MATLAB主要命令汇总 (2)

标签 matlab 仿真 MATLAB 主要命令汇总 MATLAB 主要命令汇总 1 常用信息 66 help 在线帮助 显示在命令窗 66 helpwin 在线帮助 独立窗口显示 66 ver MATLAB 及工具箱的版本信息 2 管理工作区命令 66 who 显示当前变量 66 whos 显示当前变量具体信息 66 clear 从内存中清楚变量和函数 66 quit 退出 MATLAB 3 管理命令和函数 66 what 显示当前目录下的 MATLAB 文件 66 edit 编辑 M 文件 edit 建立编辑新文 件 edit 文件名 编辑已有的文件 66 which 找出函数和文件的位置 66 type 显示 M 文件内容 Type 文件名 66 Inmem 显示内存中的函数 4 操作系统命令 66 dir 显示目录 66 pwd 显示当前工作目录 66 delete 删除文件 Delete 文件名 66 web 打开页面浏览器加载文件 5 数据类型 66 double 双精度类型 66 sym 符号型 66 Inline 内联对象 66 char 字符数组或字符串 66 uint8 无符号 8 位整数 unsigned integer 6 数据基本操作 66 max 最大元素 向量为数 矩阵为向量 66 min 最小元素 类似 max 66 mean 求平均值 mean a a 为向量时得到向量平均值 结果为一个数 a 为矩阵时 进行每列平均 得到一个向量 66 sum 元素和 sum a a 为向量时得 到该向量各元素之和 结果为一个数 a 为矩 阵时 进行每列求和 得到一个向量 66 prod 元素积 prod a 当 a 为向量和 矩阵时的情况 类似于 max a 66 cumsum 元素累和 cumsum a a 可为向量 也可为矩阵 66 cumprod 元素累积 a 可为向量 也可为矩阵 7 基本矩阵函数 66 zeros 零矩阵函数 66 ones 全 1 矩阵 66 eye 单位矩阵 66 rand 随机数 向量 矩阵 66 linspace 线性等分向量 8 基本数组操作 66 size 矩阵大小 66 length 数组长度 66 isempty 判断是不是空矩阵 66 isequal 判断数组是否相等 isequal a b 66 isnumeric 判断是否为数值矩阵 66 reshape 矩阵重置 66 tril 抽取下三角部分 66 triu 抽取上三角部分 66 fliplr 左右方向翻转矩阵 flip 翻转 66 flipud 上下方向翻转矩阵 66 rot90 逆时针把矩阵旋转 90 度 9 专用变量和常量 66 ans 最新答案 66 pi 圆周率 66 i j 复数单位 66 inf 无穷大 66 NaN 不定数 66 isnan 判断不定数 66 isinf 判断无穷大元素 66 isfinite 判断有限大元素 10 指数 对数函数 66 exp e 指数函数 66 pow2 以 2 为底的幂函数 66 sqrt 平方根函数 11 舍入函数和剩余函数 66 fix 朝零方向舍入为整数 66 floor 朝负方向舍入为整数 66 ceil 朝正方向舍入为整数 66 round 四舍五入为整数 66 sign 符号函数 66 mod 无符号求余函数 mod 3 2 1 66 rem 带符号求余函数 12 复数函数 66 abs 求模 66 conj 求共轭函数 conjugate 66 angle 相角函数 66 imag 复矩阵虚部 66 real 复矩阵实部 66 isreal 实矩阵判断函数 12 矩阵函数 66 norm 矩阵或向量范数 66 normest 向量 矩阵 2 范数 66 rank 矩阵的秩 66 det 矩阵行列式的值 66 trace 矩阵的迹 主对角线元素之和 66 inv 矩阵逆 13 特征多项式 特征值 66 poly 特征多项式 66 poly2sym 多项式表示 66 eig 特征值和特征向量 66 eigs 特征值 14 矩阵函数 66 expm 矩阵指数 66 logm 矩阵对数 66 sqrtm 矩阵平方根 15 坐标转换 66 cart2sph 转换直角坐标为球坐标 66 cart2pol 转换直角坐标为极坐标 66 pol2cart 转换极坐标为直角坐标 66 sph2cart 转换球坐标为直角坐标 16 坐标轴控制 66 axis 控制坐标轴范围 66 grid on off 栅格线保持 取消 66 hold on off 图形保持 取消 66 box on off 图形四周都显示 常规坐标轴 例 1 66 x y meshgrid 0 0 5 10 66 z y sin x 2 cos y 66 surf x y z 66 v 20 10 20 10 10 50 坐标轴范围控制 66 axis v 注意该语句必须在图形显示语句的后面 说明 二维图形是类似的 例 2 axis 控制字符串 可以选择 不同的字符串完成对坐标轴的操作 控制字符串有 1 auto 自动模式 使得图形的坐标范围满足图中一切图元素 2 axis 将当前坐标设置固定 使 用 hold 命令后 图形仍以此作为坐标界限 3 manual 以当前的坐标限定绘制 4 tight 