2MATLAB部分未学答案1doc.docx
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2MATLAB部分未学答案1doc
2-MATLAB部分未学答案1
《Matlab程序设计》实验指导书
实验1Matlab控制流与函数的可视化
实验序号:
1实验名称:
Matlab控制流与函数的可视化
适用专业:
电子信息工程/通信工程学时数:
4学时
一、实验目的
(1)利用某些判断结构来控制程序流的执行次序
(2)掌握for和while循环结构
(3)熟习switch结构
(4)感受由图形所传递的内在本质
二、实验要求
(1)调试程序要记录调试过程中出现的问题及解决办法;
(2)编写程序要规范、正确,上机调试过程和结果要有记录,并注意调试程序集成环境的掌握及应用,不断积累编程及调试经验;
(3)做完实验后给出本实验的实验报告。
三、实验设备、环境
奔腾以上计算机,装有Matlab7.0以上软件
四、实验步骤及内容
(一)重点讲解Matlab7.0的使用;
(二)1、编写、调试如下程序,要求将输入/输出的值都记录在实验报告中。
2、内容:
(1).请分别写出用for和while循环语句计算
(6).已知某系统在一定的激励条件下,其响应函数为
,请画出
区间内的时间响应和渐近线(即
)。
要求时间响应和渐近线用不同的颜色和线型画出。
(7).用曲面图表现函数z=x2+y2
(8).复习课堂所学内容
要求
1.将程序、实验结果记录下来、写入实验报告
2.对每条指令加以注解
五、实验注意事项
注意for和while循环语句的使用区别。
六、讨论、思考题
1.在安装MATLAB软件时,哪个组件是必须选择的?
假如不“勾选”这个组件,那么就不可能建立MATLAB工作环境。
2.在MATLAB指令窗中会出现“>>”提示符吗?
是什么意思?
3.选择结构if语句有哪3种格式?
实验2数值数组的运算
实验序号:
2实验名称:
数值数组的运算
适用专业:
电子信息工程/通信工程学时数:
4学时
一、实验目的
(1)Matlab的大部分运算都是在矩阵上进行的
(2)掌握一维、二维和多维数组的生成和操作
(3)区别矩阵运算和数组运算的不同之处
(4)掌握关系运算与逻辑运算的方法
(5)掌握matlab在电子电路与信号处理方面的应用
二、实验要求
(1)调试程序要记录调试过程中出现的问题及解决办法;
(2)编写程序要规范、正确,上机调试过程和结果要有记录,并注意调试程序集成环境的掌握及应用,不断积累编程及调试经验;
(3)做完实验后给出本实验的实验报告。
三、实验设备、环境
奔腾以上计算机,装有Matlab7.0以上的软件
四、实验步骤及内容
(一)重点讲解Matlab7.0的使用;
(二)1、编写、调试如下程序,要求将输入/输出的值都记录在实验报告中:
2、内容:
(1).产生全为1的矩阵;产生全为0的矩阵;产生在[0,1]区间均匀分布的随机矩阵;产生正态分布的矩阵;产生单位矩阵;利用“:
”和linspace()生成向量。
(2).要求在闭区间
上产生50个等距采样的一维数组。
试用两种不同的指令实现。
(3).在时间区间[0,10]中,绘出
曲线。
(4).求下列方程组的解x=[
;
;
].
6
+3
+4
=3
-2
+5
+7
=-4
8
-4
-3
=-7
(5).利用size、rand()、length()、sum()、max()函数编写矩阵运算程序。
(6).电路如图所示,已知:
R1=2Ω,R2=4Ω,R3=12Ω,R4=4Ω,R5=12Ω,R6=4Ω,R7=2Ω。
(a)如
=10V,求
,
,
;
(b)如已知
=6V,求
,
,
。
(7).例电路图(含受控源的电阻电路)
电路如图所示,已知:
R1=R2=R3=4Ω,R4=2Ω,控制常数k1=0.5,k2=4,is=2A,求i1和i2
(8).设计一个低通滤波器,从受噪声干扰的多频率混合信号
中获取10Hz的信号。
在此
,而
。
clear,randn('state',1)
ws=1000;%采样频率
t=0:
1/ws:
0.4;
x=sin(2*pi*10*t)+cos(2*pi*100*t)+0.2*randn(size(t));%生成带噪声的多频信号
wn=ws/2;%Nyquest频率
[B,A]=butter(10,30/wn);
y=filter(B,A,x);
plot(t,x,'b-',t,y,'r.','MarkerSize',10)
legend('Input','Output',0)
(9).对信号
进行4倍插值插值,并作图。
(注:
interp函数:
信号的整数倍插值
调用方式:
y=interp(x,r)将信号x的采样频率提高为原来的r倍。
此时向量y的长度是向量x长度的r倍。
)
t=0:
.001:
2;
x=sin(2*pi*50*t)+sin(2*pi*100*t);
y=interp(x,4);
subplot(2,1,1)
stem(x(1:
125));
subplot(2,1,2)
stem(x(1:
250));
实验要求
(1)将所采用的Matlab函数、实验结果记录下来、写入实验报告
(2)对每条指令加以注解
五、实验注意事项
一般来说,一个命令行输入一条命令,命令行以回车结束。
但一个命令行也可以输入若干条命令,各命令之间以逗号分隔,若前一命令后带有分号,则逗号可以省略。
六、讨论、思考题
如何利用Matlab产生矩阵(数组)?
