MATLAB上机实习指导书

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MATLAB上机实习指导书

中原工学院

电子信息学院二零零九年十二月

MATLAB上机实习指导书

目录

实习内容一MATLAB基本操作7实习内容二数值数组及其运算12实习内容三MATLAB图形绘制基础18实习内容四SIMULINK仿真基础24实习内容五句柄图形和图形用户界面制作26附录1流程控制29附录2SIMULINK的库模块30附录3转义符号32

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实习内容一MATLAB基本操作

一、实习目的

把握MATLAB的启动和退出；熟悉MATLAB的命令窗口；熟悉其它常用窗口和工具栏。

二、实习内容与步骤

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→MATLAB6.5→MATLAB6.5.EXE。方法三：点击matlab\\bin\\win32文件夹下的matlab.exe。这三种方法的当前目录不同。优先选用方法一。可见到如下交互界面（见图1-1）：

图1-1Matlab默认桌名平台

2、退出MATLAB的开发环境。退出Matlab的方式好多：

（1）在Matlab命令窗口的“File〞菜单下选择“ExitMatlab〞；（2）快捷键“Ctrl+q〞；

（3）在命令窗口输入“quit〞命令；

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（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（commandwindow）界面见图1-2

〞。

图1-2

a、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DockCommandwindow可以使指令窗嵌入回操作桌面。b、在指令窗的提醒符>>后面键入所以下指令：

（12＋2*(7-4)）/3^2观测指令窗中的结果。

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：

formatshort小数点后四位（缺省状况），如显示π为3.1416。formatlong小数点后十四位，如显示π为3.14159265358979。formatbank小数点后两位，如显示π为3.14。

formatshorte小数点后四位科学记数法，如显示π为3.1416e+000。formatlonge小数点后十五位科学记数法，如显示π为3.141592653589793e+000。

（2）熟悉当前目录浏览器（CurrentDirectory）

（A）观测当前目录是什么？

（B）开启我的电脑，在E盘下建立一个名为mydir的文件夹。

在MATLAB操作界面的右上方或当前浏览器左上方，都有一个当前目录设置区。

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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。

（3）熟悉工作空间浏览器（WorkspaceBrowser）见图1-3

在以上步骤的基础上，观测工作空间浏览器有哪些变量？在指令窗中who和whos两条指令，观测指令窗中的结果。

（4）熟悉数组编辑器(ArrayEditor)

点中Workspace中任意一个数组，然后双击所选数组或点击编辑器（见图1-4）。观测此数值数组内部的值。

图标开启数组

图1-3工作空间浏览器

图1-4数组编辑器

依照以下步骤建立一个新的数组：

（A）在指令窗里，向一个新变量赋“空〞阵。如：A=[];

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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=[1234]；h=[4321]；

>>s1=g+h,s2=g.*h,s3=g.^h,s4=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=[20–1;132];B=[17–1;423;201];

>>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=A/B%A/B=A*B-1，即XB=A，求X

>>Y=B\\A%B\\A=B*A，即BY=A，求Y?常见数学函数函数名abs（x）acos（x）acosh（x）angle（x）asin（x）asinh（x）atan（x）atan2（x,y）atanh（x）ceil（x）conj（x）cos（x）cosh（x）exp（x）fix（x）-1

数学计算功能实数的绝对值或复数的幅值反余弦arcsinx反双曲余弦arccoshx在四象限内求复数x的相角反正弦arcsinx反双曲正弦arcsinhx反正切arctanx在四象限内求反正切反双曲正切arctanhx对x朝+∞方向取整求复数x的共轭复数余弦cosx双曲余弦coshx指数函数ex对x朝原点方向取整函数名floor（x）gcd（m，n）imag（x）lcm（m，n）log（x）log10（x）real（x）rem（m，n）round（x）sign（x）sin（x）sinh（x）sqrt（x）tan（x）tanh（x）数学计算功能对x朝-∞方向取整求正整数m和n的最大公约数求复数x的虚部求正整数m和n的最小公倍数自然对数（以e为底数）常用对数（以10为底数）求复数x的实部求正整数m和n的m/n之余数对x四舍五入到最接近的整数符号函数：求出x的符号正弦sinx反双曲正弦sinhx求实数x的平方根：正切tanx双曲正切tanhxx如：输入x=[-4.85-2.3-0.21.34.566.75]，则：ceil(x)结果为-4-20257

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fix(x))结果为-4-20146floor(x))结果为-5-3-1146round(x))结果为-5-20157

（6）在指令窗中输入

x=[23pi/29]；x=[2,3,pi/2,9]观测结果是否一样？

（7）要求在闭区间[0,2?]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到最终一个元素如何实现；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；

（8）在指令窗中输入A=[123;456]观测结果；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。

（9）在指令窗中输入B＝[1，2，3；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。

（10）关系操作和规律操作

表2-4Matlab常用关系运算符关系运算符说明

0.5);disp(?iijj?)disp([iijj])

（11）在时间区间[0,10]中，绘出y?1?e?0.5tcos2t曲线。

（12）写出生成如图2-1所示波形的MATLAB脚本M文件。图中虚线为正弦波，要求它的负半波被置零，且在

3/2处被削顶。

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图2-1（13）字符串数组A、创立串数组

例:a=?Thisisanexample.?B、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=This

D、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=?thomasr.lee?;name1=double(name)char指令:将ASCII码数值数组转换为串数组例name2=char(name1)

E、A=?这是一个算例.?:中文字符串数组

F、b=?example??3.1.2-1???:连续两个单引号可创立带单引号的字符串G、可由小串构成大串.

