matlab 训练题目.docx
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matlab训练题目
过程系统研究室训练资料
2010.9.27
内容：
1.矩阵和数组的基本操作
2.简单M文件程序设计
3.拟合与规划
3.1线性拟合
3.2非线性拟合
3.3单目标规划（线性、非线性）
3.4多目标规划（线性、非线性）
4.方程（组）求解
4.1线性方程（组）的求解
4.2非线性方程（组）的求解
5.简单图形用户界面（GUI）设计
5.1知识点
5.2实例训练
6.GUI进阶
6.1知识点
6.2实例训练
7.大型系统编程
1.矩阵和数组的基本操作
用MATLAB产生2个矩阵A和B，其中A为4*4的魔方矩阵，B为4*4随机均匀分布的矩阵，对A和B做以下操作：
（1）求A*B，A+B，A/B，A.*B的值。
（2）分别找出A和B元素中最大的值及其对应的位置（以A（i,j）形式表示）。
[rows,cols]=find（max（max（a）））
[m,ind]=max（a（:
））[i,j]=ind2sub（size（a）,ind）★
（3）对A中的所有元素进行升序排列，并重新生成4*4的矩阵C。
b=sort（a（:
）），c=reshape（b,4,4）
（4）删除A的最后一列得矩阵D和B的第一行得矩阵E。
a（:
4）=[]…b（1,:
）=[]
（5）将A和B连接起来，生成一个4*8的矩阵F和一个8*4的矩阵Gc=[ab],,d=[a;b]
2.简单的M文件程序设计
（1）编写M文件，用for循环求100以内的素数。
（2）编写M文件，求1000以内的所有完数。
（如6=1+2+3）
（3）编写M文件，求100—1000之间的水仙花数。
（如4^3+0^3+7^3=407）
（4）编写M文件，用while循环计算
的值。
（即求
）
（5）编写M文件，用switch语句实现百分制成绩的等级输出，90分以上为‘A’，80~90分为‘B’，70~79分为‘C’，60~69分为‘D’，60分以下为‘E’。
3.拟合与规划
3.1线性拟合（单变量、多变量）
（1）已知变量x与函数y满足关系lny=ax+lnb，且已知下列样本数据，求a，b的值。
xi=[1.001.251.501.752.00];
yi=[5.105.796.537.458.46];
（2）已知变量x1,x2与函数y满足关系y=a0+a1x1+a2x2,已得到下列样本数据，求常数a0,a1,a2并计算出abs（y计算-y实际）。
x1=[0.61.51.82.43.03.3]T
x2=[0.30.91.22.73.34.2]T
y=[0.510.780.840.690.810.72]T
3.2非线性拟合（单变量、多变量）
（1）拟合的函数形式是y=A*x2+B*x,且A>0,B>0。
其中：
x=[110.3323148.7328178.064202.8258033224.7105244.5711262.908280.0447296.204311.5475]；
y=[5101520253035404550]；
（2）需要拟合的函数y=（a4*x1*x2*x3-a5*x4）*x5/（1（a0*x1）^0.5a1*x2a2*x3a3*x4）^2
其中：
x1=[0.03274,0.03274,0.03274,0.03556,0.03556,0.03556,0.03556,0.0388,0.0388,0.0388,0.02963,0.02963,0.02963,0.02963,0.03852,0.03852,0.03852,0.0237,0.0237,0.0237,0.04741,0.04741,0.04741,0.04741,0.05333,0.05333,0.05333,0.05333,0.03556,0.03556,0.03556,0.03556,0.03556,0.03556,0.03556]';
x2=[0.05686,0.05686,0.05686,0.05912,0.05912,0.05912,0.05912,0.06128,0.06128,0.06128,0.04926,0.04926,0.04926,0.04926,0.06404,0.06404,0.06404,0.07882,0.07882,0.07882,0.03941,0.03941,0.03941,0.03941,0.02956,0.02956,0.02956,0.02956,0.05912,0.05912,0.05912,0.05912,0.05912,0.05912,0.05912]';
x3=[3.32,2.986,2.831,3.169,2.602,2.133,1.708,2.526,2.012,1.684,3.164,2.668,2.26,1.878,2.611,2.002,1.65,2.637,2.249,1.981,2.64,2.036,1.697,1.504,2.839,2.372,1.99,1.819,3.137,2.58,2.128,2.76,2.307,1.97,1.677]';