实验3符号计算与多项式计算
实验序号:
3实验名称:
符号计算与多项式计算
适用专业:
电子信息工程/通信工程学时数:
4学时
一、实验目的
(1)利用基本符号对象去构成新的表达式,进而从事所需的符号计算
(2)学习符号卷积、Fourier变换的计算机实现方法
(3)通过图形,从一堆杂乱的离散数据中观察数据的内在关系
(4)了解多项式运算函数
(5)学习Matlab的卷积指令
二、实验要求
(1)调试程序要记录调试过程中出现的问题及解决办法;
(2)编写程序要规范、正确,上机调试过程和结果要有记录,并注意调试程序集成环境的掌握及应用,不断积累编程及调试经验;
(3)做完实验后给出本实验的实验报告。
三、实验设备、环境
奔腾以上计算机,装有Matlab7.0以上软件
四、实验步骤及内容
(一)重点讲解Matlab7.0的使用;
(二)1、编写、调试如下程序,要求将输入/输出的值都记录在实验报告中:
2、内容:
(1).设系统的冲激响应为
,求该系统在输入
作用下的输出。
在此,认为以上函数在
时成立。
(提示:
运用卷积进行计算)
symsttao;
ut=cos(t);
ht=exp(-3*t);
uh_tao=subs(ut,t,tao)*subs(ht,t,t-tao);
yt=int(uh_tao,tao,0,t)
y1=simple(yt)
(2).求
的Fourier变换。
(3).求sin(at)和阶跃函数的Laplace变换。
(4).求
的和1的Laplace反变换。
(5).某消息信号
。
用信号m(t)以DSB-AM方式调制载波
所得到的已调制信号记为u(t)。
设
,
。
试比较消息信号与已调信号,并绘制它们的频谱。
Double-SideBandAmplitudeModulation
幅度调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度,使其按调制信号的规律变化的过程。
对于幅度调制信号,在波形上,它的幅度随基带信号规律而变化;在频谱结构上,它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移。
t0=0.15;
fc=250;
t=-1:
0.0001:
1;
f=[-500:
499]/1000*fc;
%º¯Êý
m=ones(size(t));
m(t<=0)=0;
m(0m(t0/3m(t>2*t0/3)=0;
c=cos(2*pi*fc*t);
u=m.*c;
%»æÖÆÏûÏ¢ÐźÅ
figure
(1)
subplot(2,2,1);
plot(t,m);
axis([-0.050.15-33]);
title('1-1ÏûÏ¢ÐźÅm(t)');
%»æÖÆÏûÏ¢ÐźÅƵÆ×
b=fft(m);
subplot(2,2,2);
plot(f,abs(b(1:
1000)));
axis([-150150-15001500]);
title('1-1ÏûÏ¢ÐźÅm(t)µÄƵÆ×');
%Ë«±ß·ù¶Èµ÷ÖÆ
subplot(2,2,3);
plot(t,u);
axis([-0.050.15-33]);
title('1-3Òѵ÷ÖÆÐźÅu(t)');
%»æÖÆÒѵ÷ÖÆÐźŵÄƵÆ×
d=fft(u);
subplot(2,2,4);
plot(f,abs(d(1:
1000)));
axis([-150150-15001500]);
title('1-3Òѵ÷ÖÆÐźÅu(t)µÄƵÆ×');
t0=0.15;
ts=0.001;
Fc=250;
Fs=1/ts;
df=0.3;
t=[0:
ts:
t0];
m=[ones(1,t0/(3*ts)),-2*ones(1,t0/(3*ts)),zeros(1,t0/(3*ts)+1)];
c=cos(2*pi*Fc.*t);
u=m.*c;
[M,m,df1]=fft_seq(m,ts,df);
M=M/Fs;
[U,u,df1]=fft_seq(u,ts,df);
U=U/Fs;
[C,c,df1]=fft_seq(c,ts,df);
f=[0:
df1:
df1*(length(m)-1)]-Fs/2;
subplot(2,2,1);plot(t,m(1:
length(t)));
