MATLAB实验教案11.doc

实验一 MATLAB编程环境的熟悉一、实验目的：熟悉MATLAB工作环境，掌握MATLAB的常用指令。二、实验内容：主要针对在理论课上讲的第一个专题来做实验。熟悉MATLAB工作环境，掌握Command，Workspace，Launch Pad ,Command History ,Current Directory，Figure等窗口的使用方法，并对命令窗口及文本编辑器中的字体大小颜色以及背景进行设置。在本次实验中，主要是使学生对MATLAB工作环境有一定的认识，为以后实验的顺利进行打下基础。学生先根据实验指导书中给定的命令进行演示，并观察实验结果，体会MATLAB语言功能。实验二 MATLAB矩阵运算一、实验目的掌握并熟练运用数组，矩阵的创建，进行赋值，调用与运算，进一步理解并掌握矩阵逆置，矩阵的乘法，乘方，点乘，除法，点除以及关系逻辑操作。二、实验内容：主要针对在理论课上讲的第二个专题来做实验。在本次实验中让学生明确矩阵与数组的建立，着重体会矩阵运算和数组运算的区别，以及算术运算，关系运算，逻辑运算的运算规则。实验三 图形处理功能的实现一、实验目的：掌握根据现有的计算数据，利用MATLAB 图形处理函数绘制图形曲线的方法，并能对相关数据进行标注。二、实验内容：主要针对在理论课上讲的第三个专题来做实验。在本次实验中要求学生能够根据给定的要求与数据进行绘制图形，并能够对图形进行相关的标准。某些实验内容的程序及产生的图形如下：1. 用图形表示离散函数。（用stem命令绘制）n=7:50;y=1./abs(n-6);stem(n,y)2. 用图形表示连续调制波形 t=-2*pi:pi/50:2*pi; y=sin(t).*sin(9*t); plot(t,y)3. 采用模型画一组椭圆。for a=-4:0.5:4t=0:pi/50:2*pix=cos(t).*ay=sin(t).*sqrt(25-a.2)hold onplot(x,y)end4. 三次抛物线方程为y=ax3+x,当参数a分别为-3、-2、-1、0、1、2、3时在同一坐标绘制其波形图，试探讨参数a对其图形的影响，其中x-2,2，步长为0.1。for a=-3:3;x=-2:0.1:2;y=a.*x.3+xhold onplot(x,y)end5. 画出对数和指数函数曲线，并加上标题，轴标记和曲线说明。x=-2*pi:0.1:2*pi;y=sin(x);semilogx(x,y)title(duishu)xlabel(logx)ylabel(y)legend(semilog)6. 将图形窗口分成两个窗格，分别绘制出函数：y1=2x+5,y2=x2-3x+1在-3，3区间上的曲线，并利用axis调整轴刻度，使它们具有相同的缩放尺寸。x=-3:0.1:3;y1=2*x+5;y2=x.2-3*x+1;subplot(2,1,1); plot(x,y1);subplot(2,1,2); plot(x,y2);axis equal7. 绘制三维圆柱螺线 ： 要求给相应的坐标轴和标题附加标注，螺线为兰色虚线。t=-2*pi:pi/50:2*pi;x=sin(t);y=cos(t);z=t;plot3(x,y,z,:b)xlabel(x)ylabel(y)zlabel(z)title(tuxing)8. 画出函数的三维曲线和网格曲线：z=(x-2)2+(y-1.2)2。x=2:0.1:5;y=3:0.1:6;z=(x-2).2+(y-1.2).2;plot3(x,y,z)x,y=meshgrid(-8:0.5:8);z=(x-2).2+(y-1.2).2;mesh(x,y,z);实验四 MATLAB文件编程一、实验目的掌握MATLAB基本编程语句，能够编写出简单的命令文件和函数文件，并学会对所编写的程序进行调试。二、实验内容：主要针对在理论课上讲的第四个专题来做实验。这部分内容是MATLAB的重点内容。要求学生能够独立编写出MATLAB程序，并能够对编成过程中出现的问题加以解决。某些实验内容的程序如下：2、编写程序，计算1+3+5+7+(2n+1)的值（n 值由用户输入）。n=input(n=);sum=0;x=1;for x=1:2:2*n+1 sum=sum+x;endsum3、编写分段函数 的函数文件，存放于文件ff.m中，计算出，的值。