Matlab基础与应用实训指导书

1、MATLAB基础与应用实训指导书 目 录实训一 认识MATLAB 实训二 MATLAB数据操作 实训三 MATLAB程序设计（一） 实训四 MATLAB程序设计（二）实训五 MATLAB二维绘图实训六 MATLAB特殊二维绘图实训七 MATLAB三维绘图实训八 MATLAB符号函数的运算实训九 MATLAB符号微积分实训十 MATLAB符号方程求解 实训十一 MATLAB数据分析与统计实训十二 MATLAB数值运算实训十三 MATLAB常微分方程的数值求解实训十四 认识GUI实训十五 图形用户界面设计实训十六 Simulink仿真实训十七 MATLAB综合实训（一）实训十八 MATLAB综合实

2、训（二）实训一 认识MATLAB【实训目的】1认识MATLAB操作界面2MATLAB帮助系统的使用方法3掌握数据操作的有关知识【主要软件设备】MATLAB软件【实训内容】1认识MATLAB操作界面2MATLAB帮助系统的使用方法3掌握数据操作的有关知识【实训题目】1.通过帮助浏览器查找max函数的用法。2.通过帮助浏览器查找并比较ceil、floor、fix、round、rem和sign函数的用法。3.gcd函数用于求两个整数的最大公约数。先用help命令查看该函数的用法，然后利用该函数求15和35的最大公约数。4.已知A=2.1，B=-4.5，C=6，D=3.5，E=-5，计算的值。5.已知

3、，计算的值。【实训注意事项】1. 在所实训的机房，必须保持机房的整洁2. 在所实训机房，未经允许不要对计算机进行操作及其他操作3. 实训必须按照实训报告要求进行【实训报告要求】1. 通过帮助浏览器查找函数的用法在实训报告上只填写所编程序2. 数据操作的有关知识的程序必须按照MATLAB软件上所编程序书写，书写格式一定要正确实训二 MATLAB数据操作【实训目的】1掌握数据操作的有关知识2掌握矩阵的基本运算3掌握数据和文件操作【主要软件设备】MATLAB软件【实训内容】1矩阵的基本运算2数据和文件操作3理解数据操作的有关知识【实训题目】1.已知矩阵、,求2A+B、A*B、B*A、A.*B、AB、

4、 A/B、A. B、A. /B。 2.使用函数实现左旋或右旋的功能。例如，原矩阵为A，A左旋后得到矩阵B，右旋得到矩阵C。 3.利用函数产生3×4阶单位矩阵和全部元素都是4.5的4×4阶常数矩阵。4.利用函数产生5×5阶随即分布的矩阵和5×5阶正态分布的随机矩阵。5.利用画图软件画一幅图画，存盘后，读入MATLAB工作空间，并用数组编辑器察看这幅图画的像素值的分布情况。【实训注意事项】1.在所实训的机房，必须保持机房的整洁2.在所实训机房，未经允许不要对计算机进行操作及其他操作3.实训必须按照实训报告要求进行【实训报告要求】1. 通过帮助浏览器查找函数的

5、用法在实训报告上只填写所编程序2. 数据操作的有关知识的程序必须按照MATLAB软件上所编程序书写，书写格式一定要正确实训三 MATLAB程序设计（一）【实训目的】1掌握M文件的建立和调试方法2熟悉M文件的程序流程语句3掌握函数文件的建立与调用【主要软件设备】MATLAB软件【实训内容】1M文件的建立与调试方法2M文件的程序流程语句3. 函数文件的建立与调用【实训题目】1.编写程序计算下面分段函数的值，手算验证程序。提示：用if-else-end语句实现。 2.求下面表达式的值。 提示：用for循环语句分别实现k、和1/k。3.编写函数文件，实现求圆面积的功能。函数文件名为cirarea.m，

6、输入圆的半径，输出圆的面积。4.建立一个4×4阶的矩阵，编程输出最大元素的行号、列号和元素值。提示：先假设矩阵的第一个元素就是最大元素A，行号、列号都是1，再用A与矩阵的其他元素进行比较，若不大于A，A不变；若大于A，就用大于A的元素更新A，行号和列号。用循环嵌套遍历整个矩阵。5.有一群鸡和兔子，加在一起头的数量是36，脚的数量100，编程序解答鸡和兔子的数量各是多少？提示：鸡的数目+兔子的数目=36；鸡的数目×2+兔子的数目×4=100。【实训注意事项】1.在所实训的机房，必须保持机房的整洁2.在所实训机房，未经允许不要对计算机进行操作及其他操作3.实训必须按照