title('未调制信号');
subplot(2,2,2);plot(t,u(1:
length(t)));
title('已调制信号');
subplot(2,2,3);plot(f,abs(fftshift(M)));
title('未调制信号频谱');
subplot(2,2,4);plot(f,abs(fftshift(U)));
title('已调制信号频谱');
(6)求有理分式
的商多项式和余多项式。
(7)有两个序列
,它们的“非平凡区间”取值如下,其余“平凡区间”均为0取值。
试用两种不同的方法求这两个序列的卷积,并画出卷积结果图。
;
方法一:
P134直接法求卷积
a=[1,2,3,4,5];n1=0;n2=4;
b=[1,0,1,1];n3=4;n4=7;
c=conv(a,b);nc1=n1+n3;nc2=n2+n4;
kc=nc1:
nc2;N=length(kc);
stem(kc,c(1:
N),'r','filled')
方法二利用fft求卷积
a=[1,2,3,4,5];n1=0;n2=4;
b=[1,0,1,1];n3=4;n4=7;
nc1=n1+n3;nc2=n2+n4;
n=2^5;%使用32至关重要
Fa=fft(a,n);Fb=fft(b,n);
Fc=Fa.*Fb;%必须采用点乘
cc=real(ifft(Fc));%过滤掉由于截断误差引起的虚部
stem(kc,cc(1:
N),'r','filled')
xlabel('FFT变换法'),ylabel('cc')
(8)LTI系统的零状态响应
设二阶连续系统,其特性可用常微分方程表示
,求其冲激响应。
若输入为
,求其零状态响应
。
clf,clear
a=input('多项式分母系数向量a=');
b=input('多项式分子系数向量b=');
t=input('输入时间序列t=[0:
dt:
tf]');
u=input('输入序列u=');
tf=t(end);
dt=tf/(length(t)-1);
%用极点留数法求冲激响应
[r,p,k]=residue(b,a);
h=r
(1)*exp(p
(1)*t)+r
(2)*exp(p
(2)*t);
%画出冲激响应h(t)
subplot(2,1,1),plot(t,h);grid
%求u和h的卷积,得输出y(t)
y=conv(u,h)*dt;
%画出输出y(t)
subplot(2,1,2),
plot(t,y(1:
length(t)));grid
(9)复习课堂所学内容
要求
1.将程序、实验结果记录下来、写入实验报告
2.对每条指令加以注解
五、实验注意事项
1.注意如何建立符号对象
2.绘制二维、三维函数的调用格式
六、讨论、思考题
若一次定义多个符号变量,syms函数的一般调用格式是什么?
实验4Simulink交互式仿真集成环境
实验序号:
4实验名称:
Simulink交互式仿真集成环境
适用专业:
电子信息工程/通信工程学时数:
4学时
一、实验目的
了解仿真的概念,学会初步的仿真建模
二、实验要求
(1)调试程序要记录调试过程中出现的问题及解决办法;
(2)编写程序要规范、正确,上机调试过程和结果要有记录,并注意调试程序集成环境的掌握及应用,不断积累编程及调试经验;
(3)做完实验后给出本实验的实验报告。
三、实验设备、环境
奔腾以上计算机,装有Matlab7.0以上软件
四、实验步骤及内容
(一)重点讲解Matlab7.0的使用;
(二)1、编写、调试如下程序,要求将输入/输出的值都记录在实验报告中:
2、内容:
(1).基于微分方程的Simulink建模
(2).基于传递函数的Simulink建模
(3).书中第10章实验题1
(4).书中第10章实验题3
Scope的双输入实现方法:
双击Scope模块,打开Scope示波器窗口,单击该窗口工具栏的Parameters按钮(左数第二个),在打开的对话框的General选项卡的Numbersofaxes:
后的编辑框中输入2,然后单击OK按钮返回,即可看到模型中的Scope模块增加了一个输入口
(5).复习课堂所学内容
要求
1.将程序、实验结果记录下来、写入实验报告。
2.对每条指令加以注解。
五、实验注意事项
注意信号源模块的使用。
六、讨论、思考题
Simulink仿真过程分为几个阶段?