x=input(x=);if x=0 & x=1 &x=2 y=2-xelse y=0end4、编写求两个正数最大值的函数文件，然后通过具体例子来调用该函数。function nummax(a, b)if (a0|bb fprintf(the larger number is %f,a) else if ab fprintf(the larger number is %f,b) else fprint(%f equals %f,b,a) end endendclear a=input(please input a number:); b=input(please input a number:); nummax(a,b)实验五 MATLAB符号运算一、实验目的掌握符号变量的生成并能灵活进行使用，能进行一些符号运算；掌握符号函数可视化命令。二、实验内容：主要针对在理论课上讲的第五个专题来做实验。某些实验内容的程序如下：1. 编写求函数傅立叶级数的函数，并编写程序求f=x的傅立叶级数（在编写函数时候要使用simple进行化简）。function a0,an,bn=sfour(f)syms x na0=int(f,-pi,pi)/pian=int(f*cos(n*x),-pi,pi)/pi;an=simple(an)bn=int(f*sin(n*x),-pi,pi)/pi;bn=simple(bn)syms xf=x;a0,ak,bk=sfour(f)已知 求 （在复合函数的计算中，一定要注意变量的赋值顺序）syms t xx=t2*sin(t);y=log(x3); dydt=diff(y,t)2. 符号积分变换计算二重不定积分计算定积分 F=int(int(x*exp(-x*y),x),y)syms x;f=1/(x2+2*x+3);F1=int(f,2,pi)F2=int(f,-inf,inf)3. 解方程组 x+y+z=1 x-y+z=2 2x-y-z=1g1=x+y+z=1,g2=x-y+z=2,g3=2*x-y-z=1x,y,z=solve(g1,g2,g3)x =2/3y =-1/2z =5/64. 求微分方程的解（画出解的图形），y=dsolve(D2y=-2*Dy-2*y,y(0)=1,Dy(0)=0)y =exp(-t)*cos(t)+exp(-t)*sin(t)ezplot(y)5. 利用泰勒展开式计算把 展开到6阶 ，把 关于变量t展开到3阶syms x tt1=taylor(exp(-x)t4=taylor(xt,3,t)实验六 Simulink动态仿真工具箱的使用一、实验目的了解matlab中的工具箱，对于Simulink动态仿真工具箱，掌握动态系统的创建过程，也就是一个方框图的绘制过程。二、实验内容：主要针对在理论课上讲的第六个专题来做实验。对正弦波进行取绝对值运算的仿真设计一个矩形波和正弦波相加的仿真程序实验七 MATLAB在电子信息中的应用（1）一、实验目的把理论课上讲过的关于MATLAB的知识应用到电子信息中二、实验内容：主要针对在理论课上讲的第七个专题来做实验。编写M文件求解线性常微分方程在输入u(t)为单位脉冲及单位阶跃信号的解析解（画出图形并加相应的标注）。用拉普拉斯变换（脉冲输入u(s)=1，阶跃输入u(s)=1/s）单位脉冲输入时的响应a=1,5,4,7;b=3,0.5,4;r,p,k=residue(b,a)t=0:0.2:10;yi=r(1)*exp(p(1)*t)+r(2)*exp(p(2)*t)+r(3)*exp(p(3)*t);subplot(1,2,1);h=plot(t,yi);阶跃输入时的响应（此时分母由于乘了一个s，a将提高一阶，右端多加一个零）a=1,5,4,7,0;b=3,0.5,4;t=0:0.2:10;r,p,k=residue(b,a)ys=r(1)*exp(p(1)*t)+r(2)*exp(p(2)*t)+r(3)*exp(p(3)*t)+r(4);subplot(1,2,2), h=plot(t,ys);编写M文件求n阶LTI系统的冲激响应。输入信号和时间数组由用户自己确定并输入画出图形并加标注。