MATLAB上机实验报告基础及实例进阶.docx
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MATLAB上机实验报告基础及实例进阶
实验1 MATLAB初步
1.举例说明format命令的功能；
功能:
设置显示浮点格式
％n读取一个数字并转换为double
%d读取一个数据并转换为int32
%d8读取一个数据并转换为int8
%d16读取一个数据并转换为int16
%d32读取一个数据并转换为int32
%d64读取一个数据并转换为int64
%u读取一个数据并转换为uint32
%u8读取一个数据并转换为uint8
%u16读取一个数据并转换为uint16
%u32读取一个数据并转换为uint32
%u64读取一个数据并转换为uint64
%f4读取一个数字并转换为double
%f32读取一个数字并转换为float
%f64读取一个数字并转换为double
%s读取一个字符串
%q读取一个可以是双引号括着的字符串
%c读取一个字符，包括空格
%[…]
读取和括号中字符串相匹配的字符。
读取操作在首次遇到不匹配的字符和空格时停止。
例如％［mus］把summer读成summ
%[^…]
读取和括号中字符串不匹配的字符。
读取操作在首次遇到不匹配的字符和空格时停止。
例如％［^mus］把summer读成er
2.说明clc,clf和clear命令的区别；
clc:
清除所有输入和从命令窗口显示输出
clf:
删除从当前图的所有图形对象
clear:
从当前删除所有变量工作空间,释放系统内存。
3.举例说明help命令的功能；
列出所有主要帮助主题在命令窗口。
对应于每个主要帮助主题MATLAB搜索路径上一个文件夹的名字。
4.如何观察和调用历史命令；
通过命令历史窗口执行历史指令：
1）用鼠标左键双击一条指令，即可自动将其发送到命令窗口并立即执行；2）选中一条指令，单击鼠标右键并选择copy菜单，再在命令窗口单击paste按钮即可。
5.如何设置当前路径。
1）选中Matlab快捷启动的图标，鼠标右键菜单选择“属性”;
2）“起始位置”项目后面对应的路径就是启动之后的默认路径，修改成自己期望的路径，然后应用或确定。
实验2 矩阵生成与元素标识
1.矩阵的创建
，
（尽可能用最简单方法）；
A=[1300;26130;3523;4923]
B=[151015;20253035;40455055;60657075]
2.生成一个单位矩阵C，其结构与B相同；
>>C=eye（size（B））
C=
1000
0100
0010
0001
3.找出矩阵A中所有大于8的元素位置（行号和列号）；
>>[x,y]=find（A>8）
x=
2
4
y=
2
2
4.将矩阵B中大于35且小于65的元素值分别加9；
>>B（find（B>35&B<65））=B（find（B>35&B<65））+9
B=
151015
20253035
49545964
69657075
5.提取矩阵B的主对角组元素。
>>diag（B）
ans=
1
25
50
75
实验3 MATLAB矩阵运算
（1）
1.矩阵的创建
，
；
A=[1300;26130;3523;4923]
B=[2-3995;2689;101176;-99-601]
2.矩阵A和矩阵B相乘运算；
>>A*B
ans=
81512332
156393707577
-2612535175
-25146482116
3.求矩阵B的行列式、逆、秩、特征值和特征矢量（说明具体变量名）；
行列式：
>>b=det（B）
b=
+05
逆：
>>b1=inv（B）
b1=
秩：
>>b2=rank（B）
b2=
4
特征矢量：
>>b3=eig（B）
b3=
+
4.将矩阵A和矩阵B纵向拼接，并将元素-99所在列乘以9；
>>C=vertcat（A,B）
C=
1300
26130
3523
4923
2-3995
2689
101176
-99-6011
>>[x,y]=find（C==-99）
x=
8
y=
1
>>C（:
y）=C（:
y）*9
C=
9300
186130
27523
36923
18-3995
18689
901176
-891-601
实验4 MATLAB矩阵运算
（2）
1.将矩阵A和矩阵B横向拼接，并提取合并后矩阵的主对角元素。
>>D=cat（2,A,B）
D=
13002-3995
261302689
3523101176
4923-99-601
>>diag（D）
ans=
1
61
2
3
2.求下列矩阵的列均值、列和、列方差、所有元素的平均值，
，
。
>>A=[123;654;9910001050]
>>B=[2-3995;2689;101176;-99-601]
列和:
>>sum（A）
ans=
10610071057
>>sum（B）
ans=
-85811421
均值：
>>mean（A）
ans=
>>mean（B）
ans=
列方差:
>>var（A）
ans=
+005*
>>var（B）
ans=
+003*
所有元素的平均值:
>>mean（mean（A））
ans=
>>mean（mean（B））
ans=
3.已知5座城市的坐标分别为：
