📄 ch4_6_1.htm
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<! Made by Html Translation Ver 1.0><html><head><title> 均匀乱数 </title></head><body BACKGROUND="../img1/bg0000.gif" tppabs="http://webclass.ncu.edu.tw/~junwu/img/bg0000.gif"><script language="JAVASCRIPT"><!--if (navigator.onLine){document.write("<!-- Spidersoft WebZIP Ad Banner Insert -->");document.write("<TABLE width=100% border=0 cellpadding=0 cellspacing=0>");document.write("<TR>");document.write("<TD>");document.write("<ILAYER id=ad1 visibility=hidden height=60></ILAYER>");document.write("<NOLAYER>");document.write("<IFRAME SRC='http://www.spidersoft.com/ads/bwz468_60.htm' width=100% height=60 marginwidth=0 marginheight=0 hspace=0 vspace=0 frameborder=0 scrolling=no></IFRAME>");document.write("</NOLAYER>");document.write("</TD>");document.write("</TR>");document.write("</TABLE>");document.write("<!-- End of Spidersoft WebZIP Ad Banner Insert-->");} //--></script><!-- Spidersoft WebZIP Ad Banner Insert --><!-- End of Spidersoft WebZIP Ad Banner Insert--><font COLOR="#0000FF"><h1>4.6.1 均匀乱数</h1></font><hr><p>用 MATLAB 函数 <font COLOR="#FF0000">rand</font>产生在区间 [0, 1] 的均匀乱数，它是平均分布在 [0, 1]之间。一个称为 <font COLOR="#FF0000">seed</font>的值则是 用来控制产生乱数的次数。均匀乱数函数的语法为<font COLOR="#FF0000">rand(n)</font><tt><font FACE="Courier New">, </font></tt><font COLOR="#FF0000">rand(m,n)</font>，其结果分别产生一矩阵含<font COLOR="#FF0000">n</font>x<font COLOR="#FF0000">n</font>个乱数 和一矩阵含<font COLOR="#FF0000">m</font>x<font COLOR="#FF0000">n</font>的乱数。注意每次产生乱数的值都不会一样，这些值代表的是随机且不可预期的，这正是 我们用乱数的目的。我们可利用这些乱数代入算式中，来表示某段讯号的不规则振幅或是某个事件出现的 机率。均匀乱数其值平均的分布于一区间的特性可以从其统计密度函数(probability density function, PDF) 说明 。从其PDF分布 类似长条图的分布 可以看出其每一个乱数值出现的机率皆相同，所以它被称为均匀乱数。 <br></p><p>见以下的例子： </p><p><font COLOR="#FF0000">>> rand(1,6) % 第一次使用乱数产生器</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">ans =</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">0.2190 0.0470 0.6789 0.6793 0.9347 0.3835</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">>>hist(ans) % 看看长条图的长相</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">>>plot(ans) % 比较上个图与这个图有何差异？何者能代表不规则数据的分布 <br></font></p><p><font COLOR="#FF0000">>> rand(1,6) % 第二次使用乱数产生器，注意每次产生的乱数值皆不同</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">ans =</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">0.5194 0.8310 0.0346 0.0535 0.5297 0.6711<br></font></p><p>因为每次乱数产生的值皆不同，如果因为验证算式需要确定所使用的乱数值是相同的，可以利用<font COLOR="#FF0000">seed</font>这个 选项，用以设定使用计算乱数产生器的起始值，其语法为<font COLOR="#FF0000">rand('seed',n)</font>，<font COLOR="#FF0000">n</font>的规定是<img SRC="../img4/img00028.gif" tppabs="http://webclass.ncu.edu.tw/~junwu/img4/img00028.gif" WIDTH="26" HEIGHT="19">。其中<font COLOR="#FF0000">n=0</font>有特别意 义是使用第一次产生乱数值的起始值(=931316785)，其它的<font COLOR="#FF0000">n</font>值即是所使用起始值。如果使用相同的起始 值，则乱数值会一样，因为乱数的计算是依据起始值。请看以下的例子： </p><p><font COLOR="#FF0000">>> rand('seed',0) % 将乱数值的起始值重设，相当于是第一次产生乱数值</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">>>rand('seed') % 显示现在使用的 seed 值=931316785</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">ans =</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">931316785</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">>> rand(2,3) % 注意乱数值的上下限介于 [0,1] 区间</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">ans =</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">0.2190 0.6789 0.9347</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">0.0470 0.6793 0.3835</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">>> rand('seed') % 显示再产生乱数值所用的seed=412659990</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">ans =</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">412659990</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">>> rand('seed',0)</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">>> rand(1,6)</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">ans =</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">0.2190 0.0470 0.6789 0.6793 0.9347 0.3835<br></font></p><p><font COLOR="#FF0000">>> rand('seed',100) % 设定乱数值的起始值=100</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">>> rand('seed')</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">ans =</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">100</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">>> rand(2,5)</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">ans =</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">0.2909 0.0395 0.3671 0.5968 0.9253</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">0.0484 0.5046 0.9235 0.8085 0.3628<br></font></p><p>如果需要产生乱数值不是介于[0,1]区间，可以采用以下步骤将乱数值从[0,1]区间转换到其它区间。假设要 得到一组乱数值是介于[2,4]区间，我们先产生一组乱数 介于[0,1]区间 ，再将其值乘以2，因为2等于区 间上下限的差值(4-2)。接著再加上下限值 (2)，即可得到乱数值是介于[2,4]区间。例如区间为[<i>a</i>,<i>b</i>]，<i>a</i>为下 限值，<i>b</i>为上限值。则算式如下 </p><p><i>x</i>=(<i>b</i>-<i>a</i>)*<i>r</i> + <i>a</i>, </p><p>其中<i>x</i>代表转换后的乱数值的阵列。请看下列示范： </p><p><font COLOR="#FF0000">>>data_1 = 2*rand(1,500)+2; %原乱数值有500个</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">>>plot(data_1) %这个图是否看来眼熟？</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">>>axis([1 500 0 6]) %调整横轴/纵轴上下限</font> </p><p><font COLOR="#FF0000">>>hist(data_1) %看看其长条图<br></font></p><hr><a HREF="ch4_6.htm" tppabs="http://webclass.ncu.edu.tw/~junwu/ch4_6.htm"><p><img SRC="../img1/lastpage.gif" tppabs="http://webclass.ncu.edu.tw/~junwu/img/lastpage.gif" BORDER="0" WIDTH="42" HEIGHT="42"></a> <a HREF="ch4_6_2.htm" tppabs="http://webclass.ncu.edu.tw/~junwu/ch4_6_2.htm"><img SRC="../img1/nextpage.gif" tppabs="http://webclass.ncu.edu.tw/~junwu/img/nextpage.gif" BORDER="0" HSPACE="10" WIDTH="42" HEIGHT="42"></a> <a HREF="../index.html" tppabs="http://webclass.ncu.edu.tw/~junwu/index.html"><img SRC="../img1/outline.gif" tppabs="http://webclass.ncu.edu.tw/~junwu/img/outline.gif" BORDER="0" HSPACE="6" WIDTH="42" HEIGHT="42"></a><br><font SIZE="2" COLOR="#AA55FF">上一页 下一页 讲义大纲 </font><layer src="http://www.spidersoft.com/ads/bwz468_60.htm" visibility="hidden" id="a1" width="600" onload="moveToAbsolute(ad1.pageX,ad1.pageY); 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