将坐标限控制在指定的数据范围内 5 equal 使坐标轴分度相等 6 off 取消对坐标轴的一切设置 包括系统的自动设置 7 on 恢复对坐标轴的一切设置 66 x y meshgrid 1 0 1 1 1 0 1 1 66 z x 2 y 2 66 surf x y z 66 box on 17 基本二维图形 66 plot 线性绘图 66 loglog 双对数坐标图 66 semilogx 半对数 x 坐标图 66 semilogy 半对数 y 坐标图 66 polar 极坐标图 66 subplot 分割图窗 66 refline slope intercept 加参考线 18 图形注解 66 legend 图形标签 66 xlable x 轴标签 66 ylable y 轴标签 66 title 图形题目 66 text 文字注解 19 特殊二维图形 66 bar 条形图 66 barh 水平柱图 66 ezplot 符号函数图 66 fplot 绘制字符串指定的函数名的函数图 如 fplot sin x 2 3 66 pie 饼图 66 plotmatrix 绘矩阵点图 66 stem 2 维火柴杆图 66 stem3 3 维火柴杆图 20 等高线图和向量图 66 contour 等高线图 66 contour3 三维等高线图 66 quiver 向量图 例 x y meshgrid 2 2 2 1 15 1 z x exp x 2 y 2 px py gradient z 2 contour x y z hold on quiver x y px py hold off 21 特殊三维图形 66 comet3 三维彗星轨线 comet x y 画二维彗星线 t 10 pi pi 500 10 pi comet3 sin t cos t t 66 meshc x y z 画出三维网格与等高线 图 类似 sutfc 66 meshz x y z 增加边界面屏蔽 66 stem3 三维火柴干图 66 例 a rand 3 stem3 a 22 固体模型 66 cylinder 生成圆柱 格式为 x y z cylinder r n r 为母线半径 N 为显示的母线条数 mesh x y z 或 surf x y z 显示单位 高度柱面 t 1 pi pi 20 1 pi r 5 cos t x y z cylinder r 30 surf x y z 66 sphere 生成单位球面 例 x y z sphere 40 40 为子午线条 数 sphere 默认为 20 条 mesh x y z 或 surf x y z 画球面 axis equal 坐标轴刻度相同 例 绕地球运动的飞行物 66 x y z sphere 50 66 mesh x y z 66 hold on 66 v 6 6 6 6 6 6 66 axis v 66 axis off 66 t 0 pi 1000 200 pi 66 x 6 sin t 66 y 2 cos t 66 z zeros size t 66 comet3 x y z 23 四维表现图 对于三维图形自变量是二维的 对于三个自变量的函数 w fx y z 其其图形应该是四维的 由于我们所处的空间和思维的局限性 在计算机屏幕上只能表现出三维空间 为了表现四 维图像 可利用三维实体的四维切片色图 用三维实体上的颜色来描述函数值的变化情况 66 MATLAB 中用 slice 函数来完成 1 slice x y z w sx sy sz 绘制向量 sx sy sz 中的点沿 x y z 轴方向的切片图 v 的大小决定 了每一点的颜色 2 slice x y z w x1 y1 z1 按数组 x1 y1 z1 切片 按坐标轴单位 3 slice w x1 y1 z1 按数组 x1 y1 z1 切片 按 x y z 的网格单位进行切片 4 slice w sx sy sz 按 x y z 的网格单位进行切片 例 程序如下 x y z meshgrid 2 0 2 2 2 0 25 2 2 0 16 2 w x 2 y 2 z 2 slice x y z a x y z x1 1 15 y1 1 10 z1 1 10 subplot 2 2 1 slice x y z w 1 1 0 1 subplot 2 2 2 slice w 1 1 0 1 subplot 2 2 3 slice x y z w x1 y1 z1 hold on subplot 2 2 4 slice w x1 y1 z1 colorbar 色轴 它可以标注颜色与数值之间的关系 24 数据文件 1 Save x1 变量 1 变量 2 把变量 1 变量 2 的数据保存到名字为 x1 mat 的数据文件中 当变量缺省时 保存所有变量的数据 数据文件自己起名字 变量为程序 中的已赋值的变量 请看下面例子 w Xingtai College x 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 1 y 0 002 0 114 0 189 0 316 0 394 0 434 0 427 0 409 0 379 0 327 0 254 a x y save x1 所有的变量全部保存 save x2 w 只保存 w 变量的数据 save x3 w