MATLAB实习报告模板

1、MATLAB实习报告这学期进行了MATLAB的实习，在为期几天的实习中，大家实习了MATLAB基本操作、值数组及其运算、ATLAB图形绘制基础和SIMULINK仿真基础。同时通过这些也了解了MATLAB的基本情况和它的众多优点。一、MATLAB的基本情况和优点 MATLAB是主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran

2、）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学

3、软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C+，JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用。二、实习内容实习内容一： MATLAB基本操作实习内容二： 数值数组及其运算实习内容三： MATLAB图形绘制基础实习内容四： SIMULINK仿真基础三、MATLAB实习过程1、掌握MATLAB操作过程1、进入MATLAB的开发环境。方法一：点击桌面上的快捷方式或matlab文件夹下的快捷方式图标。方法二：开始所有程序MATLAB6.5MATLAB6.5.EXE。方法三：点击matlabbinwin32文件夹下的matlab.exe。这

4、三种方法的当前目录不同。优先选用方法一。退出MATLAB的开发环境。2、退出Matlab的方式很多：（1）在Matlab命令窗口的“File”菜单下选择“Exit Matlab”；（2）快捷键“Ctrl+q”；（3）在命令窗口输入“quit”命令；（4）在命令窗口输入“exit”命令；（5）用鼠标单击命令窗口右上角的“X”按钮；（6）用鼠标双击命令窗口左上角的图标“”。3、熟悉MATLAB的desktop操作桌面（1）熟悉指令窗（command window）点击指令窗右上角的可以从将指令窗从操作桌面独立出来，点击指令窗中view菜单下的Dock Command window可以使指令窗嵌入回

5、操作桌面。在指令窗的提示符后面键入所以下指令：(12+2*(7-4)/32观察指令窗中的结果。c、通过下拉菜单File:Preferences改变设置指令窗中的字体、颜色等。如： 数据显示格式的设置：format short 小数点后四位（缺省情况），如显示为3.1416。（2）熟悉当前目录浏览器（Current Directory）（A）观察当前目录是什么？（B）打开我的电脑，在E盘下建立一个名为mydir的文件夹。在MATLAB的command window上方，有一个当前目录设置区。它包括：“目录设置栏”和“浏览键”，在目录设置栏中直接写待设置的目录名，或借助浏览键和鼠标选择待设目录。（

6、3）熟悉工作空间浏览器（Workspace Browser）在以上步骤的基础上，观察工作空间浏览器有哪些变量？在指令窗中who 和whos 两条指令，观察指令窗中的结果。（4）熟悉数组编辑器(Array Editor)点中Workspace中任意一个数组，然后双击所选数组或点击图标打开数组编辑器（观察此数值数组内部的值。按照以下步骤建立一个新的数组：在指令窗里，向一个新变量赋“空”阵。如：A= ;在内存浏览器中，双击该变量，打开数组编辑器。在数组编辑器左上方的“行维”、“列维”栏中填写待建数组的“大小”，于是在编辑窗中就出现待填写的数组元素表格。逐格填写元素值，直到完成为止。（5）熟悉M文件编

7、辑器及运行一个简单的程序。（A）点击MATLAB窗口上的图标，弹出M文件编辑器（见图1-1）；图1-1（B）在M文件编辑调试器的空白框中写入下面指令。t=0:pi/50:4*pi;y0=exp(-t/3);y=exp(-t/3).*sin(3*t);plot(t,y,-r,t,y0,:b,t,-y0,:b)（C）点击M文件编辑器的（保存图标），或选中【File:Save】下拉菜单项，会出现标准的文件保存对话框。（D）在文件保存对话框中，选定目录（如mydir）,填写文件名（try1）,再按保存键，于是把try1.m脚本文件保存到了mydir目录上了。（E）选中M文件编辑器下拉菜单项【Debug

8、：Run】或按功能键F5，就可在图形窗中看到该程序的运行结果曲线。（7）设置文件存放路径（A）新建一个文件夹（自己的名字命名，在机器的最后一个盘符）；（B）将该文件夹添加到MATLAB 路径管理器中，见图1-6。（C）保存，关闭对话框。（8）了解MATLAB帮助系统 在指令窗中输入 help eye，阅读关于eye的帮助信息。 点击MATLAB的菜单项help:Matlab Help。查看自己所需的帮助。 2、掌握数值数组及其运算（1） 常量与变量系统的变量命名规则：变量名区分字母大小写；变量名必须以字母打头，其后可以是任意字母，数字，或下划线的组合。此外，系统内部预先定义了几个有特殊意义和用

