行“range”引入了一个非法参数,xlswrite只支持指定范围使用Excel的“A1”。
    如果确实需要对Excel中不同的sheet存储数据,可以采用循环的形式,其中num2str可以将数值型转换为字符串类型。 例如如下代码:
    for i = 1:3
    xlswrite('test.xls',1,['Sheet' num2str(i)],'A1');
    end

    情况三:
    用户存入单个数据的大小超过了Excel可以接受的范围,如果你试着在Excel单元格写一个字符串长度大于1024个字符,就会出现报错。出现这种情况也可以尝试将相关文档的名字命名为2007以上版本的扩展名(.xlsx),不用03版本的名字(.xls)。

    情况四:
    如果向Excel单元格中输入的数据字段的大小为0×N,也会出现此类报错。

    情况五:
    如果在存储的数据当中,有以等于号“=”开头的数据,会出现此类报错。因为Excel的输入方式就是 = A1*A2。所以存储进去的同时会造成错误。

    (PS:情况四和情况五来源于网络,没亲自验证。)
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