matlab 训练题目.doc

过程系统研究室训练资料2010.9.27内容：1. 矩阵和数组的基本操作2. 简单M文件程序设计3. 拟合与规划3.1 线性拟合3.2 非线性拟合3.3 单目标规划(线性、非线性)3.4 多目标规划(线性、非线性)4. 方程（组）求解 4.1 线性方程（组）的求解4.2 非线性方程（组）的求解5. 简单图形用户界面（GUI）设计5.1 知识点5.2 实例训练6.GUI进阶6.1 知识点6.2 实例训练7. 大型系统编程1. 矩阵和数组的基本操作用MATLAB产生2个矩阵A和B，其中A为4*4的魔方矩阵，B为4*4随机均匀分布的矩阵，对A和B做以下操作：(1) 求A*B，A+B，A/B，A.*B的值。(2) 分别找出A和B元素中最大的值及其对应的位置（以A(i,j)形式表示）。rows,cols=find(max(max(a)m, ind=max( a(:) ) i,j=ind2sub(size(a),ind)(3) 对A中的所有元素进行升序排列，并重新生成4*4的矩阵C。b=sort(a(:)，c=reshape(b,4,4)(4) 删除A的最后一列得矩阵D和B的第一行得矩阵E。a(:,4)=b(1,:)= (5) 将A和B连接起来，生成一个4*8的矩阵F和一个8*4的矩阵G c=a b, d=a;b2. 简单的M文件程序设计(1) 编写M文件，用for循环求100以内的素数。(2) 编写M文件，求1000以内的所有完数。（如6=1+2+3）(3) 编写M文件，求1001000之间的水仙花数。（如43+03+73=407）(4) 编写M文件，用while循环计算的值。（即求）(5) 编写M文件，用switch语句实现百分制成绩的等级输出，90分以上为A，8090分为B，7079分为C，6069分为D，60分以下为E。3. 拟合与规划3.1 线性拟合（单变量、多变量）（1） 已知变量x与函数y满足关系lny=ax+lnb，且已知下列样本数据，求a，b的值。xi = 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00;yi = 5.10 5.79 6.53 7.45 8.46;（2）已知变量x1,x2与函数y满足关系y=a0+a1x1+a2x2,已得到下列样本数据，求常数a0,a1,a2并计算出abs(y计算-y实际)。x1=0.6 1.5 1.8 2.4 3.0 3.3Tx2=0.3 0.9 1.2 2.7 3.3 4.2Ty=0.51 0.78 0.84 0.69 0.81 0.72T3.2 非线性拟合（单变量、多变量）（1）拟合的函数形式是 y=A*x2 + B*x, 且A0,B0 。其中：x=110.3323 148.7328 178.064 202.8258033 224.7105 244.5711 262.908 280.0447 296.204 311.5475；y=5 10 15 20 25 30 35 40 45 50；（2）需要拟合的函数y=(a4*x1*x2*x3-a5*x4)*x5/(1 (a0*x1)0.5 a1*x2 a2*x3 a3*x4)2其中： x1=0.03274,0.03274,0.03274,0.03556,0.03556,0.03556,0.03556,0.0388,0.0388,0.0388,0.02963,0.02963,0.02963,0.02963,0.03852,0.03852,0.03852,0.0237,0.0237,0.0237,0.04741,0.04741,0.04741,0.04741,0.05333,0.05333,0.05333,0.05333,0.03556,0.03556,0.03556,0.03556,0.03556,0.035 