MATLAB实验报告 (2).doc

本科实验报告 课 程 MATLAB 编程与应用 学生姓名 指导教师 学 院 信息科学与工程学院 专业班级 目 录 实验一实验一 熟悉熟悉 MATLAB 环境环境 1 实验二实验二 数值数组创建 应用及可视化数值数组创建 应用及可视化 10 实验三实验三 字符串数组的使用 简单脚本文件和函数的编写字符串数组的使用 简单脚本文件和函数的编写 17 实验四实验四 数据可视化方法数据可视化方法 23 0 实验一 熟悉MATLAB环境 实验室名称 实验日期 2015 年 1 月 9日 教师评语 教师签名 年 月 日 1 实验目的 1 熟悉 MATLAB 主界面 并学会简单的菜单操作 2 学会简单的矩阵输入与信号输入 3 掌握部分绘图函数 2 实验环境 软件 硬件及条件 MATLAB7 3 实验内容 步骤与结果 一 用户工作目录和当前目录的建立和设置 1 二 熟悉简单的矩阵输入 1 从屏幕中输入矩阵 2 试用回车代替分号 观察输出结果 程序及结果 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 3 输入 size a 4 输入矩阵 B 9 8 7 6 5 4 3 2 1 回车 输入矩阵 C 4 5 6 7 8 9 1 2 3 回车 然后分别键入 A B C 回车观察结果 程序及结果 B 9 8 7 6 5 4 3 2 1 B 9 8 7 6 5 4 3 2 1 C 4 5 6 7 8 9 1 2 3 C 4 5 6 7 8 9 1 2 3 A A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 B B 9 8 7 6 5 4 3 2 1 C 3 C 4 5 6 7 8 9 1 2 3 5 选择 File new 菜单中的 M file 输入 B 9 8 7 6 5 4 3 2 1 保存为 M 文件 在工 作空间中调出 B 矩阵 6 输入 who 和 whos 7 再试着输入一些矩阵 矩阵中的元素可为任意数值表达式 但注意 矩阵中各行各列 的元素个数需分别相等 否则会给出出错信息 8 输入 who 和 whos 观察结果 了解其作用 程序及结果 D 1 2 3 4 5 6 7 8 D 1 2 3 4 5 6 7 8 4 who Your variables are D whos Name Size Bytes Class Attributes D 2x4 64 double 三 常用基本命令的使用 数据文件的存取训练 利用 save 和 load 指令可以方便地把当前工作空间的数据变量 保存为数据文件 接题一 输入 save a 回车 表示把当前工作空间的所有变量保存为 a mat 文件 输入 save a A C 回车 表示把当前内存中的变量 A C 保存为 a mat 文 件 类似的还有 load 命令 实现保存数据变量的装载 执行 clear 命令 然后运行 load a 回车 观察工作空间的变化 save load clear 命令还有一些其他的应用格式 具 体可参看帮助文件 四 基本序列运算 1 数组的加减乘除和乘方运算 2 输入 A 1 2 3 B 4 5 6 求 C A B D A B E A B F A B G A B 并用 stem 画出 A B C D E G 再输入一些数组 进行类似运算 代码及结果 5 6 3 在命令窗口用 plot 指令粗略描绘下列各函数的波形 其中对于连续信号可取时 间间隔为 0 001 可参看下面的 a 的实例来实现 数学函数 MATLAB 实现参见附录 a t etf 330 t 实现方法 在命令窗口执行一下指令 可简单描绘出函数曲线 t 0 001 3 y 3 exp t plot t y 代码及结果 7 8 4 实验分析 认识了 MATLAB 主界面 并学会简单的菜单操作 学会简单的矩阵输入与信号输入 掌握部分绘图函数 5 实验结论 通过本次试验熟悉了 MATLAB 的操作 知道了如何设置 Path 和 Current Directory 对 M File 有了一定认识 不过在写程序时容易忽视矩阵运算中的点运算 9 实验二 数值数组创建 应用及可视化 实验室名称 实验日期 2015年1 月 9 日 教师评语 教师签名 年 月 日 1 实验目的 1 掌握二维数组的创建 寻访 区分数组运算与矩阵运算的区别 2 掌握标准数组生成函数和数组构造技法 3 进一步熟悉 M 脚本文件编写的方法和技巧 2 实验环境 软件 硬件及条件 MATLAB7 3 实验内容 步骤与结果 一维数组在命令窗口执行下面指令 观察输出结果 题为数组创建和寻访 代码及结果 10 11 2 二维数组 