第9章MATLAB实验部分

MATLAB/SIMULINK实用教程张化光孙秋野刘鑫蕊编著第9章MATLAB实验部分实验一MATLAB环境熟悉及基本操作实验二

数组（矩阵）及其运算实验三M文件及MATLAB程序设计实验四MATLAB的数学问题求解实验五MATLAB绘图的基本操作实验六MATLAB及SIMULINK使用练习实验一MATLAB环境熟悉及基本操作一、实验目的二、实验内容一、实验目的熟悉MATLAB软件的工作环境和练习MATLAB命令窗口的基本操作。二、实验内容1．命令窗口（CommandWindow）运行入门【实验1-1】求的算术运算结果。【实验1-2】简单矩阵的输入步骤。【实验1-3】绘制图形并比较函数曲线图9-1函数曲线图图9-2子图形式函数曲线图【实验1-4】命令行操作过程示例。【实验1-5】变量的文件保存：save和load命令示例。2．命令窗口（CommandWindow）常用的基本操作（1）help命令（2）lookfor命令（3）help菜单

3．系统的在线帮助实验二

数组（矩阵）及其运算一、实验目的二、实验内容一、实验目的1．掌握MATLAB软件环境下进行数值数组（矩阵）的创建和访问的基本方法。2．掌握数值数组（矩阵）的算术运算、逻辑运算和关系运算的方法。3．掌握矩阵分解的运算，特征值和特征向量的求解方法。二、实验内容

1．固定变量示例

【实验2-1】用户不能清除的固定变量ans，eps，pi，i，j，NaN，Inf示例。

（1）矩阵的创建（2）访问元素（3）矩阵操作

2．矩阵的创建和操作（1）算术运算＋－*/\^‘。【实验2-2】①两种不同转置的区别。【实验2-3】矩阵的关系和逻辑运算。3．矩阵运算演示各种矩阵分解的命令（见2.4节的例子）。4．矩阵分解

5．特征值和特征向量的求解8.3使用MATLAB统计数据一、实验目的二、实验内容一、实验目的全面掌握在MATLAB下进行程序设计的有关问题，具体涉及到M脚本文件和M函数文件的编写、全局和局部变量的使用、流程控制结构、提高程序执行效率的设计技术以及程序调试等问题。二、实验内容1．关于M脚本文件和M函数文件2．MATLAB程序流程控制（1）for循环结构：完成指定重复次数的循环。【实验3-1】一个简单的for循环示例。

（2）while循环结构：完成不定重复的循环。

【实验3-2】Fibonacci数组的元素满足Fibonacci规则：，且。现要求该数组中第一个大于10

000的元素。（3）if-else-end分支结构。【实验3-3】用for循环指令来寻求Fibonacc数组中第一个大于10

000的元素。（4）switch-case结构。【实验3-4】演示switch结构的应用。（5）try-catch结构。【实验3-5】try-catch结构应用实例。

8.4基于MATLAB的图像平滑一、实验目的二、实验内容一、实验目的掌握数学问题的MATLAB求解，重点掌握非线性方程的求解过程，曲线拟合过程以及实际应用问题的MATLAB求解。二、实验内容1．练习书中第四章的数学问题求解例子。2．进一步练习下面的例子。【实验4-1】求解非线性方程

（1）矩阵的创建（2）访问元素（3）矩阵操作

2．矩阵的创建和操作图9-3原非线性方程的x(t),y(t)曲线图9-4改写的非线性方程的曲线【实验4-2】求微分方程组的通解。图9-5y(x)=sin(x),n=20时的图形【实验4-3】编写任意函数Taylor展开式并将各阶展开画在一个图中。图9-6y(x)=exp(x),n=30时的图形【实验4-4】导弹追踪问题图9-7解析法求解导弹追踪问题示意图图9-8采用数值解法的导弹轨迹图图9-9求解参数方程得到导弹轨迹图

【实验4-5】表9-1所示给出了行星到太阳的平均距离（R）以及此距离与地球到太阳的距离(Re)之比，如果不计水星，按下列方法对每个行星指定一个数（n）：金星（n=0），地球（n=1），…，冥王星（n=8）。图9-10R/Re和n的关系图图9-11二次多项式拟合图图9-12指数函数曲线拟合图

