x=(a'a)-1a'b——求逆法
3)欠定方程组的解
MATLAB可求出两个解:
用除法求的解x是具有最多零元素的解是具有最小长度或范数的解,这个解是基于伪逆pinv求得的。
6、复数运算:
复数的实虚部、模和幅角计算
real_z=real(z)
image_z=imag(z)
magnitude_z=abs(z)
angle_z_radian=angle(z)%弧度单位
angle_z_degree=angle(z)*180/pi%度数单位
三、实验内容
1、生成一个3行3列的随机矩阵,并逆时针旋转90°,左右翻转,上下翻转。
2、已知a=[123],b=[456],求a.\b和a./b
3、数组和矩阵有何不同?
数组中的元素可以是字符等,矩阵中的只能是数,这是二者最直观的区别。
从外观形状和数据结构上看,二维数组和数学中的矩阵没有区别。
但是矩阵作为一种变换或映射算子的体现,矩阵运算有着明确而严格的数学规则。
而数组运算是Matlab软件所定义的规则,其目的是为了数据管理方便、操作简单、指令形式自然和执行计算的有效。
虽然数组运算尚缺乏严谨的数学推理,而且数组运算仍在完善和成熟中,但是它的作用和影响正随着matlab的发展而扩大。
4、已知a=[123;456;780],求其特征多项式并求其根。
5、求解方程1)
2)
6、用两种方法创建符号矩阵,A=[a,2*b]
[3*a,0]
7、对符号方程f=ax2+bx+c求解1)对x求解;2)对a求解。
8、求解微分方程
。
实验三MATLAB数组应用实验
•实验目的
1、掌握字符串数组、单元数组创建及显示、结构数组创建及访问
2、掌握符号表达式的微分和积分运算
•实验基本知识
•字符串数组相关命令
•直接输入法---用单引号或者大括号+单引号
•disp(S)法---S是字符串,作用是显示出S的文本
•char(S)法---S是字符串,作用是显示出S的文本
•input(out,in)法---显示出字符串out的文本并等待终端的输入,in可缺省
•在字符串中用两个单引号来表示一个单引号
•findstr(S1,S2)---在较长字符串里查找较短字符串所在的位置并返回位置值
•str2mat()---字符串转换成矩阵
•str2num()、num2str()---字符串与数值互相转换
•单元数组相关命令
•直接创建法---使用大括号{}、对细胞元素直接赋值
•cell(m,n)---创建一个m*n的空细胞矩阵(所有行的细胞数必须相同)
•celldisp()---逐个显示cell中的每个元素值
•cellplot(C)---用彩色的图形来显示单元型变量C的结构形式
•结构数组相关命令
•直接输入法---使用“.”将结构变量名和元素名连接
格式:
struct_name(record#).field_name=data
•S=struct(‘field1’,V1,’field2’,V2,…)---field为各成员变量名,V为对应的各成员变量的内容
•S=rmfield(S,fields)---将结构数组S中的fields项删除,仍用数组名S表示
•结构体名称.数组名称---在结构数组中调用元素项
•C=strcuct2cell(S)、S=cell2struct(C)---结构数组与单元数组的转换
•map容器
•mapobj=containers.Map({‘key1’,’key2’,…},{‘val1’,’val2’,…})---创建map对象
•keys()、values()---查看map对象
•existingmapobj(newkeysname)=newvalue---在一个map对象中添加新元素
•remove(mapname,’keyname’)---从一个map对象中删除keys/values对
三、实验内容
•创建一个名为S、内容为“matlabprogrammingforengineers.”的字符串,并查找字符串S中字母为“g”出现的位置以及出现的次数。
•
•
•创建大小为2╳2的单元数组,其元素分别为:
字符串(‘SunYang’,‘LiuWen’)、字符串数组(char(‘2012001’,’2012002’))、数值矩阵((858990;808788))和细胞数组(’Maths’,’Maths’,’Matlab’)。
•
•
•创建一个数组名为student的结构数组,其内容如下表所示:
ID
Name
Age
Sex
Score
3001
zhao
20
F
90
3002
wang
21
M
86
3003
yang
18
F
88
3004
liu
19
F
80
实验四MATLAB符号计算实验
•实验目的
1、掌握创建符号表达式和矩阵的方法
2、掌握符号表达式的微分和积分运算
•实验基本知识
1、符号矩阵的创建
1)用matlab函数sym创建矩阵(symbolic的缩写)
命令格式:
A=sym('[]')
2)用字符串直接创建矩阵
2、符号矩阵的修改
直接修改:
可用、键找到所要修改的矩阵,直接修改
3、符号矩阵与数值矩阵的转换
将数值矩阵转化为符号矩阵,函数调用格式:
double(A)
将符号矩阵转化为数值矩阵,函数调用格式:
numeric(A)
4、符号微积分与积分变换
diff(f)—对缺省变量求微分
diff(f,v)—对指定变量v求微分
diff(f,v,n)—对指定变量v求n阶微分
int(f)—对f表达式的缺省变量求积分
int(f,v)—对f表达式的v变量求积分
int(f,v,a,b)—对f表达式的v变量在(a,b)区间求定积分
5、符号代数方程求解
solve(f)——求一个方程的解
solve(f1,f2,…fn)——求n个方程的解
6、符号微分方程求解指令:
dsolve
命令格式:
dsolve(f,g):
f——微分方程,可多至12个微分方程的求解;
g为初始条件,默认自变量为'x',可任意指定自变量't','u'等,微分方程的各阶导数项以大写字母D表示