x 保存 w x 变量的数据 save x4 w x y a 保存 w x y a 变量的数据 用 load 文件名 可把数据文件调入内存 25 时间函数 1 calendar 返回当前日历 2 calendar year month 反回指定的年月日历 3 calendar data 返回公元 0000 年算起的天数 data 的日历 4 cputime 以秒返回 cpu 当前时间 5 tic toc 启用 关闭计时器 6 clock year month day hour minute seconds 计算运行程序所用的时间 66 t1 clock 66 66 t2 clock 66 etime t2 t1 elapsed time from t1 to t2 或者 66 tic 打开计时器 66 66 toc 关闭计时器 且显示所用的时间 66 或者 66 T1 cputime 66 66 T2 cputime 66 E T2 t1 说明 通过计算程序所用的时间可以来 衡量解决同样的一个问题的所编写的不 同程序的优劣 例 66 t1 clock 66 for k 1 m 66 x0 1 0 66 T 0 2 66 m 1000 66 f inline sin t cos t 66 x1 x0 f k 1 T T 66 x0 x1 66 x k x1 1 66 y k x1 2 66 end 66 comet x y 66 t2 clock 66 t etime t2 t1 66 t1 clock 66 x0 1 0 66 T 0 2 66 m 1000 66 f inline sin t cos t 66 for k 1 m 66 x1 x0 f k 1 T T 66 x0 x1 66 x k x1 1 66 y k x1 2 66 end 66 comet x y 66 t2 clock 66 t etime t2 t1 1 coneplot 三维向量场中将速度向量锥形表示 1 contourslice 在三维物体切面上绘制等高线 2 isocaps 计算帽端等表面几何 3 isonormals 计算等值表面顶点的法向 4 isosurface 从块体数据中提取等表面数据 5 reducepatch 缩减块体表面的数目 6 reducevolume 缩减块体数据集中元素的数目 7 shrinkfaces 缩减块体表面的尺寸 8 smooth3 使三维数据光滑化 9 stream2 计算二维流线数据 10 stream3 计算三维流线数据 11 streamline 画流线 12 surf2patch 表面数据转换为块数据 13 subvolume 从体数据中提取子集 四 三维图形 4 1 三维曲线 plot3 函数与 plot 函数用法十分相似 其调用格式为 plot3 x1 y1 z1 选项 1 x2 y2 z2 选项 2 xn yn zn 选项 n 其中每一组 x y z 组成一组曲线的坐标参数 选项的定义和 plot 函数相同 当 x y z 是同 维向量时 则 x y z 对应元素构成一条三维曲线 当 x y z 是同维矩阵时 则以 x y z 对 应列元素绘制三维曲线 曲线条数等于矩阵列数 例 1 16 绘制三维曲线 程序如下 t 0 pi 100 20 pi x sin t y cos t z t sin t cos t plot3 x y z title Line in 3 D Space xlabel X ylabel Y zlabel Z grid on 4 2 三维曲面 1 产生三维数据 在 MATLAB 中 利用 meshgrid 函数产生平面区域内的网格坐标矩阵 其格式为 x a d1 b y c d2 d X Y meshgrid x y 语句执行后 矩阵 X 的每一行都是向量 x 行数等于向量 y 的元素的个数 矩阵 Y 的每一 列都是向量 y 列数等于向量 x 的元素的个数 2 绘制三维曲面的函数 surf 函数和 mesh 函数的调用格式为 mesh x y z c surf x y z c 一般情况下 x y z 是维数相同的矩阵 x y 是网格坐标矩阵 z 是网格点上的高度矩阵 c 用于指定在不同高度下的颜色范围 例 1 17 绘制三维曲面图 z sin x sin y x 10 程序如下 x y meshgrid 0 0 25 4 pi z sin x sin y x 10 mesh x y z axis 0 4 pi 0 4 pi 2 5 1 此外 还有带等高线的三维网格曲面函数 meshc 和带底座的三维网格曲面函数 meshz 其 用法与 mesh 类似 不同的是 meshc 还在 xy 平面上绘制曲面在 z 轴方向的等高线 meshz 还在 xy 平面上绘制曲面的底座 例 1 18 在 xy 平面内选择区域 8 8 8 8 绘制 4 种三维曲面图 程序如下 x y meshgrid 8 0 5 8 z sin sqrt x 2 y 2 sqrt x 2 y 2 eps subplot 2 2 1 mesh x y z title mesh x y z subplot 2 2 2 meshc x y z title meshc x y z subplot 2 2 3 meshz x y z title meshz x y z