7、实训报告要求进行【实训报告要求】1. 编写程序必须能够在计算机中能够运行2. 认真填写实训报告册实训四 MATLAB程序设计（二）【实训目的】1掌握函数文件的建立与调用2掌握应用程序设计【主要软件设备】MATLAB软件【实训内容】1函数文件的建立与调用2应用程序设计【实训题目】1.用if-else-end语句实现：输入一个学生成绩，判断其成绩是否及格。“及格”和“不及格”用字符数组表示。 2.有一个数组，包含13、5、0.69、-12.3、56、4、-7、4.6、8.91、-4、0、12、20共13个元素，编写程序分别输出其中的最大数和最小数。3.计算如下的分段函数：4.任意输入10个两位整数

8、，输出其中小于平均值的奇数。5.编写一个判断任意正整数是否为素数的程序。提示：只能被1和其自身整除的数为素数。6.已知,求S的值。7.分别用for和while循环结构编写程序，计算的值。【实训注意事项】1.在所实训的机房，必须保持机房的整洁2.在所实训机房，未经允许不要对计算机进行操作及其他操作3.实训必须按照实训报告要求进行【实训报告要求】1. 编写程序必须能够在计算机中能够运行2. 认真填写实训报告册 实训五 MATLAB二维绘图【实训目的】1掌握二维图形的绘制2掌握图形的修饰与控制【主要软件设备】MATLAB软件【实训内容】1二维图形的绘制2图形的修饰与控制【实训题目】1.把当前窗口分成

9、四个区域，用不同的颜色和线条分别绘制、的函数图形，并加入文字标识和网格。2.画出函数的曲线，并在相同区间添加函数曲线，要求用不同的修饰方式。3.绘图表示5×5魔方矩阵的元素分布情况。【实训注意事项】1.在所实训的机房，必须保持机房的整洁2.在所实训机房，未经允许不要对计算机进行操作及其他操作3.实训必须按照实训报告要求进行【实训报告要求】1. 编写程序必须能够在计算机中能够运行，并且绘制出二维图形2. 认真填写实训报告册 实训六 MATLAB特殊二维绘图【实训目的】1掌握特殊二维图形的绘制2掌握图形的修饰与控制【主要软件设备】MATLAB软件【实训内容】1特殊二维图形的绘制2图形的修

10、饰与控制【实训题目】1.在极坐标绘制函数区间的曲线图。2.某班计算机考试成绩，90分以上的同学8人，80分以上至90分的同学25人，70分以上以上至80分的同学15人，60分以上以上至70分的同学12人，60分以下的同学9人，画出饼图并让不及格的人数突出显示。3.用梯形图绘制，在区间的图形。4.用概率分布图绘制1000个均匀分布随机矩阵的图形。5.在同一坐标下绘制函数在的曲线。6.绘制如下函数的图形7.用plot和fplot函数绘制的曲线，并分析两条曲线的差别。【实训注意事项】1.在所实训的机房，必须保持机房的整洁2.在所实训机房，未经允许不要对计算机进行操作及其他操作3.实训必须按照实训报告

11、要求进行【实训报告要求】1. 编写程序必须能够在计算机中能够运行，并且绘制出特殊二维图形2. 认真填写实训报告册 实训七 MATLAB三维绘图【实训目的】1掌握三维图形的绘制2掌握图形的修饰与控制【主要软件设备】MATLAB软件【实训内容】1三维图形的绘制2图形的修饰与控制【实训题目】1.绘制方程在，区间的图形。2.绘制下列函数的带底座的三维图形和带等高线的三维图形。（1） （2） （3）3.绘制二维正态分布密度函数的三维图形。4.用不同的线性和颜色在同一坐标内绘制曲线、的图形。5.绘制方程，在，区间的图形。【实训注意事项】1.在所实训的机房，必须保持机房的整洁2.在所实训机房，未经允许不要对

12、计算机进行操作及其他操作3.实训必须按照实训报告要求进行【实训报告要求】1. 编写程序必须能够在计算机中能够运行，并且绘制出三维图形2. 认真填写实训报告册 实训八 MATLAB符号函数的运算【实训目的】1了解符号运算的基本函数2掌握符号函数的运算【主要软件设备】MATLAB软件【实训内容】1符号运算的基本函数2掌握符号函数的运算【实训题目】1.计算表达式与表达式的和差积商和乘方，并对所得的结果进行展开、化简。2.对表达式进行因式分解。3.展开表达式。4.化简表达式。5.求极限。6.求极限。【实训注意事项】1.在所实训的机房，必须保持机房的整洁2.在所实训机房，未经允许不要对计算机进行操作及其