三、实验内容
1、用符号方法求下列极限
1)
2)
2、用符号方法求下列积分
1)
2)
实验五MATLAB的图形绘制实验
一、实验目的
1、学习MATLAB二维、三维图形绘制的基本方法;
2、熟悉和了解MATLAB图形绘制程序编辑的基本指令;
3、熟悉掌握利用MATLAB图形编辑窗口编辑和修改图形界面,并添加图形的各种标注;
4、掌握clf、plot、plot3、subplot、hold、figure、gtext、mesh、surf、cylinder、sphere、polar、bar、hist、pie、area、fill、scatter、stairs、stem、contour等的指令格式和语法。
二、实验基本知识
1、plot(x,y)------绘制由x,y所确定的曲线;
2、多组变量绘图:
plot(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,……);
3、双Y轴绘图:
plotyy()函数;
4、图形窗口的分割;
5、图形编辑窗口的使用。
三、实验内容
(1)绘制下列函数二维图形。
y=k*cos(t),t∈[0,2π],k∈[0.4,1],分布以plot(t,y)、plot(t)、plot(y)、plot(y,t)产生图形并记录观察其不同。
(2)绘制连续调制波形Y=sin(t)sin(9t)及其包络线。
(参考)
(3)绘制向量x=[130.52.52]的饼形图,并把3对应的部分分离出来。
(4)绘制参数方程x=t,y=sin(t),z=cos(t)在t=[07]区间的三维曲线。
(5)用holdon命令在同一个窗口绘制曲线y=sin(t),y1=sin(t+0.25),y2=sin(t+0.5),其中t∈[010]。
(参考)
(6)使用sphere()函数产生球面坐标,绘制网线图和表面图。
实验六MATLAB的程序设计实验
一、实验目的
1、熟悉MATLAB程序编辑与设计环境
2、掌握各种编程语句语法规则及程序设计方法
3、函数文件的编写和设计
4、了解和熟悉跨空间变量传递和赋值
二、实验基本知识
1、程序流程控制语句
for循环结构
语法:
fori=初值:
增量:
终值
语句1;
……;
语句n;
end
说明:
1.i=初值:
终值,则增量为1。
2.初值、增量、终值可正可负,可以是整数,也可以是小数,只须符合数学逻辑。
while循环结构
语法:
while逻辑表达式
循环体语句
end
说明:
1、whiIe结构依据逻辑表达式的值判断是否执行循环体语勾。
若表达式的值为真,执行循环体语句一次、在反复执行时,每次都要进行判断。
若表达式的值为假,则程序执行end之后的语句。
2、为了避免因逻辑上的失误,而陷入死循环,建议在循环体语句的适当位置加break语句、以便程序能正常执行。
(执行循环体的次数不确定;每一次执行循环体后,一定会改变while后面所跟关系式的值)
3、while循环也可以嵌套、其结构如下:
while逻辑表达式1
循环体语句1
while逻辑表达式2
循环体语句2
end
循环体语句3
end
if-else-end分支结构
if表达式1
语句1
elseif表达式2(可选)
语句2
else(可选)
语句3
end
end
说明:
1.if结构是一个条件分支语句,若满足表达式的条件,则往下执行;若不满足,则跳出if结构。
2.elseif表达式2与else为可选项,这两条语句可依据具体情况取舍。
3.注意:
每一个if都对应一个end,即有几个if,记就应有几个end。
switch-case结构
语法:
switch表达式
case常量表达式1
语句组1
case常量表达式2
语句组2
……
otherwise
语句组n
end
说明:
1.switch后面的表达式可以是任何类型,如数字、字符串等。
2.当表达式的值与case后面常量表达式的值相等时,就执行这个case后面的语句组如果所有的常量表达式的值都与这个表达式的值不相等时,则执行otherwise后的执行语句。
程序流程控制指令:
break、return、pause
2、函数文件的结构和编写方法
函数只能在函数体内对变量进行操作,也就是只能访问函数本身工作空间中的变量。
M函数文件的结构
(1)函数定义行(function)
(2)H1行(函数帮助文本的第一行)
(3)函数帮助文本
(4)函数体
(5)注释
函数文件编写后,保存时,其文件名必须与函数名相同。
注意:
函数名不要与MATLAB自身的函数命令相同。
三、实验内容:
1、用for循环语句实现求1~100的和。
2、用循环语句实现编写一个求n阶乘的函数文件。
3、已知一维数组A=[2,4,5,8,10],B=[4,6,9,3,4],用for循环语句实现
。
求和函数可用sum()。
.
实验七MATLAB工具箱Simulink的应用实验
一、实验目的:
1、熟悉SIMULINK工作环境及特点
2、掌握线性系统仿真常用基本模块的用法
3、掌握SIMULINK的建模与仿真方法
二、实验基本知识:
1、了解SIMULINK模块库中各子模块基本功能
2、SIMULINK的建模与仿真方法
(1)打开模块库,找出相应的模块。
鼠标左键点击相应模块,拖拽到模型窗口中即可。
(2)创建子系统:
当模型大而复杂时,可创建子系统。
(3)设置仿真控制参数。
三、实验内容
1、建立实现y=sin2tsin3t的Simulink模型,并进行仿真分析,相应的输入输出曲线在示波器上显示。
2、根据下列要求和图,完成以下任务:
(1)在Simulink集成环境下建立模型,在给定信号作用点处输入单位给定阶跃响应信号,0.3秒后在扰动信号点输入单位阶跃响应信号,并绘制相应的响应曲线。
(2)计算仿真结果的超调量、上升时间、峰值时间、稳态误差。
超调量:
mp=(1.2072-0.99)/0.99上