（画图命令和循环语句的练习）a=input(多项式分母系数a=poly(0,-1+2i,-1-2i,-2,-5);b=input(多项式分子系数向量b=8,3,1 );r,p = residue(b, a), % 求留数disp(解析式h(t)=r(i)*exp(p(i)*t)disp(给出时间数组t=0:dt:tf)dt=input(dt= ); % 给定时间数组tf=input(tf= );t=0:dt:tf;h=zeros(1,length(t); % h的初始化for i=1:length(a)-1 % 根数为a的长度减1 h = h+ r(i)*exp(p(i)*t); % 叠加各根分量endplot(t,h),gridset(gcf,color,w) % 设置图形背景色为白色编写M文件求得预备知识三的电流电压值。（MATLAB顺序结构和矩阵运算的练习）R1=2;R2=4;R3=12;R4=4;R5=12;R6=4;R7=2;a11=R1+R2+R3;a12=-R3;a13=0;a21=-R3;a22=R3+R4+R5;a23=-R5;a31=0;a32=-R5;a33=R5+R6+R7;b1=1;b2=0;b3=0;us=input(us=);A=a11 a12 a13;a21 a22 a23;a31 a32 a33;B=b1;0;0;I=AB*us;ia=I(1);ib=I(2);ic=I(3);i3=ia-ib u4=R4*ibu7=R7*ic实验八 MATLAB在电子信息中的应用（2）一、实验目的把理论课上讲过的关于MATLAB的知识应用到电子信息中二、实验内容：主要针对在理论课上讲的第七个专题来做实验。1. 编写MATLAB程序来产生下列基本离散时间序列（画出图形并进行标注）（1） 单位脉冲序列，起点n0,终点nf，在ns（取ns=5）处有一单位脉冲（n0nsnf）（2） 单位阶跃序列，起点n0,终点nf，在ns（取ns=5）前为0，在ns后为1（n0nsnf）（3） 正弦序列（参数取值自己确定）（4） 复指数序列（参数取值自己确定分别画出实部和虚部的图形）clear,n0=0;nf=10;ns=3;n1=n0:nf;x1=zeros(1,ns-n0),1,zeros(1,nf-ns); % 单位脉冲序列的产生% n1 = n0:nf; x1=(n1-ns)=0; % 显然,用逻辑式是比较高明的方法n2=n0:nf;x2=zeros(1,ns-n0),ones(1,nf-ns+1); % 单位阶跃序列的产生% 也有类似的用逻辑比较语句的方法,留给读者思考n3 = n0:nf; x3=exp(-0.2+0.5j)*n3); % 复数指数序列subplot(2,2,1),stem(n1,x1);title(单位脉冲序列)subplot(2,2,3),stem(n2,x2);title(单位阶跃序列)set(gcf,color,w) % 设置图形背景色为白色subplot(2,2,2),stem(n3,real(x3); % 画x3实部序列line(0,10,0,0) % 画横坐标title(复指数序列),ylabel(实部)subplot(2,2,4),stem(n3,imag(x3); % 画x3虚部序列line(0,10,0,0), % 画横坐标ylabel(虚部)2. 编写MATLAB程序来产生基本连续时间序列（画出图形并进行标注） 单位冲激函数,单位阶跃函数,复指数函数（函数表达式自己确定）clear, t0=0;tf=5;dt=0.05;t1=1; t=t0:dt:tf;% (1)单位脉冲信号,% 在t1(t0t1tf)处有一持续时间为dt,面积为1的脉冲信号,其余时间均为零。t=t0:dt:tf;st=length(t);n1=floor(t1-t0)/dt); % 求t1对应的样本序号x1=zeros(1,st); % 把全部信号先初始化为零x1(n1)=1/dt; % 给出t1处的脉冲信号subplot(2,2,1),stairs(t,x1),grid % 绘图，注意为何用stairs命令set(gcf,color,w) % 设置图形背景色为白色axis(0,5,0,1.1/dt) %(2)单位阶跃信号，%信号从