（，）、（0,）、（13..8，）、（,）、（,）。
用不同标记标出各城市，并用兰色虚线连接两两城市；然后根据城市间的两两距离，寻找距离最短的两座城市，并用红色点划线连接。
d=[;0;;;];
plot（d（1,1）,d（1,2）,'*'）;
holdon;
plot（d（2,1）,d（2,2）,'+'）;
plot（d（3,1）,d（3,2）,'o'）;
plot（d（4,1）,d（4,2）,'s'）;
plot（d（5,1）,d（5,2）,'d'）;
flag=[];dist=1000000;
fori=1:
4
forj=i+1:
5
x=[d（i,1）d（j,1）];
y=[d（i,2）d（j,2）];
plot（x,y,'--'）
d1=sqrt（（x
（1）-x
（2））^2+（y
（1）-y
（2））^2）;
ifd1dist=d1;
flag=[ij];
end
end
end
plot（d（flag,1）,d（flag,2）,''）;
实验5 MATLAB矩阵运算（3）
1．求下列矩阵的列均值、列和、列方差、所有元素的平均值，
，
。
5、已知5座城市的坐标分别为：
（，）、（0,）、（13..8，）、（,）、（,）。
用不同标记标出各城市，并用兰色虚线连接两两城市；然后根据城市间的两两距离，寻找距离最短的两座城市，并用红色点划线连接。
实验6 MATLAB绘图
（1）
1．试绘制
，式中
；
y=x^3:
clear;clc;
x=-2*pi:
pi/180:
2*pi;
plot（x.^3,'r'）;
gridon;
y=x^2:
clear;clc;
x=-2*pi:
pi/180:
2*pi;
plot（x.^2,'g'）;
gridon;
y=sin（x）:
clear;clc;
x=-2*pi:
pi/180:
2*pi;
plot（sin（x）,'b'）;
gridon;
2．试绘制
；
clear;clc;
x=-5:
:
5;
y=x;
z=1./（（（1-x）.^2+y.^2）.^;
plot（z）;
3．生成一个周期为2π，占空比为的方波；
clear;clc;
t=0:
pi/180:
10*pi;
y=square（t,30）;
plot（t,y）;
grid
ylim（[]）
4．绘制y的杆状图
。
clear;clc;
x=0:
pi/10:
10*pi;
y=exp.*x）.*cos（x）
plot（y）;
stem（x,y）
5、已知5座城市的坐标分别为：
（，）、（0,）、（13..8，）、（,）、（,）,用不同标记标出各城市，并用兰色虚线连接两两城市。
实验7 MATLAB绘图
（2）
编写程序产生如下信号，并按要求绘制相应的曲线。
利用save as命令把图形分别保存成.fig格式和.jpg格式的图像文件。
（1）信号形式y=sin（2x+pi/4），利用plot命令绘制该信号在0<=x<+2pi区间内，且采样间隔为pi/1000的曲线。
填加网格线，标题为“正弦信号曲线”，横坐标显示“x”，纵坐标显示“y”。
clc;clear;
x=0:
pi/1000:
2*pi;
y=sin（2.*x+pi/4）;
plot（y）;
grid;
title（'正弦信号曲线'）;
xlabel（'x'）;
ylabel（'y'）;
saveas（gcf,''）;
saveas（gcf,''）;
（2）将上述信号左平移或右平移2得到两个新信号y2和y3，利用hold命令在同一图中显示三条曲线并通过线型和颜色加以区分。
clc;clear;
x=0:
pi/1000:
2*pi;
y=sin（2.*x+pi/4）;
y2=sin（2.*x+pi/4+2）;
y3=sin（2.*x+pi/4-2）;
plot（y）;
holdon;
plot（y2,'g'）;
plot（y3,'r'）;
grid;
title（'正弦信号曲线'）;
xlabel（'x'）;
ylabel（'y'）;
saveas（gcf,''）;
saveas（gcf,''）;
（3）利用subplot命令将上述三个信号利用子图来显示；利用figure命令将上述三个信号分别在不同的窗体中同时显示。
Subplot:
clc;clear;
x=0:
pi/1000:
2*pi;
y=sin（2.*x+pi/4）;
y2=sin（2.*x+pi/4+2）;
y3=sin（2.*x+pi/4-2）;
subplot（3,1,1）;
plot（y）;
holdon;
subplot（3,1,2）;
plot（y2,'g'）;
subplot（3,1,3）;
plot（y3,'r'）;
grid;
title（''）;
xlabel（'x'）;
ylabel（'y'）;
saveas（gcf,''）;
saveas（gcf,''）;
figure:
clc;clear;
x=0:
pi/1000:
2*pi;
y=sin（2.*x+pi/4）;
y2=sin（2.*x+pi/4+2）;
y3=sin（2.*x+pi/4-2）;
figure;
plot（y）;
grid;
holdon;
figure;
plot（y2,'g'）;
grid;
figure;