56,0.03556;x2=0.05686,0.05686,0.05686,0.05912,0.05912,0.05912,0.05912,0.06128,0.06128,0.06128,0.04926,0.04926,0.04926,0.04926,0.06404,0.06404,0.06404,0.07882,0.07882,0.07882,0.03941,0.03941,0.03941,0.03941,0.02956,0.02956,0.02956,0.02956,0.05912,0.05912,0.05912,0.05912,0.05912,0.05912,0.05912; x3=3.32,2.986,2.831,3.169,2.602,2.133,1.708,2.526,2.012,1.684,3.164,2.668,2.26,1.878,2.611,2.002,1.65,2.637,2.249,1.981,2.64,2.036,1.697,1.504,2.839,2.372,1.99,1.819,3.137,2.58,2.128,2.76,2.307,1.97,1.677; x4=0.134,0.576,0.777,0.702,1.16,1.771,2.225,1.176,1.772,2.096,0.492,0.977,1.453,2.058,1.106,1.86,2.276,0.984,1.527,1.917,0.899,1.699,2.07,2.342,0.866,1.228,1.702,1.887,0.424,1.098,1.708,0.78,1.424,1.939,2.097; x5=0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,4.02E-4,4.02E-4,4.02E-4,4.02E-4,4.02E-4,4.02E-4,4.02E-4,4.02E-4,4.02E-4,4.02E-4,4.02E-4,9.56E-5,9.56E-5,9.56E-5,3.06E-4,3.06E-4,3.06E-4,3.06E-4; y=5.35692,5.25725,5.148,6.12633,5.96017,5.7608,5.47321,6.5989,6.0658,5.6165,6.0301,5.93721,5.80241,5.76895,6.23535,5.99836,5.12932,6.8791,6.69513,6.46914,7.54958,7.316,7.01067,6.56897,7.16209,6.92098,6.60262,6.13282,8.79241,8.63444,8.44674,7.2556,7.14569,7.0219,6.88093; 3.3 单目标规划(线性、非线性)（1）max -5x1+6x2+7x3 s.t. 5x1-6x2+10x3 =15 x1,x2,x3 =0 （2）min -x1+10x12+10x22s.t. x12+x22-1 = 03.4 多目标规划(线性、非线性)（1）目标函数：min f1(x)=2x1+5x2 min f2(x)=4x1+x2 约束条件：x1=5 X2=7 X1,x2=0 （2）min （1/2）*(5x12+6x1x2+5x22)-95x1-105x2 min x12+x22s.t. x1+x2=10 3x1+x2=15 2x1+3x2=30 -15x1+13x2=0, x2=04. 方程（组）求解 4.1 线性方程（组）的求解求解下列方程组4.2 非线性方程（组）的求解 求解下列方程组6编程序实现如下的功能F=10;20;30;40;50;P1=5;10;15;30;20;P2=5;10;15;10;30;F原产品P1,p2表示经过后续操作所要得到的产品S1-表示分离器，该分离器的功能从第一个位点分离。比如F经过s1后产生两种产品10;0;0;0;0;0;20;30;40;50同理还有 s2和s3，s4两种分离器可供选择（1） s1,s2,s3，s4分离器总共可以产生多种产品，将所产生的全部产品放在a矩阵中（2） 在a矩阵中寻找一组，组成新的矩阵，该组合能够通过线性组合的方式产生产品p1和p2，并且产生p1和p2的线性组合系数都必须是正数并且将线性组合的系数放在b矩阵中5. 简单图形用户界面（GUI）设计5.1 知识点 二维图形Plot命令：线型和标记、加格线和标记、加图例、定制图形坐标轴、图形的保持、多图形窗口、屏幕的刷新、缩放 句柄图形、图像对象、块对象、轴对象、图形对象。 控件制作，包含下列控件：pushbutton,togglebutton,radiobutton,checkbox,listbox,popupmenu,slider,edit,text,panel,回调函数,对话框与请求以及控件的一些属性(如enable，visible等)导入图像(JPG格式)到GUI界面5.2 实例训练（1） 设计一个GUI界面，实现由两个命令按钮(pushbutton)来控制坐标轴（axes）中曲线的类型（正弦或余弦），点击其中标有“sin（x）”的按钮时，绘制正弦图像，点击标有“cos（x）”的按钮时，绘制余弦图像。 