x4=[0.134,0.576,0.777,0.702,1.16,1.771,2.225,1.176,1.772,2.096,0.492,0.977,1.453,2.058,1.106,1.86,2.276,0.984,1.527,1.917,0.899,1.699,2.07,2.342,0.866,1.228,1.702,1.887,0.424,1.098,1.708,0.78,1.424,1.939,2.097]';
x5=[0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,0.00119,4.02E-4,4.02E-4,4.02E-4,4.02E-4,4.02E-4,4.02E-4,4.02E-4,4.02E-4,4.02E-4,4.02E-4,4.02E-4,9.56E-5,9.56E-5,9.56E-5,3.06E-4,3.06E-4,3.06E-4,3.06E-4]';
y=[5.35692,5.25725,5.148,6.12633,5.96017,5.7608,5.47321,6.5989,6.0658,5.6165,6.0301,5.93721,5.80241,5.76895,6.23535,5.99836,5.12932,6.8791,6.69513,6.46914,7.54958,7.316,7.01067,6.56897,7.16209,6.92098,6.60262,6.13282,8.79241,8.63444,8.44674,7.2556,7.14569,7.0219,6.88093]';
3.3单目标规划（线性、非线性）
（1）max-5x1+6x2+7x3
s.t.5x1-6x2+10x3<=20
x1+x2+x3=5
x1+5x2-3x3>=15
x1,x2,x3>=0
（2）min-x1+10x1^2+10x2^2
s.t.x1^2+x2^2-1=0
3.4多目标规划（线性、非线性）
（1）目标函数：
minf1（x）=2x1+5x2
minf2（x）=4x1+x2
约束条件：
x1<=5
X2<=6
X1+x2>=7
X1,x2>=0
（2）min（1/2）*（5x1^2+6x1x2+5x2^2）-95x1-105x2
minx1^2+x2^2
s.t.x1+x2<=10
3x1+x2<=15
2x1+3x2<=30
-15x1+13x2<=0
x1>=0,x2>=0
4.方程（组）求解
4.1线性方程（组）的求解
求解下列方程组
4.2非线性方程（组）的求解
求解下列方程组
6编程序实现如下的功能
F=[10;20;30;40;50];
P1=[5;10;15;30;20];
P2=[5;10;15;10;30];
F—原产品
P1,p2表示经过后续操作所要得到的产品
S1---表示分离器，该分离器的功能从第一个位点分离。
比如F经过s1后产生两种产品[10;0;0;0;0];[0;20;30;40;50]
同理还有s2和s3，s4两种分离器可供选择
（1）s1,s2,s3，s4分离器总共可以产生多种产品，将所产生的全部产品放在a矩阵中
（2）在a矩阵中寻找一组，组成新的矩阵，该组合能够通过线性组合的方式产生产品p1和p2，并且产生p1和p2的线性组合系数都必须是正数
并且将线性组合的系数放在b矩阵中
5.简单图形用户界面（GUI）设计
5.1知识点
①二维图形
Plot命令：
线型和标记、加格线和标记、加图例、定制图形坐标轴、图形的保持、多图形窗口、屏幕的刷新、缩放
②句柄图形、图像对象、块对象、轴对象、图形对象。
③控件制作，包含下列控件：
pushbutton,togglebutton,radiobutton,checkbox,listbox,popupmenu,slider,edit,text,panel,回调函数,对话框与请求以及控件的一些属性（如enable，visible等）
④导入图像（JPG格式）到GUI界面
5.2实例训练
（1）设计一个GUI界面，实现由两个命令按钮（pushbutton）来控制坐标轴（axes）中曲线的类型（正弦或余弦），点击其中标有“sin（x）”的按钮时，绘制正弦图像，点击标有“cos（x）”的按钮时，绘制余弦图像。
①在上述基础上，添加两个编辑文本框（edittext），通过人工输入数值的方式，分别控制x、y轴的坐标范围。
②在①的基础上，添加两个单选按钮（radiobutton），控制网格线的出现。
③在②的基础上，添加三个按钮组（buttongroup），分别实现当前图形窗口内曲线的颜色、宽度以及线型的变化。
（2）设计一个GUI界面，实现由控件listbox来控制坐标轴（axes）中曲线的类型，点击第一个时出现正弦图像，点击第二个显示余弦图像，第三个显示正切图像，第四个显示余切图像。
①在上述基础上，添加两个控件（slider），分别控制x、y轴的坐标范围。
②在①的基础上，添加两个单选按钮（checkbox），控制网格线的出现。
