《MATLAB仿真技术》实验指导书2016附问题详解

?MATLAB仿真技术?实验指导书2021附问题详解?MATLAB仿真技术?实验指导书2021附问题详解?MATLAB仿真技术?实验指导书2021附问题详解适用文档实验工程及学时安排实验一MATLAB环境的熟习与根本运算实验二MATLAB数值计算实验实验三MATLAB数组应用实验实验四MATLAB符号计算实验实验五MATLAB的图形绘制实验实验六MATLAB的程序设计实验实验七MATLAB工具箱Simulink的应用实验

2学时2学时2学时2学时2学时2学时2学时实验八MATLAB图形用户接口GUI的应用实验2学时实验一MATLAB环境的熟习与根本运算一、实验目的1．熟习MATLAB开发环境2．掌握矩阵、变量、表达式的各样根本运算适用文档二、实验根本知识1.熟习MATLAB环境:MATLAB桌面和命令窗口、命令历史窗口、帮助信息阅读器、工作空间阅读器、文件和搜寻路径阅读器。掌握MATLAB常用命令clcclearhelplookforwho

去除命令窗口中内容去除工作空间中变量对所选函数的功能、调用格式及有关函数给出说明查找拥有某种功能的函数但殊不知道该函数的正确名称查问工作空间中的变量信息变量与运算符变量命名规那么以下：1〕变量名能够由英语字母、数字和下划线构成2〕变量名应以英文字母开头3〕长度不大于31个4〕划分大小写MATLAB中设置了一些特其余变量与常量，列于下表。表1MATLAB的特别变量与常量变量名功能说明变量名功能说明ANS默认变量名，以应答realmin最小的正实数近来一次操作运算结果i或j虚数单位INF(inf)无量大pi圆周率NAN(nan)不定值〔0/0〕eps浮点数的相对偏差nargin函数实质输入参数个数realmax最大的正实数nargout函数实质输出参数个数MATLAB运算符，经过下边几个表来说明MATLAB的各样常用运算符表2MATLAB算术运算符操作符功能说明操作符功能说明+加\矩阵左除-减.\数组左除*矩阵乘/矩阵右除适用文档.*数乘./数右除^矩乘方'矩置.^数乘方.'数置表3MATLAB关系运算符操作符功能明==等于~=不等于>大于<小于>=大于等于<=小于等于表4MATLAB运算符运算符运算明&And与|Or或~Not非Xor异或表5MATLAB特别运算符号功能明比方符号功能明比方：1:1:4;1:2:11.；分开行..，分开列⋯〔〕%注[]构成向量、矩！用操作系命令{}构成元数=用于的一、二数的表6子数与常用的有关指令格式指令格式指令功能A(r,c)数A中r指定行、c指定列之元素成的子数Ar,:)数A中r指定行的全部列之元素成的子数(A(:,c)数A中c指定列的全部行之元素成的子数A数A中各列元素首尾相成的“一列〞子数(:)一列子数中的第i个元素Ai)""(适用文档A(r,c)=Sa数组A中r指定行、c指定列之元素构成的子数组的赋值A(:)=D(:)数组全元素赋值，保持A的行宽、列长不变，A、D两组元素总合应同样的根本运算表7两种运算指令形式和实质内涵的异同表数组运算矩阵运算指令含义指令含义A．'非共轭转置A’共轭转置A=s把标量s赋给A的每个元素s+B标量s分别与B元素之和s-B,B-s标量s分别与B元素之差s.*A标量s分别与A元素之积s*A标量s分别与A每个元素之积s./B,B.\s标量s分别被B的元素除S*inv(B)B阵的逆乘sA.^nA的每个元素自乘n次A^nA阵为方阵，自乘n次A.^p对A各元素分别求非整数幂A^p方阵A的非整数乘方A+B对应元素相加A+B矩阵相加A-B对应元素相减A-B矩阵相减A.*B对应元素相乘A*B内维同样矩阵相乘A./BA的元素别B的对应元素除A/BA右除BB.\A与上同样B\AA左除Bexp(A)以自然数e为底，分别以A的expm(A)A的矩阵指数函数元素为指数，求幂log(A)对A的各元素求对数logm(A)A的矩阵对数函数sqrt(A)对A的各元素求平方根sqrtm(A)A的矩阵平方根函数的常用函数表

