MATLAB应用实验指导书1234结果.docx
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MATLAB应用实验指导书1234结果
MATLAB语言实验指导书
中国矿业大学信息与电气工程学院
2014年3月
实验一MATLAB工作环境熟悉及基本运算
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。
掌握基本的矩阵运算及常用的函数。
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）、命令窗口（CommandWindow）、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=63.6667
（2）area=pi*2.5^2=19.6350
（3）已知x=3，y=4，在MATLAB中求z：
=576
（4）将下面的矩阵赋值给变量m1,在workspace中察看m1在内存中占用的字节数。
m1=
执行以下命令
>>m1（2,3）=10
>>m1（11）=6
>>m1（:
3）=310615
>>m1（2:
3,1:
3）=[51110;976]
>>m1（1,4）+m1（2,3）+m1（3,2）+m1（4,1）=34
（5）执行命令>>helpabs
查看函数abs的用法及用途，计算abs（3+4i）=5
（6）执行命令
>>x=0:
0.1:
6*pi;
>>y=5*sin（x）;
>>plot（x,y）
（7）运行MATLAB的演示程序，>>demo，以便对MATLAB有一个总体了解。
3、矩阵运算
（1）下列运算是否合法，为什么？
如合法，结果是多少？
1.result1=a'=[14;25;36]
2.result2=a*b（维数不同）?
?
?
?
?
3.result3=a+b=[362;5811]
4.result4=b*d=[312222;404913]
5.result5=[b;c']*d=[312222;404913;-5-87]
6.result6=a.*b=[28-3;41530]
7.result7=a./b=[0.50.5-3.0;4.01.671.2]
8.result8=a.*c=（维数不同）?
?
?
?
?
9.result9=a.\b=[2.02.0-0.33;0.250.60.83]
10.result10=a.^2=[149;162536]
11.result11=a^2=?
?
?
?
?
12.result11=2.^a=[248;163264]
（2）用MATLAB求下面的的方程组。
=[1,5-5-2]’
X=inv（A）*b
（3）已知
（1）求矩阵A的秩（rank）=4
（2）求矩阵A的行列式（determinant）=12568
（3）求矩阵A的逆（inverse）=[0.1744-0.0303-0.01250.0270
-0.10500.0789-0.01210.0006
0.00830.01730.0911-0.0311
0.0095-0.0185-0.01030.0795]
（4）求矩阵A的特征值及特征向量（eigenvalueandeigenvector）
=[
4.8554
12.6460+1.8333i
12.6460-1.8333i
15.8526]
4、关系运算与逻辑运算
已知a=20,b=-2,c=0,d=1
（1）r1=a>b=1
（2）r2=a>b&c>d=0
（3）r3=a==b*（-10）=1
（4）r4=~b|c=0
四、思考题
1、以下变量名是否合法？
为什么？
（1）x2
（2）3col
（3）_row
（4）for
定义变量
变量名、函数名对字母大小写敏感。
MAY、may表示不同变量。
变量名第一个字母必须是英文字母，且不能超过65个字符。
变量名中不得包含空格、标点但可包含下连符，如my_var是合法的变量名。
2、求以下变量的值，并在MATLAB中验证。
（1）a=1:
2:
5;a=135
（2）b=[a'a'a'];
b=[111
333
555]
（3）c=a+b（2,:
）C=468
实验二MATLAB数值运算与作图
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
的5个根，并将其用星号（*）标记在复平面图上。
（用roots和plot函数）。
x=
-0.8612+1.4377i
-0.8612-1.4377i
0.6737+1.0159i
0.6737-1.0159i
-0.9583
A=[3,4,7,2,9,12];
x=roots（A）
plot（x,'*'）;
grid;
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）。
A=[1,0,0,0,0,-1];
x=roots（A）
plot（x,'*'）;
grid;
x=
-0.8090+0.5878i
-0.8090-0.5878i
0.3090+0.9511i
0.3090-0.9511i
1.0000
3、求下面函数在[0.5,4]区间内的过零点。
（用fzero函）
x=fzero（fun,x0）%查找fun函数在x0附近的零点
%估计零点
fplot（'x^3+1/x',[0.5,4]）;
holdon;
fplot（'2*x^2*sin（x）-5*x*cos（x）',[0.5,4]）;
holdoff;
[m,n]=ginput
（2）
m=
1.5121
2.6250
n=
3.8158
18.2895
y1=fzero（'x^3-2*x^2*sin（x）+5*x*cos（x）+1/x',1.5）
y1=
1.5117
y2=fzero（'x^3-2*x^2*sin（x）+5*x*cos（x）+1/x',2.5）
y2=
2.6095
%建立函数
functiony=f（x）
y=x^3-2*x^2*sin（x）+5*x*cos（x）+1/x;
%调用函数
>>y1=fzero（'fz',1.5）
y1=
1.5117
>>y2=fzero（'fz',2.5）
y2=
2.6095
4、实验数据处理（选做）
已知某压力传感器的测试数据如下表
p
0.0
1.1
2.1
2.8
4.2
5.0
6.1
6.9
8.1
9.0
9.9
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
来拟合其特性函数，求出a,b,c,d，并把拟合曲线和各个测试数据点画在同一幅图上。
调用方法：
polyfit（x,y,n）。
用多项式求过已知点的表达式，其中x为源数据点对应的横坐标，可为行向量、矩阵，y为源数据点对应的纵坐标，可为行向量、矩阵，n为你要拟合的阶数
用法：