在上述基础上，添加两个编辑文本框（edit text），通过人工输入数值的方式，分别控制x、y轴的坐标范围。 在的基础上，添加两个单选按钮（radiobutton），控制网格线的出现。 在的基础上，添加三个按钮组（button group），分别实现当前图形窗口内曲线的颜色、宽度以及线型的变化。（2） 设计一个GUI界面，实现由控件listbox来控制坐标轴（axes）中曲线的类型，点击第一个时出现正弦图像，点击第二个显示余弦图像，第三个显示正切图像，第四个显示余切图像。 在上述基础上，添加两个控件（slider），分别控制x、y轴的坐标范围。 在的基础上，添加两个单选按钮（check box），控制网格线的出现。（3）设计一个GUI界面，实现在输入编辑框中输入一串字符，将其中大写转化成小写，小写转化成大写，然后将结果显示在输出编辑框；若为数字字符则输出其对应的数值，若为其他字符则原样输出。（以下图片仅作参考）6.GUI进阶6.1 知识点 从EXCEL导入导出数据 从数据库Access导入数据到MATLAB 将MATLAB程序编译成可执行文件 串口读写数据6.2 实例训练 设计一个GUI，实现以下功能：从某个excel文件中读取到数据(对话框的形式)，对数据作相应处理(自己模拟数据和处理方法)，将处理结果显示在该界面上，并将结果写入另外一个excel文件中(对话框的形式)。也可以考虑从数据库(access)中读取数据。 设计一个科学计算器，实现其计算功能并能动态显示系统时间。（以下图片仅作参考） 为中的科学计算器设计一个密码系统，输入正确的密码确定后，点关闭，进入待进去的系统；点修改密码，可以对密码进行修改。输入错误的密码提示密码错误。（以下图片作为参考） 建立一个学生成绩查询系统，要求如下：数据库(access)中储存学生成绩的相关信息，包括学生姓名、学号和各科成绩。加入两个listbox，第一个显示姓名或者学号，第二个显示其中一个学生的成绩。以下图片作为参考： 编写一个时钟的程序，并将其编译成可执行程序。以下图片作为参考。7. 大型系统编程 (多个功能模块集成)(1) 离心泵机组操作优化系统数据输入模块，特性曲线拟合模块，优化计算模块，数据输出模块(2) 锅炉蒸汽优化操作系统数据输入模块，锅炉效率曲线拟合模块，优化计算模块，数据输出模块1，编写下列矩阵1234565173462现有一注水管网（如图所示），图中有6个节点，7个管元。管网中每根管元相应的首端节点和末端节点用序号（j，k）表示，所以，管网的连接结构可以用一个结构矩阵来表示。图中管网的连接结构矩阵为：B=1 1 2 4 4 2 3;2 3 3 2 3 5 6（注意转置）。系数K的值为：K= 0.2588 0.2012 0.6018 0.3112 0.3350 0.2524 0.4637。试编写一个总体特征矩阵A，满足：（1） 将系数K叠加到总体特征矩阵A的（j，j）和（k，k）的位置上；（2） 将系数-K叠加到（j，k）和（k，j）的位置上。考虑所有单元，形成A66矩阵。矩阵编写完成后具有如下特点：（1） 如果两个任意节点j和k，它们之间互不联系，则他们对（j，k）、（k，j）都不做贡献，即贡献为零。矩阵A仅当管网中所有节点都连接在一起时才是满阵。事实上，对于注水管网，矩阵A是稀疏矩阵。（2） 无论何时只要对位置（j，k）上的系数有贡献，同时对它的对称位置（k，j）也做贡献，所以矩阵A是对称矩阵。（3） 主对角线元素都为正，非主对角线元素皆为负，且主对角线元素等于该行非主对角线元素绝对值之和。（4） 如果对矩阵A实施初等变换，就会发现，我们总能使矩阵任意一行元素都为零，也就是说，对于nn的矩阵A，它的秩为n-1。因为|A|=0，故A为奇异矩阵。2求解非满秩方程组根据以编写出来的矩阵，求解下列方程组：Ap=C其中，A特征矩阵P各个节点的压力值C各个节点的输入流量。C=0.0506 -0.0487 -0.0432 0.400 -0.0362 -0.0815因为矩阵A的秩为5，所以它没有特定的解，需要给定一个压力点作为参考点才能解这个方程组。现给定第一个节点的压力，p1=56.试编写一程序，求出各节点的压力值。WebAccess实际应用练习软件准备：（1）