MATLAB实验指导书加程序+上机实例

1、 vacM) hngbian A”_ k!f k1#f w Jw k!k! j 华东交通大学电气学院 张永贤 2006年2月 实验一 MATLAB工作环境熟悉及简单命令的执行 一、实验目的：熟悉MATLAB的工作环境，学会使用MATLAB进行一些简单的 运算。 二、实验内容：MATLAB的启动和退出，熟悉MATLAB的桌面(Desktop),包 括菜单(Menu)、工具条(Toolbar)、命令窗 r I (Command Window) 历 史命令窗口、工作空间(Workspace)等；完成一些基本的矩阵操作；学习使 用在线帮助系统。 三、实验步骤： 1、启动MATLAB,熟悉MATLAB的

2、桌面。 2、在命令窗口执行命令完成以下运算，观察workspace的变化，记录运算结 果。 (1) (365-522-70)3 (2) area=pi*A2 (3) 已知 x=3, y=4,在 MATLAB 中求 z： 。3 c (4) 将下面的矩阵赋值给变量ml,在workspace中察看ml在内存中占用的字 节数。 162313 511108 ml= 97612 414 151 执行以下命令 ml(2,3) ml( 11) ml(:, 3 ) ml(2:3,l:3) ml( l,4) + ml(2,3) + ml(3/2) + ml( 4 ,1) (5) 执行命令help abs 查看函数

3、abs的用法及用途，计算abs(3 + 4i) (6) 执行命令 x=0:6*pi; y=5*si n(x); plot(x,y) (6)运行MATLAB的演示程序，demo,以便对MATLAB有一个总体了解。 四、思考题 K以下变量名是否合法为什么 (1) x2 (2) 3col (3) _row (4) for 2、求以下变量的值，并在MATLAB中验证。 (1) a = l:2:5; (2) b = a a a* ; (3) c = a + b ( 2 ,:) 实验二MATLAB语言矩阵运算 实验目的：掌握基本的矩阵运算及常用的函数。 二.实验内容： 1 1 4 7 _1 2 3 2 4

4、-1 b = c = 0 d = 8 5 2 4 5 6 1 35_ -2 3 6 0 1、下列运算是否合法，为什么如合法，结果是多少 (1) resultl = a1 (2) result2 = a * b (3) result3 = a + b (4) result4 = b*d (5) result5 = b ; c1 * d (6) result6 = a . * b (7) result7 = a . / b (8) result8 = a . * c (9) result9 = a . b (10) resultlO = a . A2 (11) resultll = a A2 (1

5、2) resultll = 2. Aa 2、用MATLAB求下面的的方程组。 2 15 -2 3 7 9 -2 1 x + y + z = 1 x + 2y + z w1 = 8 2x - y - 3w = 3 3x + 3y+ 5z-6w = 5 1 -2 3 -2 11 5 2 13 72 915 3、已知 _2 _2 1 3 求矩阵A的秩(rank) 求矩阵A的行列式(determinant) (3)求矩阵A的逆(inverse) 求矩阵A的特征值及特征向量(eigenvalue and eigenvector) 4、关系运算与逻辑运算 已知 a=20/b=-2/c=0,d=l c =

6、r4 r2 1 2 3 4 思 (/( ( /i 1/ 10 ，二 2，?=2-，0+2-9+- + 29+21/ 求尸(用仙咖七 long 查看 y 的 /?=-10 值) 实验二程序的编辑及调试 一、实验目的：掌握MATLAB程序编辑、运行及调试方法。 二. 实验内容： 1. 启动MATLAB后，点击File|New|M-File,启动MATLAB的程序编辑及调试器 (Editor/Debugger),编辑以下程序，点击File|Save保存程序，注意文件 名最好用英文字符。点击Debug|Run运行程序，在命令窗口查看运行结 果，程序如有错误则改正。 注：数论中一个有趣的题th任意一个正

7、整数，若为偶数，则用2除之，若为奇 数，则与3相乘再加上1。重复此过程，最终得到的结果为1。如： 2 1 3 105168421 63105168421 运行下面的程序，按程序提示输入n,2,3,5,7等数来验证这一结论。 %classic 3n+lN problem from number theory while 1 n=input(Enter n,negative quits:); if nl if 佗m(m2)=0 n=n/2; else n=3*n+l; end a 二a,n; end 2、编程求满足工：1 2 1000的最小m值。 三.思考题 用对分法求解方程2ex =sinx在o

