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matlab矩阵维数不一致出错

已有 11689 次阅读 2010-12-29 14:05 |个人分类:matlab应用|系统分类:科研笔记|关键词:学者| 虚数, 复数, 变量重定义, clear

    使用matlab画电路传输函数图时，经常用到虚数符号“i”。但一不小心可能就出错噢。这不，刚才我就遇到两个问题：
（1）、矩阵维数不一致；
（2）、虚数符号“i”问题。
    下面一一说明。
（1）、矩阵维数不一致
    matlab矩阵运算需要各变量的维数一致，不然会出现“Inner matrix dimensions must agree”错误。例如：

%错误程序

% 功能说明：滤波器的传递函数(R0+R1)*ones(size(f))+

clc
fmax=(10^4);
f=[0:1:fmax];                   % 1MHz，步进为0.1Hz
w=2*pi*f;                            % 角频率与频率之间转换
R0=( 1*10^4 )
R1=( 1*10^5 )
C1=( (22)*10^(-6) )
Rf=( 1*10^(5) )
Hw=-w*(R0*Rf*C1*i)./( 1+w*(R0*R1*C1*i));

传输函数“Hw=-w*(R0*Rf*C1*i)./( 1+w*(R0*R1*C1*i))”中，w为1x10000的向量，而分母中“1+w*(R0*R1*C1*i)”表示常数“1”与w的向量相加，因此维数不一样，旧版的matlab会出错。但新版的matlab（如matlab7.0以上）不会出错，新版一把常数自动与w向量维数匹配上了。如果使用旧版matlab，可以这样：“Hw=-w*(R0*Rf*C1*i)./( ones（w）+w*(R0*R1*C1*i))”。

（1）、虚数符号“i”问题。
matlab默认时把符号“i”看作是虚数符号，因此下面这段程序看似没问题。但偶尔还会出问题的噢。如果在程序运行前已经存在i变量，而运行这段程序时没有清零变量，那么可能出现矩阵维数不一致问题。例如程序运行前，已存在变量i=[0:100，运行下面这段程序前未加“clear”清空变量，则此时matlab并未把“i”看作虚数符号。因此运行下面这段matlab代码时报错。

% 功能说明：滤波器的传递函数
%syms w R0 R1 C1 Rf
%Hw=-( R0+i*w*R0*R1*C1)*(i*w*Rf*C1)/( R0+R1+i*w*R0*R1*C1 ) ;
%Hw=Hw*conj(Hw); % 共轭复数

clc
fmax=(10^4);
f=[0:0.1:fmax];                   % 1MHz，步进为0.1Hz
w=2*pi*f;                            % 角频率与频率之间转换
R0=( 1*10^4 )
R1=( 1*10^5 )
C1=( (22)*10^(-6) )
Rf=( 1*10^(5) )
Hw=-w*(R0*Rf*C1*i)./( (R0+R1)*ones(size(f))+w*(R0*R1*C1*i));
H=abs(Hw) ;                % 取模
H_theta=angle(Hw)/pi*180; % 求相角

figure(1);
loglog(f,H); grid on % 双对数坐标
axis([0 1000 0.005 3]); % 显示范围

解决办法是，在每个.m文件前面加“clear”语句清空变量。如下：

% 功能说明：滤波器的传递函数
%syms w R0 R1 C1 Rf
%Hw=-( R0+i*w*R0*R1*C1)*(i*w*Rf*C1)/( R0+R1+i*w*R0*R1*C1 ) ;
%Hw=Hw*conj(Hw); % 共轭复数

clc
clear
fmax=(10^4);
f=[0:0.1:fmax];                   % 1MHz，步进为0.1Hz
w=2*pi*f;                            % 角频率与频率之间转换
R0=( 1*10^4 )
R1=( 1*10^5 )
C1=( (22)*10^(-6) )
Rf=( 1*10^(5) )
Hw=-w*(R0*Rf*C1*i)./( (R0+R1)*ones(size(f))+w*(R0*R1*C1*i));
H=abs(Hw) ;                % 取模
H_theta=angle(Hw)/pi*180; % 求相角

figure(1);
loglog(f,H); grid on % 双对数坐标
axis([0 1000 0.005 3]); % 显示范围

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