8

标准数组生成函数指令diag

含义产生对角形数组〔对高维不适用〕

指令rand

含义产生平均散布随机数组适用文档eye产生单位数组〔对高维不适randn产生正态散布随机数组用〕magic产生魔方数组〔对高维不适zeros产生全0数组用〕ones产生全1数组size()返回指定矩阵的行数和列数表9数组操作函数指令含义diag提取对角线元素，或生成对角阵flipud以数组“水平中线〞为对称轴，互换上下对称地点上的数组元素fliplr以数组“垂直中线〞为对称轴，互换左右对称地点上的数组元素reshape在总元素数不变的前提下，改变数组的“行数、列数〞rot90矩阵逆时针旋转90度det方阵的队列式值rank矩阵的秩三、实验内容1、学习使用help命令，比方在命令窗口输入helpeye，此后依据帮助说明，学习使用指令eye〔其余不会用的指令，依据此方法类推〕适用文档2、学使用clc、clear，察commandwindow、commandhistory和workspace等窗口的化果。3、初步程序的写，新建M-file，保留〔自己定文件名，比方exerc1、exerc2、exerc3⋯⋯〕，学使用MATLAB的根本运算符、数指令、准数生成函数和数操作函数。注意：每一次M-file的改正后，都要存。〔1〕helprand，此后随机生成一个commandwindow、commandhistory

2×6的数，察并和workspace等窗口的化果。适用文档〔2〕学使用clc、clear，认识其功能和作用。〔3〕入C=1:2:20，C〔i〕表示什么？此中i=1,2,3,⋯,10。〔4〕入A=[715；256；315]，B=[111;222;333]，在命令窗口中行以下表达式，其果：A(2,3)A(:,2)A(3,:)A(:,1:2:3)A(:,3).*B(:,2)A(:,3)*B(2,:)A*BA.*BA^2A.^2B/AB./A〔5〕二数的建和，建一个二数〔4×8〕A，数A第2行、第3列的元素，数A第2行的全部元素，数A第6列的全部元素。适用文档〔6〕两种运算指令形式和内涵的比。有3个二数A2×4，B2×4，C2×2，写出全部由2个数参加的合法的数运算和矩指令。A+B;