（3）设计一个GUI界面，实现在输入编辑框中输入一串字符，将其中大写转化成小写，小写转化成大写，然后将结果显示在输出编辑框；若为数字字符则输出其对应的数值，若为其他字符则原样输出。
（以下图片仅作参考）
6.GUI进阶
6.1知识点
①从EXCEL导入导出数据
②从数据库Access导入数据到MATLAB
③将MATLAB程序编译成可执行文件
④串口读写数据
6.2实例训练
①设计一个GUI，实现以下功能：
从某个excel文件中读取到数据（对话框的形式），对数据作相应处理（自己模拟数据和处理方法），将处理结果显示在该界面上，并将结果写入另外一个excel文件中（对话框的形式）。
也可以考虑从数据库（access）中读取数据。
②设计一个科学计算器，实现其计算功能并能动态显示系统时间。
（以下图片仅作参考）
③为②中的科学计算器设计一个密码系统，输入正确的密码确定后，点关闭，进入待进去的系统；点修改密码，可以对密码进行修改。
输入错误的密码提示密码错误。
（以下图片作为参考）
④建立一个学生成绩查询系统，要求如下：
数据库（access）中储存学生成绩的相关信息，包括学生姓名、学号和各科成绩。
加入两个listbox，第一个显示姓名或者学号，第二个显示其中一个学生的成绩。
以下图片作为参考：
⑤编写一个时钟的程序，并将其编译成可执行程序。
以下图片作为参考。
7.大型系统编程（多个功能模块集成）
（1）离心泵机组操作优化系统
数据输入模块，特性曲线拟合模块，优化计算模块，数据输出模块
（2）锅炉蒸汽优化操作系统
数据输入模块，锅炉效率曲线拟合模块，优化计算模块，数据输出模块
1，编写下列矩阵
现有一注水管网（如图所示），图中有6个节点，7个管元。
管网中每根管元相应的首端节点和末端节点用序号（j，k）表示，所以，管网的连接结构可以用一个结构矩阵来表示。
图中管网的连接结构矩阵为：
B=[1124423;2332356]'（注意转置）。
系数K的值为：
K=[0.25880.20120.60180.31120.33500.25240.4637]。
试编写一个总体特征矩阵A，满足：
（1）将系数K叠加到总体特征矩阵A的（j，j）和（k，k）的位置上；
（2）将系数-K叠加到（j，k）和（k，j）的位置上。
考虑所有单元，形成A6×6矩阵。
矩阵编写完成后具有如下特点：
（1）如果两个任意节点j和k，它们之间互不联系，则他们对（j，k）、（k，j）都不做贡献，即贡献为零。
矩阵A仅当管网中所有节点都连接在一起时才是满阵。
事实上，对于注水管网，矩阵A是稀疏矩阵。
（2）无论何时只要对位置（j，k）上的系数有贡献，同时对它的对称位置（k，j）也做贡献，所以矩阵A是对称矩阵。
（3）主对角线元素都为正，非主对角线元素皆为负，且主对角线元素等于该行非主对角线元素绝对值之和。
（4）如果对矩阵A实施初等变换，就会发现，我们总能使矩阵任意一行元素都为零，也就是说，对于n×n的矩阵A，它的秩为n-1。
因为|A|=0，故A为奇异矩阵。
2．求解非满秩方程组
根据以编写出来的矩阵，求解下列方程组：
Ap=C
其中，
A——特征矩阵
P——各个节点的压力值
C——各个节点的输入流量。
C=[0.0506-0.0487-0.04320.400-0.0362-0.0815]
因为矩阵A的秩为5，所以它没有特定的解，需要给定一个压力点作为参考点才能解这个方程组。
现给定第一个节点的压力，p1=56.
试编写一程序，求出各节点的压力值。
WebAccess实际应用练习
软件准备：
（1）WindowsXP（SP3）withIE6.0or7.0
（2）IIS5.1
（3）AdvantechWebAccess演示版
（4）modsim32（模拟modbus软件）
（5）MicrosoftSQLServer2000个人版
1．在电脑上（a）先安装IIS5.1，（b）再安装WebAccess，（c）然后安装modsim32，建立一个基于虚拟modbus的工程，绘制一个仪表盘和一个可手动控制的流量计。
（参考资料：
IIS安装方法上网查,其他参考《手把手教你WebAccess32-网络组态》）
2．
（1）使用WebAccess创建数字点”DI0"和"DI1"的实时趋势和历史趋势
（参考资料：
《AdvantechWebAccess培训-07第七章趋势》）
（2）使用WebAccess创建数字点"DI0"和"DI1"的的日报表和月报表
（参考资料：
《AdvantechWebAccess培训-11第十一章报表》）
3．
（1）把计算机名改为自己的名字拼音（必须大写，不然无法安装），重启，在电脑上安装SQLServer2000个人版，将WebAccess的默认数据库更改为bwdata的SQL数据库。
（参考资料：
（a）《WebAccess新版教材》第九章，（b）文档《SQL设置说明》）
（2）使用SQLServer的“企业管理器”将名为bwdata的备份文件恢复至bwdata数据库，并用Matlab读取这个数据库的前100条数据。
（参考资料：
上网查资料）
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