1 在命令窗口执行下面指令 观察输出结果 a 2 7358 b 33 79 这两条指令分别给变量 a b 赋值 C 1 2 a i b b sqrt a sin pi 4 a 5 b 3 5 i 这指令用于创建二维组 C M r 1 2 3 4 5 6 M i 11 12 13 14 15 16 创建复数数组的另一种方法 CN M r i M i 由实部 虚部数组构成复数数 组 2 利用 M 文件创建和保存下面的数组 分号后面是一个空格后加 3 个小数点 表 12 示换行续写 AM 101 102 103 104 105 106 107 108 109 201 202 203 204 205 206 207 208 209 301 302 303 304 305 306 307 308 309 3 仿照问题 1 中方法找出数组中所有绝对值大于 3 的元素 53113 42024 A 程序及结果 A 4 2 0 2 4 3 1 1 3 5 A 4 2 0 2 4 3 1 1 3 5 A find A 3 ans 4 5 4 在命令窗口执行下面指令 体味二维数组的子数组寻访和赋值 A zeros 2 4 创建 2 4 的全零数组 A 1 8 全元素赋值方式 s 2 3 5 产生单下标数组行数组 A s 由 单下标行数组 寻访产生 A 元素组成的行数组 Sa 10 20 30 Sa 是长度为 3 的 列数组 A s Sa 单下标方式赋值 A 2 3 ones 2 双下标赋值方式 把 A 的第 2 3 列元素全赋为 1 13 5 运行指令 rand state 11 A rand 3 10000 B A 0 5 C 2 B 1 首先预测 C C 100 的运行结果 然后再在机器上验证 本方法提供了产生通信等仿 真中常需若干独立的双随机码的方法原型 程序及结果 14 A rand 3 10000 B A 0 5 C 2 B 1 C C 100 ans 100 0000 1 1600 0 2400 1 1600 100 0000 0 2800 0 2400 0 2800 100 0000 二 编写如图所示波形的 MATLAB 脚本文件 图中虚线为正弦波 要求它分别在及 2 1 处削顶 2 2 代码及结果 15 4 实验分析 掌握二维数组的创建 寻访 区分数组运算与矩阵运算的区别 掌握标准数组生成函数和 数组构造技法 进一步熟悉 M 脚本文件编写的方法和技巧 5 实验结论 通过本次上机实验操作 对 MATLAB 的矩阵分析和处理有了一定的了解 掌握了通 用的特殊矩阵和用于专门学科的特殊矩阵的建立方法 并且熟悉了一些 MATLAB 的一些 基本函数的使用 能够熟练的运用 help 来查找函数的用法 能用 M File 来编写程序 绘出 图像 16 实验三 字符串数组的使用 简单脚本文件和函数的编写 实验室名称 实验日期 2015 年 1 月 9 日 教师评语 教师签名 年 月 日 1 实验目的 1 掌握字符串数组的创建和构造方法及常用字符串函数的使用 2 熟练掌握 MATLAB 控制流的使用方法 3 熟悉 M 脚本文件 函数文件的编写方法和技巧 2 实验环境 软件 硬件及条件 MATLAB7 3 实验内容 步骤与结果 一 字符串数组的创建和寻访 1 实际操作下例 以体会数值量与字符串的区别 代码及结果 17 2 已知串数组 a This is an example 试将其倒序输出 代码及结果 3 接上题 试执行 ascii a double a 观察其 ASCII 码 并将 ASCII 码变回字符串 18 4 设 A 这是一个算例 重复上面的 2 3 程序及结果 A 这是一个算例 size A ans 1 8 for y 1 8 B y A 9 y end diap B Undefined command function diap 中间有错 将字母打错 小细节问题 for y 1 8 B y A 9 y end disp B 例算个一是这 ascii A double A ascii A 34 36825 26159 19968 20010 31639 20363 34 setstr ascii A ans 这是一个算例 5 尝试用直接输入法在命令窗口创建字符串 s 第一行时 This string array 第二行 是 has multiple rows 程序及结果 a This string array has multiple rows a This string array has multiple rows 19 6 利用串操作函数 char str2mat strvcat 分别写出使以下这段文字成为字符串的程序 注意保持这段文字的格式 在英式用法中 