plot（y3,'r'）;
grid;
title（''）;
xlabel（'x'）;
ylabel（'y'）;
saveas（gcf,''）;
saveas（gcf,''）;
（4）z = 0:
:
40；x = cos（z）；y = sin（z），利用plot3命令绘制三维曲线并填加相应的坐标轴标注。
clc;clear;
z=0:
:
40;
x=cos（z）;
y=sin（z）;
plot3（x,y,z）;
xlabel（'x'）;
ylabel（'y'）;
zlabel（'z'）;
saveas（gcf,''）;
saveas（gcf,''）;
实验8 MATLAB序设计
（1）
1．分别用for和while循环语句编写程序，求出
；
for:
clc;clear;
s=0;
forn=1:
10
s=s+5^n;
end
s
s=
clc;clear;
s=0;
n=1;
whilen<=10
s=s+5^n;
n=n+1;
end
s
s=
2．试不用循环语句，改用MATLAB的矩阵函数求解1题。
clc;clear;
n=1:
10;
s=5.^n;
sum（s）
ans=
3.编写一个函数文件testfun：
对于任意整数，若大于0，则返回该数的余弦值，否则返回其绝对值。
并将实整数-66代入求此函数的运行结果。
functiontestfun（x）
if（x>0）
y=cos（x）;
else
y=abs（x）;
end
y
>>testfun（-66）
y=
66
4．输入x,y的值，并将它们的值互换后输出。
functionchange（x,y）
a=x;
x=y;
y=a;
x
y
>>x=2;
>>y=1;
>>change（x,y）
x=
1
y=
2
5．利用rand产生10个随机数，利用for循环对其进行排序（从大到小）。
A=rand（1,10）;
temp=1;
while（temp==1）
temp=0;
forn=1:
9;
if（A（1,n）t=A（1,n）;
A（1,n）=A（1,n+1）;
A（1,n+1）=t;
temp=1;
end
end
end
A
A=
Columns1through4
Columns5through8
Columns9through10
实验9 MATLAB序设计
（2）
1.编写一个M函数文件计算下列级数的和：
x和n的值由input指令给出。
functionf=test
x=input（'Inputthex:
\n'）;
n=input（'Inputthen:
\n'）;
j=1;
f2=0;
fori=1:
n;
j=1;
fork=1:
i;
j=j*k;
f1=x^i/j;
end
f2=f2+f1;
end
f=f2+1;
>>test
Inputthex:
12
Inputthen:
12
ans=
+04
2．编制m文件，等待键盘输入，输入密码123，密码正确，显示输入密码正确，程序结束；否则提示，重新输入。
functiontest
n=0;
k=0;
n=input（'请输入密码（整数）\n'）;
while（k==0）
ifn==123
disp（'密码正确'）
k=1;
else
k=0;
n=input（'密码错误，请重新输入密码（整数）\n'）;
end
end
>>test
请输入密码（整数）
124
密码错误，请重新输入密码（整数）
124
密码错误，请重新输入密码（整数）
123
输入正确
3．编制m文件，输入n（正整数），显示所有小于n的质数。
functionleap=panduan（n）
leap=1;
fori=2:
sqrt（n+1）
ifmod（n,i）==0
leap=0;
break;
end
end
functionzhishu（n）
form=2:
n
ifpanduan（m）==1
disp（m）;
end
end
>>zhishu（15）
2
3
5
7
11
13
4．数组[1：
99]中素数（即质数）元素的和
functionleap=panduan（n）
leap=1;
fori=2:
sqrt（n+1）
ifmod（n,i）==0
leap=0;
break;
end
end
functionsum1
k=0;
form=1:
99
ifpanduan（m）==1
k=k+m;
end
end
k
>>sum1
k=
1061
5．从键盘输入若干个数，当输入0时结束输入，求这些数的平均值以及平方和。
functioncal
s=0;
n=0;
s2=0;
temp=input（''）;
while（temp~=0）
s=s+temp;
s2=s2+temp.^2;
n=n+1;
temp=input（''）;
end
s./n
s2
cal
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
ans=
5
s2=
285
实验10 MATLAB数据文件I/O
（1）
1.教材《MATLAB基础与实例进阶》页，思考与练习2操作题
（1）-
（2）
（1）将工作目录下的后缀为‘.dat’的文件更改为‘.bin'作为后缀。
filename1='';
fid1=fopen（filename1,'r'）;