13、他操作3.实训必须按照实训报告要求进行【实训报告要求】1. 编写程序必须能够在计算机中能够运行，并计算出结果2. 认真填写实训报告册实训九 MATLAB符号倒数和微积分【实训目的】1掌握MATLAB符号倒数的求解方法2掌握MATLAB符号微积分的求解方法【主要软件设备】MATLAB软件【实训内容】1MATLAB符号倒数的求解2MATLAB符号微积分的求解【实训题目】1.已知，求。2.求下列积分：（1） （2）3.求表达式的5阶泰勒展开式。4.已知，求。5.已知表达式，求处的泰勒展开式。【实训注意事项】1.在所实训的机房，必须保持机房的整洁2.在所实训机房，未经允许不要对计算机进行操作及其他操作

14、3.实训必须按照实训报告要求进行【实训报告要求】1. 编写程序必须能够在计算机中能够运行，并计算出结果2. 认真填写实训报告册实训十 MATLAB符号级数的求解和方程求解【实训目的】1掌握MATLAB符号级数的求解方法2掌握MATLAB符号方程的求解方法【主要软件设备】MATLAB软件【实训内容】1MATLAB符号级数的求解2MATLAB符号方程的求解【实训题目】1. 求微分方程的通解。2.求级数的和。3.求微分方程的特解，的特解。4.求解下列线性方程组：（1） （2）5.求下列级数前10项的有限和：（1）（2）（3）【实训注意事项】1.在所实训的机房，必须保持机房的整洁2.在所实训机房，未经

15、允许不要对计算机进行操作及其他操作3.实训必须按照实训报告要求进行【实训报告要求】1. 编写程序必须能够在计算机中能够运行，并计算出结果2. 认真填写实训报告册实训十一 MATLAB数据分析与统计【实训目的】1掌握MATLAB数据的分析2掌握MATLAB数据的统计3. 掌握MATLAB数值差值【主要软件设备】MATLAB软件【实训内容】1MATLAB数据的分析2MATLAB数据的统计【实训题目】1.给出10个学生的考试成绩，如表1所示。表1 考试成绩学生姓名数学语文外语计算机体育丁 松9098868190于爱迪9299919090王学明9794808595田 宇6772778890徐 皓738

16、3827890程琳琳3967727280张 丽9288819290杨天琳8867829085梅思奇8589788580翟莉莉7875857795求：（1）求各科成绩最高分（2）各科成绩最高分（3）各学生成绩总分（4）各科成绩的标准差2.随即从一批铁钉中抽取20枚，测得其长度如表2所示： 表2 铁钉长度 （单位：cm）样品长度2.142.102.132.152.132.122.102.142.172.15样品长度2.152.122.142.112.102.162.092.132.082.14求样本均值、样本方差、样本标准差样本中值和极差。3.检测一批大米样品的垩白粒率和垩白度，分别使用机器自动检

17、测和人工目测，得到的数据如表3所示： 表3 自动检测与人工检测数据对照表检测项目方法样品1样品2样品3样品4样品5样品6样品7样品8垩白粒率自动3025333030292836人工3025322928282734垩白度自动12.41112.9121211.311.615.7人工11.61013.2121110.610614.5计算两种检测方法的相关系数，说明能否用机器检测代替人工目测。4.已知正弦函数如表4所示：表4 正弦函数值XY0.353370.374610.390730.40674求的近似值。【实训注意事项】1.在所实训的机房，必须保持机房的整洁2.在所实训机房，未经允许不要对计算机进行

18、操作及其他操作3.实训必须按照实训报告要求进行【实训报告要求】1. 编写程序必须能够在计算机中能够运行，并计算和运行出结果2. 认真填写实训报告册实训十二 MATLAB数值运算【实训目的】1掌握MATLAB数据的运算2. 掌握MATLAB数值的运算和统计【主要软件设备】MATLAB软件【实训内容】1MATLAB数据的分析2MATLAB数据的统计【实训题目】1.用MATLAB提供的randn函数生成符合正态分布的10×5随机矩阵A，进行如下操作：(1)A矩阵各列元素的均值和方差。(2)A矩阵的最大元素和最小元素。（3）分别对A矩阵的每列元素按升序、每行元素按降序排序。2.将5个学生5门