8、, 1内的解,并验证，在程序中统计岀对 分次数。 提示：先将原方程转化成= 2e_v-sinx = 0的形式。 对分法的基本思想是：一个一元方程f(x)=o,若f(xl)*f(x2)0,则在xl,x2 区间内有实数解。取该区间的中点xm=(xl+x2)/2,判定f(xl)和f(x2)二者中哪一 个与f(xm)异号，f(xl)*f(xm)0,则解存在的区间缩小为xlpcm,否则解存在 的区间缩小为xgx2。重复这样的步骤，直到区间的长度小于一个可以接受的 小数(比如le-10)，则认为中点即是原方程的解。 实验四函数的编写及调试 一. 实验目的：掌握MATLAB函数的编写及调试方法。 二. 实验

9、内容： K编写一个函数，计算下面函数的值，给出标量x的值，调用该函数后，返回 y的值。 function y=myfunl(x) x0 0 x 3 sin忑 y(Q = i %, x + 6, 选择一些数据测试你编写的函数。 2.编写一个函数求向量x中元素的平均值、最大值、最小值、均方根值。 function m_x,max_x/min_x,rms_x=myfun2(x)方均根值(Root Mean Square)的计算公式为： 用下面数据测试你写的函数： (1) x=sin(0:6*pi) (2) x=rand(l,200),得到的x为200个(0, 1)之间均匀分布的随机数。 3、编写一个

10、函数，给出一个向量X = xl,X2, - Xnf生成如下范德蒙矩阵。 func廿on v二myvander(x) .疔 例如：v=myvander(2 3 4 5) 得 1111 2345 4 91625 8 27 64 125 生成一些数据测试你写的函数。 三、思考题 编写程序，用如下迭代公式求亦，a的值分别为：3, 17, 113o迭代的 终止条件为Xn+1-Xn 2x = x + a 二 xn+1 实验五MATLAB的绘图 1、在同一坐标系下绘制下面三个函数在t 0, 4 的图象。 yi =f y2 = VF y3 = 4疋一 sin(r) x0 0 x3 2、编写程序，选择合适的步距

11、，绘制下面函数在区间卜6, 6中的图象。 sin兀 y(Q = 1 %, 无 + 6, 3、用compass函数画下面相量图 ua = 1; ub = cos(-2*pi/3)+sin(-2*pi/3)*i; uc=cos(2*pi/3)+sin(2*pi/3)*i; compassftuab.uc.ua ub，ubucpiicua) 90 2 4、三维空间曲线绘制z=0:4*pi; x=cos(z); y=sin(z); plot3(“z) 5、用mesh或surf函数，绘制下面方程所表示的三维空间曲面，x和y的取值 范围设为卜3, 3o 10 10 三. 思考题 在同一坐标系下，用不同颜色

12、和线型绘制以下两个函数在t -2, 2 范圉内 的图象。力=2刖 y2 = 2e-2t 实验六MATLAB数值运算 一、实验目的：掌握MATLAB常用的数值运算函数。 二、实验内容： 1、求代数方程3x5+4x4+7/+2a-2+9x + 12 = 的5个根，并将其用星号(*) 标记在复平面图上。(用roots和plot函数)。 2、求代数方程“的5个根，并将其用星号(*)标记在复平面图上。 (用roots和plot函数)。 3、求下面函数在,4区间内的过零点。(用fzero函) /(x) = %3 一 lx1 sin(x) + 5xcos()+ X 4、 50 o 已知R=50欧姆，U=4V

13、, i.极管D正向电流与电圧的关系为： 其中： Ud为二极管正向电压 is为反向饱合电流，取 K为玻尔茨曼常数，“0-23 T为绝对温度，取300开尔文(27摄氏度) q为电子电荷*1019C 求此电路中的电流Id和二极管正向电压Ud (要求用fsolve函数求解) 5、实验数据处理：已知某压力传感器的测试数据如下表 P U 10 11 13 14 17 18 22 24 29 34 39 P为压力值，u为电压值，试用多项式u(p) = ap- +bp2 +cpd来 拟合其特性函数，求出aAd,并把拟合曲线和各个测试数据点画在同一 幅图上。 实验七MATLAB应用 1、以原点为奇对称中心的方波