subplot 2 2 4 surf x y z title surf x y z 3 标准三维曲面 sphere 函数的调用格式为 x y z sphere n cylinder 函数的调用格式为 x y z cylinder R n MATLAB 还有一个 peaks 函数 称为多峰函数 常用于三维曲面的演示 例 1 19 绘制标准三维曲面图形 程序如下 t 0 pi 20 2 pi x y z cylinder 2 sin t 30 subplot 2 2 1 surf x y z subplot 2 2 2 x y z sphere surf x y z subplot 2 1 2 x y z peaks 30 surf x y z 4 3 其他三维图形 在介绍二维图形时 曾提到条形图 杆图 饼图和填充图等特殊图形 它们还可以以三维 形式出现 使用的函数分别是 bar3 stem3 pie3 和 fill3 bar3 函数绘制三维条形图 常用格式为 bar3 y bar3 x y stem3 函数绘制离散序列数据的三维杆图 常用格式为 stem3 z stem3 x y z pie3 函数绘制三维饼图 常用格式为 pie3 x fill3 函数等效于三维函数 fill 可在三维空间内绘制出填充过的多边形 常用格式为 fill3 x y z c 例 1 20 绘制三维图形 1 绘制魔方阵的三维条形图 2 以三维杆图形式绘制曲线 y 2sin x 3 已知 x 2347 1827 2043 3025 绘制饼图 4 用随机的顶点坐标值画出五个黄色三角形 程序如下 subplot 2 2 1 bar3 magic 4 subplot 2 2 2 y 2 sin 0 pi 10 2 pi stem3 y subplot 2 2 3 pie3 2347 1827 2043 3025 subplot 2 2 4 fill3 rand 3 5 rand 3 5 rand 3 5 y 例 1 21 绘制多峰函数的瀑布图和等高线图 程序如下 subplot 1 2 1 X Y Z peaks 30 waterfall X Y Z xlabel X axis ylabel Y axis zlabel Z axis subplot 1 2 2 contour3 X Y Z 12 k 其中 12 代表高度的等级数 xlabel X axis ylabel Y axis zlabel Z axis 五 图形修饰处理 5 1 视点处理 MATLAB 提供了设置视点的函数 view 其调用格式为 view az el 其中 az 为方位角 el 为仰角 它们均以度为单位 系统缺省的视点定义为方位角 37 5 仰 角 30 例 5 22 从不同视点观察三维曲线 5 2 色彩处理 1 颜色的向量表示 MATLAB 除用字符表示颜色外 还可以用含有 3 个元素的向量表示颜色 向量元素在 0 1 范围取值 3 个元素分别表示红 绿 蓝 3 种颜色的相对亮度 称为 RGB 三元组 2 色图 色图 Color map 是 MATLAB 系统引入的概念 在 MATLAB 中 每个图形窗口只能有一个色图 色图是 m 3 的数值矩阵 它的每一行是 RGB 三元组 色图矩阵可以人为地生成 也可以 调用 MATLAB 提供的函数来定义色图矩阵 3 三维表面图形的着色 三维表面图实际上就是在网格图的每一个网格片上涂上颜色 surf 函数用缺省的着色方式 对网格片着色 除此之外 还可以用 shading 命令来改变着色方式 shading faceted 命令将每个网格片用其高度对应的颜色进行着色 但网格线仍保留着 其颜色是黑色 这是系统的缺省着色方式 shading flat 命令将每个网格片用同一个颜色进行着色 且网格线也用相应的颜色 从而 使得图形表面显得更加光滑 shading interp 命令在网格片内采用颜色插值处理 得出的表面图显得最光滑 例 1 23 3 种图形着色方式的效果展示 程序如下 x y z sphere 20 colormap copper subplot 1 3 1 surf x y z axis equal subplot 1 3 2 surf x y z shading flat axis equal subplot 1 3 3 surf x y z shading interp axis equal 5 3 光照处理 MATLAB 提供了灯光设置的函数 其调用格式为 light Color 选项 1 Style 选项 2 Position 选项 3 例 5 24 光照处理后的球面 程序如下 x y z sphere 20 subplot 1 2 1 surf x y z axis equal light Posi 0 1 1 shading interp hold on plot3 0 1 1 p text 0 1 1 light subplot 1 2 2 surf x y z axis equal light Posi 1 0 1 shading interp hold on plot3 1 0 1 p text 1 0 1 light 5 4 图形的裁剪处理 例 5 25 绘制三维曲面图 并进行插值着色处理 裁掉图中 x 和 y 都小于 0 部分 程序如下 x y meshgrid 5 0 1 5