19、功课的成绩存入矩阵P中，进行如下处理：（1）分别求每门课程的最高分、最低分，以及相应的学生序号（2）分别求每门课的平均分和标准方差（3）5门课总分的最高分、最低分，以及相应学生序号（4）将5门课总分从大到小顺序存入zcj中，相应学生序号存入xzcj3.已知多项式有三个多项式，进行下列操作：（1）求。（2）求的全部根。4.求函数多项式的根。（1） （2）5.求函数在之间的极小值和附近的零点。【实训注意事项】1.在所实训的机房，必须保持机房的整洁2.在所实训机房，未经允许不要对计算机进行操作及其他操作3.实训必须按照实训报告要求进行【实训报告要求】1. 编写程序必须能够在计算机中能够运行，并计算运

20、行出结果2. 认真填写实训报告册实训十三 MATLAB常微分方程的数值求解【实训目的】1掌握MATLAB微分方程的数值求解2. 掌握MATLAB数值的运算【主要软件设备】MATLAB软件【实训内容】1掌握MATLAB微分方程的数值求解2. 掌握MATLAB数值的运算【实训题目】1.求微分方程的数值解。2.求微分方程在区间内的数值解。（1） （2） 3. 有三个多项式，进行下列操作：（1）求。（2）求的根。4. 在给定的初值，下，求方程组的数值解。5.求下列函数在指定区间的最大值。（1） （2）6.求下列多项式的根与倒数：（1） （2）【实训注意事项】1.在所实训的机房，必须保持机房的整洁2.在

21、所实训机房，未经允许不要对计算机进行操作及其他操作3.实训必须按照实训报告要求进行【实训报告要求】1. 编写程序必须能够在计算机中能够运行，并计算运算出结果2. 认真填写实训报告册实训十四 认识GUI和用户界面设计【实训目的】1认识GUI开发工具2. 掌握图形对象句柄的使用【主要软件设备】MATLAB软件【实训内容】1GUI开发工具2. 图形对象句柄的使用【实训题目】 1.设计一个包含坐标轴和滑动条的图形用户界面，通过调节滑块可以画出不同频率的正弦波。2.设计一个图形用户界面，包含一个坐标轴和三个按钮，单击第一个按钮绘制函数的图形，单击第二个按钮，为图形添加第三个按钮，清除网格。3.绘制函数的

22、图形，建立一个菜单，用以控制图形的颜色、线性和线宽。提示：可以利用plot函数绘制函数的图形，图形颜色属性为color、线性属性为LineStyle、线宽属性为LineWeight。4.建立如图1所示的图形演示界面。单击“绘图”按钮，绘制正弦函数，能够利用单选按钮选择曲线的颜色和线型，单击“清除” 按钮，清楚曲线。图1 带有单选按钮的图形用户界面【实训注意事项】1.在所实训的机房，必须保持机房的整洁2.在所实训机房，未经允许不要对计算机进行操作及其他操作3.实训必须按照实训报告要求进行【实训报告要求】1. 编写程序必须能够在计算机中能够运行，并能绘制图形和用户界面设计2. 认真填写实训报告册实

23、训十五 图形用户界面设计【实训目的】1掌握控件、菜单和对话框的应用2. 掌握图形用户界面的设计过程【主要软件设备】MATLAB软件【实训内容】1控件、菜单和对话框的应用2. 图形用户界面的设计过程【实训题目】1.设计如图2所示显示滑动条滑块的图形用户界面。移动滑块时，滑块所处位置能够显示在数字框中。图2 显示滑块位置的图形用户界面2.设计一个带有上下文菜单的图形用户界面。在图形窗口单击鼠标右键，弹出上下文菜单，选择子菜单项，能够修改图形参数，如图3所示。图3 带有上下文菜单的图形用户界面4.使用开关函数按钮设计图形用户界面。按钮显示“绘制图形”时，按下按钮，绘制正弦曲线，按钮显示变为“清除图形

24、”；弹起按钮，清除图形，按钮显示变为“绘制图形”。图形界面带有标准菜单栏，如图4所示。图4 带有开关按钮的图形用户界面【实训注意事项】1.在所实训的机房，必须保持机房的整洁2.在所实训机房，未经允许不要对计算机进行操作及其他操作3.实训必须按照实训报告要求进行【实训报告要求】1. 编写程序必须能够在计算机中能够运行，并能设计出图形用户界面2. 认真填写实训报告册实训十六 Simulink仿真【实训目的】1.熟悉Simulink系统的基本模块2.掌握仿真模型的编辑3.掌握仿真参数的设置【主要软件设备】MATLAB软件【实训内容】1.Simulink系统的基本模块2.仿真模型的编辑3.仿真参数的设置【实训题目】1.浏览Simulink模块库。2.对Source模块库中的（均匀随机信号）模块进行选取、复制、调整大小、添加阴影、改变方向及颜色等编辑操作，设置模块参数，用Scope观察输出波形。3.仿真对斜坡信号的积分运算，并显示输