引号通常是单引号 如 Fire In GB usage quotation marks are usually single Fire 程序及结果 a In GB usage quotation marks are usually single Fire a In GB usage quotation marks are usually single Fire strvat a Undefined command function strvat strcat a ans In GB usage quotation marks are usually single Fire strvcat a ans In GB usage quotation marks are usually single Fire a In GB usage quotation marks are usually single Fire a In GB usage quotation marks are usually single Fire char a ans In GB usage quotation marks are usually single Fire 二 脚本文件实现 并在图上标出图名和极大值点坐标 30 3cos1 4 0 ttey t 如下图所示 代码及结果 20 三 编程实现分别用 for 或 while 循环语句计算 632 63 0 22212 i i K 的程序 并给出运行结果 此外 实现一种避免使用循环的的计算程序 代码及结果 21 4 编写一个简单的函数文件 它具有如下性质 该函数被调用时 如果不指定输入变量 则自动输出 用户 你忘记给定输入变量了 当输入大于 1 的整数时 则输出 你是一 个合法用户 当输入的是一个非正整数时 函数文件会给出一个错误提示 你是非法用 户 提示 可能用到 disp error 等指令 使用方法自己查询帮助 代码及结果 4 实验分析 掌握字符串数组的创建和构造方法及常用字符串函数的使用 熟练掌握 MATLAB 控制流 的使用方法 熟悉 M 脚本文件 函数文件的编写方法和技巧 5 实验结论 在写第二道题的时候直接用的 plot y 导致输出形式与要求不同 使用 plot 函数时应注意 括号中有两个变量分别代表 x 轴 y 轴 若写成 plot y 则 x 轴上显示的是区间分成的点 的个数 22 实验四 数据可视化方法 实验室名称 实验日期 2015年1 月 9 日 教师评语 教师签名 年 月 日 1 实验目的 1 掌握曲线绘制的基本技法和指令 会使用线形 色彩 数据点标记表现不同数据 的特征 掌握生成和运用标识注释图形 2 进一步掌握函数编写及数据可视化方法 2 实验环境 软件 硬件及条件 MATLAB7 3 实验内容 步骤与结果 一 仿照运行 体会数据可视化方法 1 已知 运行下面程序 体会离散数据可视化方法 12 1 0 n 1 6 ny 说明 plot 和 stem 指令均可以实现离散数据的可视化 但通常 plot 更常用于连续函数中特殊 点的标记 而 stem 广泛运行与数字信号处理中离散点的图示 用户在运行上面例程时会发现在命令窗口出现警告 Warning Divide by zero 即警告 程序中出现非零数除以 0 的指令 MATLAB 对于这种情况并不中止程序只是给该项赋值为 inf 以做标记 代码及结果 用 plot 实现离散数据可视化 n 0 12 产生一组自变量数据 y 1 abs n 6 计算相应点的函数值 plot n y r MarkerSize 20 用红花标出数据点 grid on 画坐标方格 用 stem 实现离散数据可视化 n 0 12 y 1 abs n 6 stem n y 23 2 下面时用图形表示连续调制波形 仿照运行 分析表现形式不同的 tty9sinsin 原因 代码及结果代码及结果 clear t1 0 11 11 pi y1 sin t1 sin 9 t1 t2 0 100 100 pi y2 sin t2 sin 9 t2 subplot 2 2 1 plot t1 y1 r axis 0 pi 1 1 title 子图 1 subplot 2 2 2 plot t2 y2 r axis 0 pi 1 1 title 子图 2 subplot 2 2 3 plot t1 y1 t1 y1 r axis 0 pi 1 1 title 子图 3 subplot 2 2 4 plot t2 y2 axis 0 pi 1 1 title 子图 4 24 二 编程实现 1 用图形表示连续调制波形 过零点及其包络线 如下图所示 tty9sinsin 25 代码及结果 2 编写函数 x n