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H、利用串操作函数charstr2matstrvcatint2strnum2strmat2str等创立数

组。例：

?Name=[?ThomasR.Lee?;?SeniorDeveloper?];须输入同一长度的字符串;?Name=char(?ThomasR.Lee?,?SeniorDeveloper?,?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,str2,3)用于判断两个字符的前3个字符是否相等;?Strcmp(a,b)用于判断元胞数组a和b的对应字符串是否相等;

?Strncmp(a,b,3)用于判断元胞数组a和b的对应字符串的前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;?Isletter(mystring)用于判断mystring中字符是否为字母;

?Isspace(mystring)用于判断mystring中字符是否为空格或制表符;?Strrep(label,?s1?,?s2?)可以将label中字符串s1用s2替换;

?Findstr(?s1?,label)在label中找s1,找到返回位置;否则返回空矩阵符号“[]〞;?Strtok(label)在label中找分隔字符(空格,/,制表符),返回第一个分隔字符前的子

串.

在编辑窗中输入以下程序，观测结果并逐行分析程序的功能。cleara=2;w=3;t=0:0.01:10;

y=exp(-a*t).*sin(w*t);[y_max,i_max]=max(y);t_text=['t=',num2str(t(i_max))];y_text=['y=',num2str(y_max)];

max_text=char('maximum',t_text,y_text);

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tit=['y=exp(-',num2str(a),'t)*sin(',num2str(w),'t)'];plot(t,zeros(size(t)),'k')holdonplot(t,y,'b')

plot(t(i_max),y_max,'r.','MarkerSize',20)text(t(i_max)+0.3,y_max+.05,max_text)title('tit'),xlabel('t'),ylabel('y'),holdoff

三、实习要求：

1、分清数组运算与矩阵运算的区别与联系。2、熟悉MATLAB的各种数据类型。3、初步了解M文件及其编写、调试与运行。

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实习内容三MATLAB图形绘制基础

一、实习目的

1、进一步熟悉M文件调试过程

2、熟练把握MATLAB二维曲线的绘制3、把握图形的修饰

二、实习内容

1、基本命令：plot（数据作图、函数作图）,ezplot（简易作图），fplot(简易作图)

（1）plot(x,y,?s?)s用来表示色调、线型、点型例3.1用plot绘制y=sinx/x的图形x=-2*pi:pi/10:2*pi;

y=sin(x)./x;%准备数据plot(x,y)%用plot作图注意x=0处的图形例3.2x=-2*pi:pi/10:2*pi;x=x+(x==0)*eps;

y=sin(x)./x;%（准备数据,处理分母零点))plot(x,y)%（用plot作图）：例3.3画出?0,??包罗线。t=(0:pi/100:pi);

y1=sin(t);y=-sin(t);

y2=sin(t).*sin(9*t);t3=pi*(0:9)/9;y3=sin(t3).*sin(9*t3);

plot(t,y1,'r:',t,y,'r:',t,y2,'b',t3,y3,'bo'),axis([0,pi,-1,1])gtext(?该点数值x?)运行结果见图3-1。（2）ezplot用作图：ezplot(?sin(x)/x?,[-4*pi,4*pi])运行结果如图3-2（3）fplot用作图：fplot(?sin(x)/x?,[-2*pi,2*pi])

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图3-1

图3-2

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

线线符号-实线：虚线rc-.点划线myk--双划线w型含义符号bg色含义蓝绿红青品红黄黑白（2）、数据点形常用设置值符号.ox+*sdp五角星符实空叉十八方菱心心含义字字线块形黑圆符符符符符点圈（3）、坐标轴控制(axis)、分格线（grid）

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（4）、图形标注：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、色调、或数据点型图例text(x1,y1,?s?)在图面（x1,y1）坐标处书写字符解释gtext(?s?)用鼠标选择书写字符解释的位置（5）、常用坐标控制命令

指令axisoffaxisonaxis(v)v=[x1,x2,y1,y2,z1,z2]含义取消轴背景使用轴背景人工设定范围指令axisequalaxisimageaxissquare含义纵、横轴采用等长刻度同上且坐标框紧贴数据范围产生正方形坐标系（6）、屡屡叠绘、子图holdon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。holdoff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m×n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plot3(x1,y1,z1,?s1?,….xn,yn,zn,?sn?)例3.5

t=-2*pi:0.01:2*pi;

x=2*cos(t);y=2*sin(t),z=3*t;%(准备数据)plot3(x,y,z,?r:?);%（用plot3作图）（2）三维曲面作图

1）三维网格命令（mesh）例3.6x=-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3-4。

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图3-3

2）三维表面命令surf例3.7

x=-1:0