A-B

C*A,

C*B

A/B

A.*B

A.+BA./B

A.^B

⋯A\B〔7〕学使用表

8列的常用函数〔通

help

方法〕〔8〕学使用表

9数操作函数。适用文档〔9〕用reshape指令生成以下矩阵，并拿出方框内的数组元素。适用文档适用文档实验二MATLAB数值计算实验实验目的1、认识陪伴矩阵、罕见矩阵、魔方矩阵、对角矩阵等各样矩阵的创办，掌握矩阵的根本运算2、掌握矩阵的数组运算3、掌握多项式的根本运算4、会求解代数方程实验根本知识1、创办矩阵的方法：直接输入法、用MATLAB函数创办矩阵2、矩阵运算：矩阵加、减〔＋,－〕运算矩阵乘〔〕运算矩阵乘方inv——矩阵求逆det——队列式的值eig——矩阵的特色值diag——对角矩阵’——矩阵转置sqrt——矩阵开方3、矩阵的数组运算：数组加减(.+,.-)：对应元素相加减数组乘(〕：a，b两数组必然有同样的行和列，两数组相应元素相乘数组除〔./，〕：a./b=b.\a—都是b的元素被a的对应元素除〔a适用文档除以b〕a.\b=b./a—都是a的元素被b的对应元素除〔b除以a〕数组乘方(.^)：元素对元素的幂数组点积〔点乘〕：维数同样的两个向量的点乘，其结果是一个标量数组叉积：就是一个过两个订交向量的交点且垂直于两个向量所在平面的向量数组混淆积:先叉乘后点乘4、多项式运算poly——产生特色多项式系数向量roots——求多项式的根p=poly2str(c,‘x’)〔以习惯方式显示多项式〕conv,convs——多项式乘运算deconv——多项式除运算多项式微分polyder(p):求p的微分polyder(a,b):求多项式a,b乘积的微分[p,q]=polyder(a,b):求多项式a,b商的微分5、代数方程组求解1〕.恰定方程组的解方程ax=b(a为非奇怪)两种求解方法：x=inv(a)b—采纳求逆运算解方程x=a\b—采纳左除运算解方程2〕超定方程组的解方程ax=b,m<n时此时不存在独一解。x=(a'a)-1a'b——求逆法3〕欠定方程组的解MATLAB可求出两个解：用除法求的解x是拥有最多零元素的解是拥有最小长度或范数的解，这个解是鉴于伪逆pinv求得的。6、复数运算：复数的实虚部、模和幅角计算适用文档real_z=real(z)image_z=imag(z)magnitude_z=abs(z)angle_z_radian=angle(z)%弧度单位angle_z_degree=angle(z)*180/pi%度数单位三、实验内容1、生成一个3行3列的随机矩阵，并逆时针旋转90°，左右翻转，上下翻转。适用文档2、a=[123]，b=[456]，求a.\b和a./b适用文档3、数组和矩阵有何不同样？数组中的元素能够是字符等，矩阵中的只好是数，这是两者最直观的差别。从外观形状和数据构造上看，二维数组和数学中的矩阵没有差别。可是矩阵作为一种变换或照耀算子的表达，矩阵运算有着明确而严格的数学规那么。而数组运算是Matlab软件所定义的规那么，其目的是为了数据管理方便、操作简单、指令形式自然和履行计算的有效。固然数组运算尚缺少谨慎的数学推理，并且数组运算仍在圆满和成熟中，可是它的作用和影响正跟着matlab的张开而扩大。4、a=[123;456;780]，求其特色多项式并求其根。适用文档5、求解方程1〕适用文档2〕适用文档适用文档6、用两种方法创办符号矩阵，A=[a,2*b][3*a,0]7、对符号方程f=ax2+bx+c求解1〕对x求解；2〕对a求解。8、求解微分方程。适用文档实验三MATLAB数组应用实验实验目的1、掌握字符串数组、单元数组创办及显示、构造数组创办及接见2、掌握符号表达式的微分和积分运算实验根本知识字符串数组有关命令直接输入法---用单引号或许大括号+单引号disp(S)法---S是字符串，作用是显示出S的文本char(S)法---S是字符串，作用是显示出S的文本input(out,in)法---显示出字符串out的文本并等候终端的输入，in可缺省在字符串顶用两个单引号来表示一个单引号findstr(S1,S2)---在较长字符串里查找较短字符串所在的地点并返回地点值str2mat()---字符串变换成矩阵str2num()、num2str()---字符串与数值相互变换单元数组有关命令适用文档直接建法---使用大括号{}、胞元素直接cell(m,n)---建一个m*n的空胞矩〔全部行的胞数必同样〕celldisp()---逐一示cell中的每个元素?cellplot(C)---用彩色的形来示元型量C的构形式构数有关命令直接入法---使用“.〞将构量名和元素名接格式：struct_name(record#).field_name=data?S=struct(‘field1’,V1,’field2’,V2,⋯)---field各成量名，V的各成量的内容?S=rmfield(S,fields)---将构数S中的fields除，仍用数名S表示构体名称.数名称---在构数顶用元素?C=strcuct2cell(S)、S=cell2struct(C)---构数与元数的map容器?mapobj=containers.Map({

‘key1’,

’key2’,

⋯},{

‘val1

’,

’val2

’,⋯})---

建

map象?keys()、values()---看map象?existingmapobj(newkeysname)=newvalue---

在一个

map象中添加新元素?remove(mapname,’

keyname’

)

---

从一个

map

象中除keys/values三、实验内容建一个名S、内容“matlabprogrammingforengineers.〞的字符串，并找字符串S中字母“g〞出的地点以及出的次数。适用文档???创办大小为2╳2的单元数组，其元素分别为：字符串〔‘SunYang’,‘LiuWen’〕、字符串数组〔char(‘2021001’,’2021002’)〕、数值矩阵〔(858990;808788)〕和细胞数组〔’Maths’,’Maths’,’Matlab’〕。适用文档??创办一个数组名为student的构造数组，其内容以下表所示：IDNameAgeSexScore3001zhao20F903002wang21M863003yang18F883004liu19F80适用文档实验四MATLAB符号计算实验实验目的1、掌握创办符号表达式和矩阵的方法2、掌握符号表达式的微分和积分运算实验根本知识1、符号矩阵的创办适用文档1〕用matlab函数sym建矩〔symbolic的写)命令格式：A=sym('[]')2〕用字符串直接建矩2、符号矩的改正直接改正：可用、找到所要改正的矩，直接改正3、符号矩与数矩的将数矩化符号矩，函数用格式：double(A)将符号矩化数矩，函数用格式：numeric(A)4、符号微分与分diff(f)—缺省量求微分diff(f,v)—指定量v求微分diff(f,v,n)—指定量v求n微分int(f)—f表达式的缺省量求分int(f,v)—f表达式的v量求分int(f,v,a,b)—f表达式的v量在〔a,b)区求定分5、符号代数方程求解solve(f)——求一个方程的解solve(f1,f2,⋯fn)——求n个方程的解6、符号微分方程求解指令：dsolve命令格式：dsolve(f,g)：f——微分方程，可多至12个微分方程的求解；g初始条件，默自量'x',可随意指定自量't','u'等，微分方程的各数以大写字母D表示三、实验内容1、用符号方法求以下极限1〕适用文档2〕2、用符号方法求以下积分1〕2〕实验五MATLAB的图形绘制实验一、实验目的1、学习MATLAB二维、三维图形绘制的根本方法；2、熟习和认识MATLAB图形绘制程序编写的根本指令；3、熟习掌握利用MATLAB图形编写窗口编写和改正图形界面，并增添图形的各种注明；4、掌握