14、y(wt),可以用相应频率的基波及其奇次谐波合 成。 4 yM）= 7T sin wt + sin 3wt + -sin 5wt + +sin（2w 一 352-1） n = 1,2,3,- 取的阶数越多，越接近方波，但总消除不了边缘上的尖峰，这称为吉布斯效 应。设方波频率为50Hz,时间t取0秒(f=50Hz/w=2*pi*f,h=le-5,tf=40e-3/t = O:h:tf),编写程序，画出如下用1次谐波、1,3次谐波、1,3,5,7,9次谐波， 1,3,5,.,19次谐波合成的近似方波。(产生方波的函数为:square) 2、用Simulink求解下图所示电路0100微秒内的响应。已

15、知R=6*104欧， C=1700 微法，L=6T0 享,uc(0)=15kVo 模块参数设置： Integratorl 的 Initial condition:15kV 在命令窗口为R,L,C赋值。 仿真参数设置如下： Start time:O Stop time:100e-6 Solver Type:Variable-step Solver:ode45 Max step size:le-7 Min step size:auto Initial step size:auto Relative tolerance:le-3 MATLAB实验程序 Absolute tolerance:2e-6

16、实验1 第1题. x=2*sin(85*pi/180)/(l+exp(2) . x=2 l+2i; 5; y=*log(x+sqrt(l+xA(2) y = - + + - 或 x=2 l+2i; 5; d=*log(x+sqrt(l+x*x) d = + + - 或 x=2 l+2*i; 5; y = * Iog(x+sq rt(1+xA (2) y = -+ + - . a a / g=(exp*a)-exp*a).*sin(a+/2+log(+a)/2) 结果略 t=0:; fl=t.A2; f2=t.A2-l; f3=t.A2-2*t+l; z=(t=0 for k=-10:10 y=

17、y+pow2(k)； end format long y Y = +003 实验3 方法一 a=0; for i=l:20 a=a+pow2(i); if a10000 m=i； break end end m 方法二 a=0; i=l；、 while (a10000) a=a+pow2(i)； i=i+l； end m=i-l； m 实验4 第1题，、 function y=myfunl(x) if x0 end 运行结果： y=myfunl(-pi/2) y = -i y=myfunl(O)y = 0 y=myfunl(2) y = 2 y=myfunl(4) y = 2 第2题 func

18、tion rn_x,max_x,min_xjms_x=myfun2(x) %求平均值一一二. 一、 sum_x=sum(x);%向量兀素求和 m,n=size(x);%最好用 n=length(x); m_x=sum_x/n; %求最大值采用逐个比较方式 if x(l)x(2) max_x=x(l); else max_x=x(2); end for k=3:n if max_xx(k) max_x=x(k); else max_x=max_x;%可省略 end end %求最小值 if x(l)x(k) min_x=x(k); else min_x=min_x;% 可省略 end end %

19、求均方根值 sum_x2=0; for k=l:n sum_x2=sum_x2+x(k).A2; rms_x=sqrt(sum_x2/n); end max_x; min_x; rms：x;%按照函数值行参顺序输出结果 运行结果： m_x/max_x/min_x,rms_x=myfun2(sin(0:6*pi) x = max_x = min_x = rms_x = m_x/max_x,min_x/rms_x=myfun2(rand(lz200) m_x = max_x = rms_x = 第3题 %生成范德蒙矩阵 %实现矩阵上下翻转 functionnder(x) vl=vander(x);

20、 v2=vl*; v=flipud(v2); 运行结果： v=myvander(2:5) V = 1 1 1 1 2 3 4 5 4 9 16 25 8 27 64 125 思考题 functio n x,n=sqrVa(a) x= for k=l:100 m=x; x=x/2+a/(2*x); if abs(x-m)=10A(-5) break end end x； n=k; s=(x-sqrt(a); 讦 s=10A(-5) disp(正确)； else dispC 错误)； end 运行结果： x,n=sqrt_a(3) 正确 n 二 5 x,n=sqrt_a(17) x = n 二 6 x,n=sqrt_a(113) x = 实验5 笫1题. 方法1 t=linspace(0,4*pi/200); yi=t； y2=sqrt(t); y3=4*pi*exp*t).*sin(t); plotyl/bt/gyS/r1) 方法2 t=linspace(0/4*pi/200); yi=t; y=yl,y2,y3; y2=sqrt(t); y3=4*pi