linspace（x1,x2,N）
功能：
linspace是Matlab中的均分计算指令，用于产生x1,x2之间的N点行线性的矢量。
其中x1、x2、N分别为起始值、终止值、元素个数。
若默认N，默认点数为100。
y=polyval（p,x）
返回n次多项式p在x处的值。
输入变量p是一个长度为n+1的向量，其元素为按降幂排列的多项式系数。
y=p1*x^n+p2*x^（n-1）+...+pn*x+p（n+1）
>>p=[0.0,1.1,2.1,2.8,4.2,5.0,6.1,6.9,8.1,9.0,9.9];
u=[10,11,13,14,17,18,22,24,29,34,39];
x=polyfit（p,u,3）%得多项式系数
t=linspace（0,10,100）;
y=polyval（x,t）;%求多项式得值
plot（p,u,'*',t,y,'r'）%画拟和曲线
5、三维空间曲线绘制
z=0:
0.1:
4*pi;
x=cos（z）;
y=sin（z）;
plot3（x,y,z）
>>z=0:
0.1:
4*pi;
x=cos（z）;
y=sin（z）;
plot3（x,y,z,'rp'）;
title（'三维空间曲线'）;
text（0,0,0,'origin'）;
xlabel（'X'）,ylabel（'Y'）,zlabel（'Z'）;
grid;
6、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[-3，3]。
>>x=-3:
0.1:
3;
[x,y]=meshgrid（x）;
z=-x.^2/10+y.^2/10;
mesh（x,y,z）;
xlabel（'X'）,ylabel（'Y'）,zlabel（'Z'）;
title（'立体网状图'）;
（2）
>>x=-3:
0.1:
3;
[x,y]=meshgrid（x）;
z=-x.^2/10+y.^2/10;
surf（x,y,z）;
xlabel（'X'）,ylabel（'Y'）,zlabel（'Z'）;
title（'立体曲面图'）;
实验三MATLAB程序设计
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、熟悉MATLAB的ｍ文件
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目：
任意一个正整数，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：
21
3105168421
63105168421
运行下面的程序，按程序提示输入n=1,2,3,5,7等数来验证这一结论。
%classic"3n+1"problemfromnumbertheory.
while1
n=input（'Entern,negativequits:
'）;
ifn<=0
break
end
a=n;
whilen>1
ifrem（n,2）==0
n=n/2;
else
n=3*n+1;
end
a=[a,n];
end
a
end
a=1
a=21
a=3105168421
a=5168421
a=7221134175226134020105168421
2.循环语句编程
（1）根据
，求
的近似值。
当n=100、1000、10000时，结果是多少？
3.1321，3.1406，3.1415
while1
k=input（'Enterk,negativequits:
'）;
x=0;
form=1:
k
x=x+1/m^2
end
x=sqrt（6*x）
end
（2）用for循环和while循环语句求1！
+2！
+…+10!
的值.
x=
4037913
k=10;
x=0;
n=1;
form=1:
k
n=m*n*1;
x=x+n;
end
x
k=3;
x=0;
n=1;
m=1;
whilem<=k
n=m*n*1;
x=x+n;
m=m+1;
end
x
3.条件语句编程
试用if或switch语句完成卷面成绩score的转换：
（1）score≥90分，优；
（2）90＞score≥80分，良；
（3）80＞score≥70分，中；
（4）70＞score≥60分，及格；
（5）60＜score，不及格。
while1
k=input（'Enterk,negativequits:
'）;
switchfix（k/10）
case{9,10}disp（'gradeis优'）
case{8}disp（'gradeis良'）
case{7}disp（'gradeis中'）
case{6}disp（'gradeis及格'）
otherwisedisp（'gradeis不及格'）
end
c=input（'Enterk,negativequits:
'）;
ifc>=90
disp（'gradeis优'）
elseifc>=80&c<90
disp（'gradeis良'）
elseifc>=70&c<80
disp（'gradeis中'）
elseifc>=60&c<70
disp（'gradeis及格'）
else
disp（'gradeis不及格'）
end
4.函数编写（选做）
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]=myfun1（x）
选择一些数据测试你编写的函数。
function[y]=myfun1（x）
ifx<=0
y=sin（x）;
elseifx>0&x<=3
y=x;
elseifx>3
y=-x+6;
end
运行结果:
>>[y]=myfun1（-pi/2）
y=
-1
>>[y]=myfun1（0）y=
0
>>[y]=myfun1
（2）
y=
2
>>[y]=myfun1（4）
y=
2
实验四simulink应用
一、实验目的：
熟悉simulink仿真环境，掌握simulink仿真方法。
二、实验内容：
用Simulink求解下图所示电路0~100微秒内的响应。
已知R=6*10-4欧，C=1700微法，L=6*10-9享，uc（0）=15kV。
●模块参数设置:
Integrator1的Initialcondition:
15kV
在命令窗口为R,L,C赋值。
●仿真参数设置如下：
Starttime:
0
Stoptime:
100e-6
SolverType:
Variable-step
Solver:
ode45
Maxstepsize:
1e-7
Minstepsize:
auto
Initialstepsize:
auto
Relativetolerance:
1e-3
Absolutetolerance:
1e-6
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