clf

、plot

、plot3

、subplot

、hold、figure

、gtext

、mesh、surf

、cylinder

、sphere、polar

、bar、hist

、pie

、area、fill

、scatter

、stairs

、stem、contour

等的指令格式和语法。适用文档二、实验根本知识1、plot(x,y)------

制由

x,y

所确立的曲；2、多量：

plot(x1,y1,

1,x2,y2,

2,

⋯⋯)；3、双Y：plotyy()函数；4、形窗口的切割；5、形窗口的使用。适用文档三、实验内容〔1〕绘制以下函数二维图形。

y=k*cos(t),t

∈[0,2

π],k

∈[0.4,1],

散布以plot(t,y)

、plot(t)

、plot(y)

、plot(y,t)

产生图形并记录察看其不同样。适用文档〔2〕绘制连续调制波形Y=sin(t)sin(9t)及其包络线。适用文档〔参照〕适用文档〔3〕绘制向量x=[130.52.52]的饼形图，并把3对应的局部分别出来。适用文档〔4〕绘制参数方程x=t,y=sin(t),z=cos(t)在t=[07]区间的三维曲线。适用文档〔5〕用holdon命令在同一个窗口绘制曲线y=sin(t)，y1=sin(t+0.25)，y2=sin(t+0.5)，此中t∈[010]。〔参照)适用文档〔6〕使用sphere()函数产生球面坐标，绘制网线图和表面图。适用文档实验六MATLAB的程序设计实验一、实验目的1、熟习MATLAB程序编写与设计环境2、掌握各样编程语句语法例那么及程序设计方法3、函数文件的编写和设计适用文档4、认识和熟习跨空量和二、实验根本知识1、程序流程控制句for循构法：fori＝初：增量：句1;;句n;end明：1．i＝初：，增量1。2．初、增量、可正可，能够是整数，也能够是小数，只符合数学。while循构法：while表达式循体句end明：1、whiIe构依据表达式的判断能否行循体勾。假定表达式的真，行循体句一次、在频频行，每次都要行判断。假定表达式的假，程序行end今后的句。2、了防备因上的失，而坠入死循，建在循体句的适合地点加break句、以便程序能正常行。〔行循体的次数不确立；每一次行循体后，必然会改while后边所跟关系式的〕3、while循也能够嵌套、其构以下：while表达式1循体句1while表达式2循体句2end循体句3endif-else-end分支构if表达式1句1elseif表达式2(可)适用文档句2else(可)句3endend明：构是一个条件分支句，假定足表达式的条件，往下行；假定不足，跳出if构。2．elseif表达式2与else可，两条句可依据详尽情况弃取。3．注意：每一个if都一个end，即有几个if，就有几个end。switch-case构法：switch表达式case常量表达式1句1case常量表达式2句2⋯⋯otherwise句nend明：1．switch后边的表达式能够是任何型，如数字、字符串等。2．当表达式的与case后边常量表达式的相等，就行个case后边的句假如全部的常量表达式的都与个表达式的不相等，行otherwise后的行句。程序流程控制指令：break、return、pause2、函数文件的构和写方法函数只幸好函数体内量行操作，也就是只好函数自己工作空中的量。M函数文件的构〔1〕函数定行〔function〕〔2〕H1行〔函数帮助文本的第一行〕〔3〕函数帮助文本适用文档〔4〕函数体〔5〕说明函数文件编写后，保