9、途的变量，见下表：特殊的变量、常量取 值ans用于结果的缺省变量名pi圆周率的近似值（3.1416）eps数学中无穷小（epsilon）的近似值（2.2204e - 016）inf无穷大，如 1/0 = inf （infinity）NaN非数，如 0/0 = NaN （Not a Number），inf / inf = NaNi，j虚数单位：i = j =（2） 数值型向量（矩阵）的输入a任何矩阵（向量），可以直接按行方式输入每个元素：同一行中的元素用逗号（，）或者用空格符来分隔；行与行之间用分号（；）分隔。所有元素处于一方括号（ ）内；例1： Tim = 11 12 1 2 3 4 5 6

10、7 8 9 10 X_Data = 2.32 3.43；4.37 5.98 b系统中提供了多个命令用于输入特殊的矩阵：函数功 能函数功 能compan伴随阵toeplitzToeplitz矩阵diag对角阵vanderVandermonde矩阵hadamardHadamard矩阵zeros元素全为0的矩阵hankelHankel矩阵ones元素全为1的矩阵invhilbHilbert矩阵的逆阵rand元素服从均匀分布的随机矩阵kronKronercker张量积randn元素服从正态分布的随机矩阵magic魔方矩阵eye对角线上元素为1的矩阵pascalPascal矩阵meshgrid由两个向量

11、生成的矩阵上面函数的具体用法，可以用帮助命令help得到（3）符号向量（矩阵）的输入a用函数 sym定义符号矩阵：函数sym实际是在定义一个符号表达式，这时的符号矩阵中的元素可以是任何的符号或者是表达式，而且长度没有限制。只需将方括号置于单引号中。b用函数syms定义符号矩阵先定义矩阵中的每一个元素为一个符号变量，而后像普通矩阵一样输入符号矩阵。（4） 数组（矩阵）的点运算运算符：+（加）、-（减）、./（右除）、.（左除）、.（乘方），数组元素之间直接进行数值运算。例4： g = 1 2 3 4;h = 4 3 2 1; s1 = g + h, s2 = g.*h, s3 = g.h, s4

12、 = g.2, s5 = 2.h（5） 矩阵的运算运算符：+（加）、-（减）、*（乘）、/（右除）、（左除）、（乘方）、（转置）等；常用函数：det（行列式）、inv（逆矩阵）、rank（秩）、eig（特征值、特征向量）、rref（化矩阵为行最简形） A=2 0 -1;1 3 2; B=1 7 -1;4 2 3;2 0 1; M = A*B % 矩阵A与B按矩阵运算相乘 det_B = det(B) % 矩阵A的行列式 rank_A = rank(A) % 矩阵A的秩 inv_B = inv(B) % 矩阵B的逆矩阵 V,D = eig(B) % 矩阵B的特征值矩阵V与特征向量构成的矩阵D X

13、 = A/B % A/B = A*B-1，即XB=A，求X Y = BA % BA = B-1*A，即BY=A，求Y常见数学函数函 数 名数 学 计 算 功 能函 数 名数 学 计 算 功 能abs（x）实数的绝对值或复数的幅值floor（x）对x朝-方向取整acos（x）反余弦arcsingcd（m，n）求正整数m和n的最大公约数acosh（x）反双曲余弦arccoshimag（x）求复数x的虚部angle（x）在四象限内求复数 x 的相角lcm（m，n）求正整数m和n的最小公倍数asin（x）反正弦arcsinlog（x）自然对数（以为底数）asinh（x）反双曲正弦arcsinhlog1

14、0（x）常用对数（以10为底数）atan（x）反正切arctanreal（x）求复数x的实部atan2（x,y）在四象限内求反正切rem（m，n）求正整数m和n的m/n之余数atanh（x）反双曲正切arctanhround（x）对x四舍五入到最接近的整数ceil（x）对x朝+方向取整sign（x）符号函数：求出x的符号conj（x）求复数x的共轭复数sin（x）正弦sincos（x）余弦cossinh（x）反双曲正弦sinhcosh（x）双曲余弦coshsqrt（x）求实数x的平方根：exp（x）指数函数 tan（x）正切tanfix（x）对x朝原点方向取整tanh（x）双曲正切tanh（6

15、） 要求在闭区间上产生50个 等距采样的一维数组A ，试用两种不同的 指令实现。要寻访1到5个元素如何实现；寻访7到最后一个元素如何实现；寻访第2，6，8个元素如何实现；寻访大于2的元素如何实现。给第3，5，9个元素赋值100如何实现；（7）在指令窗中输入A=1 2 3;4 5 6 观察结果；分别用“全下标”和“单下标”来寻访第2行第1列的元素，并说明二维数组元素的存储顺序。（8）在指令窗中输入B1，2，3；6，7，8，并计算A.*B;和A*B并说明矩阵相乘和数组相乘的区别。（9）关系操作和逻辑操作表2-4 Matlab常用关系运算符关系运算符= =说 明小于小于等于大于大于等于等于不等于表2