【实验4-6】在一城市商业区，有两家快餐分店：肯德基分店和麦当劳分店，据统计，每年肯德基分店保有其上一年老顾客的1/3，而另外的2/3顾客转移到麦当劳分店；每年麦当劳分店保有其上一年的老顾客的1/2，另外的1/2顾客转移到肯德基分店。设肯德基分店和麦当劳分店的初始市场占有份额分别为1/3和2/3。试根据以上数据讨论未来10年间的市场占有情况，并用图形加以表示。并讨论是否会出现市场占有份额稳定不变或其它情况？图9-13未来10年市场占有率8.5一种基于肤色分割和匹配的人脸识别一、实验目的二、实验内容一、实验目的通过图形可以从一堆杂乱的数据中观察数据间的内在关系，感受由图形所传递的内在本质。本实验主要练习并掌握曲线绘图的基本操作。熟悉并掌握简单二维图形显示的plot函数、semilogx、semilogy和loglog；熟悉图形显示的特征控制语句、颜色控制、线型控制、线条粗细控制和坐标控制等；了解其他二维图形显示函数如stem、stairs、bar、pie和compass等；掌握三维图形显示plot3(x,y,z)；掌握三维图形显示函数如surf、mesh和contour等；熟悉图形显示的视角控制viewpoint；熟悉图形的colormap和light定义。二、实验内容1．在了解MATLAB的矩阵和向量概念与输入方法之后，MATLAB的二维绘图就再简单不过了。假设有两个同长度的向量x和y，则用plot(x,y)就可以自动绘制画出二维图来。如果打开过图形窗口，则在最近打开的图形窗口上绘制此图，如果未打开窗口，则开一个新的窗口绘图。

2．根据书中第五章中的例子，练习使用各种类型的绘图命令。3．练习下面给出的例子。【实验5-1】fplot命令示例图9-14用fplot

命令绘制的曲线图【实验5-2】用作图法求4sinx–x–2=0的根的近似值。图9-15用作图法求4sin(x)–x–2=0的根的近似值

【实验5-3】连续函数的可视化——用图形表示连续调制波形。

图9-16用多种样式图形表示波形【实验5-4】作曲面z=x2–y2的三维图形。【实验5-5】作出z1=x2–y2与z2=a

的曲线图形和交线图形。图9-17用多种样式图形表示z1=x2–y2和z2=a

【实验5-6】绘制极坐标系下曲线：，并就a，b，n

的取值不同进行讨论。图9-18坐标系下的曲线图【实验5-7】图形标识>>clf;t=0:pi/50:2*pi;y=sin(t);plot(t,y);axis([0,2*pi,-1.2,1.2])>>text(pi/2,1,'\fontsize{16}\leftarrow\itsin(t)\fontname{隶书}极大值')图9-19添加图形标识的y=sin(t)曲线图实验六MATLAB及SIMULINK使用练习一、实验目的二、实验内容一、实验目的1．熟悉MATLAB及SIMULINK的基本用法，了解SIMULINK的几类基本模块。2．掌握SIMULINK进行系统建模、模块封装、仿真运行的基本方法，了解仿真模型参数的设置；了解子系统的建立与封装，S-函数的设计和应用。3．对实现系统分析并构造SIMULINK模型。二、实验内容1．MATLAB进行系统数学模型描述、仿真算法定义的基本语法规则及用法。2．SIMULINK进行系统建模、模块拷贝及删除、模块参数设置的基本方法。3．SIMULINK进行模块封装的方法、仿真参数设置、仿真运行的基本方法。

4．练习书中第7章中的例子。5．练习下面给出的例子。【实验6-1】通过构造SIMULINK模型求出的结果。图9-20的SIMULINK模型图9-21的仿真曲线【实验6-2】考虑下面简单的物理模型，如图9-22所示。图9-22小车系统的物理模图9-23输出位移的小车运动方程的SIMULINK模型图9-24输出速度和位移的小车运动方程的SIMULINK模型图9-25传递函数形式的小车运动方程的SIMULINK模型

【实