a=fread（fid1）
filename2='';
fid2=fopen（filename2,'r'）;
fwrite（fid2,a）;
b=fread（fid2）
（2）使用MATLAB导入一个WAVE格式的音频文件，并比较与waveread函数读取音频文件的差异。
用waveread函数读取音频文件时：
[y,fs,nbits]=wavread（file），file指定音频文件名，y是音频数据。
另外该语句还能够返回该音频文件的采样率fs,和采样位数nbits，而使用MATLAB导入WAVE格式的音频文件，是不能控制音频文件的采样率，不能够精确调整。
实验11 MATLAB数据文件I/O
（2）
1.教材《MATLAB基础与实例进阶》页，思考与练习2操作题（3）-（4）
（3）读取例4-8中最后两列数据。
fid=fopen（'','w'）;
alldata=reshape（[1:
20],4,5）;
fwrite（fid,alldata）;
fid=fopen（''）;
fseek（fid,12,'bof'）;
last_two=fread（fid,[4,2]）
fclose（fid）;
（4）使用textread函数读出例4-12中的所有浮点数，要求小数点后只有一位数。
clc;clearall;closeall;
[names,rest]=textread（'','%s%[^\n]','delimiter',','）;
a1=str2num（rest{1}）;
a2=str2num（rest{2}）;
a3=str2num（rest{3}）;
a4=str2num（rest{4}）;
b=[a1（3）,a2（3）,a3（3）,a4（3）];
fprintf（'%4.1f\n',b）;
实验12 高级图形用户界面设计
（1）
1.教材《MATLAB基础与实例进阶》页，思考与练习2操作题
（1）-
（2）
（1）建立一个图形窗口，使之背景颜色为红色，并在窗口上保留原有的菜单项，而且在按下鼠标器的左键之后显示Left Button Pressed字样。
h0=figure（'Color',[1,0,0],'Name','图形窗口','Numbertitle','off','WindowButtonDownFcn','text,,''LeftButtonPressed''）','toolbar','none'）;
（2）利用图形对象绘制下列曲线，要求先用默认属性创建线条对象，再通过句柄操作改变曲线颜色、线型和线宽，并利用文本对象给曲线添加标注。
clc;clearall;closeall;
x1=0:
.001:
1;
y1=（1+x1.^2）/（1+x1.^4）;
subplot（311）
hline1=plot（x1,y1）
x2=0:
pi/100:
2*pi;
y2=3*x2+sin（x2）-exp（x2）;
subplot（312）
hline2=plot（x2,y2）
x3=-1000:
1:
1000;
y3=log（x3+sqrt（1+x3.^2））/2;
subplot（313）
hline3=plot（x3,y3）
set（hline1,'color','r','linestyle','-','linewidth',;
set（hline2,'color','g','linestyle','+','linewidth',;
set（hline3,'color','b','linestyle','.','linewidth',;
gtext（'y=（1+x^2）/（1+x^4）;'）;
gtext（'y=3*x+sin（x）-exp（x）'）;
gtext（'y=log（x+sqrt（1+x^2））/2'）;
实验13 高级图形用户界面设计
（2）
1.教材《MATLAB基础与实例进阶》页，思考与练习2操作题（3）-（4）
（3）在一个图形窗口中创建两坐标轴用以显示不同图形，并创建快捷菜单以改变曲线颜色
clc;clearall;closeall;
h0=figure（'toolbar','none','menubar','none','position',[380200500350],...
'name','控件的综合应用'）;%创建图形窗口
h_axes1=axes（'Position',[],'box','on'）;%创建坐标轴
h_axes2=axes（'Position',[],'box','on'）;%创建坐标轴
%在第一个坐标轴上画图
t=0:
:
6*pi;
yy=cos（t）;
b=1/2/pi;
h_line=plot（h_axes1,t,yy,'LineWidth',2）;
axis（[20]）;
%在第二个坐标轴上画图
t=0:
:
6*pi;
yy=sin（t）;
b=1/2/pi;
h_line2=plot（h_axes2,t,yy,'LineWidth',2）;
axis（[20]）;
h_menu1=uimenu（'label','颜色1'）;%创建菜单
h_submenu11=uimenu（h_menu1,'la
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