16、-4 Matlab常用逻辑运算符逻辑运算符&|Xor说 明与或非异或（10）字符串数组A、创建串数组例：a=This is an example.size(a):输出该数组的大小C、串数组的元素标识例:a14=a(1:4)即a14=ThisD、字符串的存储是用ASCII码实现的Abs和double指令:将串数组转换为ASCII码数值数组例：Name=thomas r.lee;name1=double(Name)char指令:将ASCII码数值数组转换为串数组 例：name1=102;name2=char(name1)A=这是一个算例。中文字符串数组b=example3.1.2-1 。连续两个单

17、引号可创建带单引号的字符串可由小串构成大串.利用串操作函数char，str2mat，strvcat，int2str，num2str，mat2str等创建数组。例：Name=Thomas R.Lee ;Senior Developer;须输入同一长度的字符串;Name=char(Thomas R.Lee,Senior Developer,Kaiyi.wang,threemam,abcd)可输入不同长度的字符串;Fname=deblank(name(5,:)删除尾部空格;可通过size(Fname)来检验;strcmp(str1,str2)可判断两个字符串是否相等;strncmp(str1,str

18、2,3)用于判断两个字符的前3个字符是否相等;A=b用于比较两个字符串中对应字符是否相等;A=b用于比较两个字符串中对应字符是否不等;3、掌握MATLAB图形绘制基础1、基本命令：plot（数据作图、函数作图）, ezplot（简易作图），fplot(简易作图)2、基本绘图控制参数：设置线型、线色、数据点形（1）、曲线点型、线色允许设置值（2）、数据点形常用设置值线型符号-:-.-含义实线虚线点划线双划线线色符号bgrcmykw含义蓝绿红青品红黄黑白符号.ox+*sdp含义实心黑点空心圆圈叉字符十字符八线符方块符菱形符五角星符（3）、坐标轴控制(axis)、分格线（grid）（4）、图形标注：

19、坐标轴名(label)、图形标题（title）、图例(legend)、图形说明（text,gtext）,格式如下：title(s) 书写图形标题xlabel(s) 横坐标轴名ylabel(s) 纵坐标轴名legend(s1,s2,) 绘制曲线所用线型、色彩、或数据点型图例text(x1,y1,s) 在图面（x1,y1）坐标处书写字符注释gtext(s) 用鼠标选择书写字符注释的位置（5）、常用坐标控制命令指令含义指令含义axis off取消轴背景axis equal纵、横轴采用等长刻度axis on使用轴背景axis image同上且坐标框紧贴数据范围axis(v)v=x1,x2,y1,y2,

20、z1,z2人工设定范围axis square产生正方形坐标系（6）、多次叠绘、子图hold on 使当前轴及图形保持而不被刷新，准备接受此后将绘制的新曲线。hold off 使当前轴及图形不再具备不被刷的性质。hold 是否具备不被刷的性质的双向开关。subplot(m,n,k) 图形窗中有mn幅子图，k是子图的编号。 3、三维曲线绘图（1）基本命令： plot3(x,y,z,s) % s为线色、线形、点形（2）三维曲面作图1）三维网格命令（mesh）例3.6 x=-1:0.05:1;y=x; x,y=meshgrid(x,y); z=x.2+2*y.2; mesh(x,y,z)运行结果如图3

21、-3。图3-32）三维表面命令 surf例3.7 x=-1:0.05:1;y=x; x,y=meshgrid(x,y); z=x.2+2*y.2; surf(x,y,z)运行结果如图3-4。图3-43）基本三维命令的几个改进命令4、球面（sphere）及柱面（cylinder）的表达（1）sphere(n)绘制分格线条数为n的单位球面。例3.8 sphere(50) %绘制分格线条数为50的单位球面， 运行结果如图3-5。（2）cylinder(r,n)绘制半径为r分格线条数为n的旋转柱面（曲面），纵坐标为0到1。R为母线的描述。4、SIMULINK仿真基础1、打开Simulink模块库浏览器两种方法：在command窗口运行指令Simulink或点击图形窗中的图标。2、在库浏览器的窗口查看并熟悉各种子库。本实习只用到simulink基本子库，包含信号源模块Source,输出模块Sinks,连续系统模块Continuous,离散系统模块Discrete, 数学运算模块Math operations等。3、新建一个空白模型