MATLAB习题参考答案.docx

1、MATLAB习题参考答案第1章 MATLAB简介1、MATLAB的主要特点有：语言简洁，编程效率高。 人机界面友善，交互性好。绘图功能强大，便于数据可视化。 学科众多、领域广泛的MATLAB工具箱。 源程序的开放性。MATLAB的典型应用领域有：自动控制 汽车 电子 仪器仪表 生物医学 信号处理 通信等。2、填空题 命令窗口、命令历史窗口、当前目录窗口 查阅、保存、编辑 清除图形窗、清除命令窗口中显示内容、清除MATLAB工作空间中保存的变量。3、如果想查看某一变量具体内容或者对其修改操作，可以在工作空间中双击该变量名称，可以打开数组编辑器，在数组编辑器中可以查看变量的具体内容，也可以对其修改

2、。如果想删除MATLAB内存中的变量，可以在工作空间中选中该变量，然后利用工作空间窗口的菜单命令或工具条中的快捷图标进行删除。4、1+2+3+4+5+. （+ 后面可以直接跟.，也可以在+和.中加一个空格。）6+7+8+91+2+3+4+5 . （5后面必须跟一个空格，不能直接跟.，否则报错，这在预置一个+6+7+8+9 大数组时很重要。）第2章 矩阵与数值数组1、填空题： 非数、无穷大、机器零阈值，浮点数相对精度,eps= 2.2204e-016。 全下标、单下标。2、阅读程序题：（本题主要考察数组的寻访、赋值和简单运算，提示：带；的语句不显示结果） ans = 2 3 7Sa = 10 2

3、0 30A = 1 20 5 30 9 10 4 6 8 10 A = 1 3 5 7 9 11 13 15 2 4 6 8 10 12 14 16ans = 1 5 9 13 2 6 10 14 3 7 11 15 4 8 12 16A = 0 0 5 7 0 0 13 15 2 4 0 0 10 12 0 0 ans = -1 -4 6 4ans = 3 0 5 -2ans = 3 6 9 12ans = 3 6 9 123、A=magic(4)； L=A x,fval = fminbnd (myfun4_4,0,2)x = 0.8333fval = -1.08335求积分Q = dblq

4、uad(x,y) (x.*cos(x+y2), pi, 2*pi, 0, pi)7求常微分方程的数值解。 dsolve(D2y*(x-1)+2*Dy+y=0,y(0)=1,Dy(0)=1,x)第5章 符号运算5.1 C5.2 B5.3 C5.4syms x;f=x4-5*x3+5*x2-6;factor(f)5.5 syms x;f=cos(x)+sqrt(-sin(x)2);f1=simple(f)f2=simple(f1)5.6 syms a t x;f=a*x2,2*t4;exp(t)*sin(x),t*log(x);dfdt2=diff(f,t,2)dfdxdt=diff(diff(f

5、,x),t)5.7 syms x y z;f=int(int(int(x2+y2+z2,z,sqrt(x*y),x2*y),y,sqrt(x),x2),x,1,2)vpa(f)5.8 A=sym(1 1/2 1/2 -1;1 1 -1 1;1 -1/4 -1 1;-8 -1 1 1);B=sym(0;10;0;1);X=AB5.9 S=dsolve(D2x+2*Dy-x=0,Dx+y=0,x(0)=1,y(0)=0);S.xS.y5.10 syms t s;syms a b positive; % a,b为正Dt=sym(Dirac(t);Ut=sym(Heaviside(t-a);T=Dt,

6、Ut;t2*sin(2*t),exp(-a*t)*cos(b*t);S=laplace(T,t,s)第6章 MATLAB图形绘制6.1 C6.2 A6.3 D6.4 x=0:0.01:6;y1=sin(2*x);y2=x.*cos(x);y3=exp(2*cos(x);plot(x,y1,r:,x,y2,b-.,x,y3,g-)6.5 x=-10:0.15:10;y=sin(x)./x;plot(x,y)xlabel(x);ylabel(y=sinx/x);title(门函数的频谱)6.6 x=30.5,26.5,21,10,12;subplot(1,2,1)pie(x,1 1 0 0 0)s

7、ubplot(1,2,2)pie3(x,1 0 1 0 0)legend(1,2,3,4,5)6.7 income=1.02 1.35 1.66 2.01;x=2005:2008;expenses=0.85 1.06 1.21 1.48;area(x,income,facecolor,0.5 0.9 0.6,edgecolor,.b,linewidth,2) % 设置填充色、边界色和边界宽度hold onarea(x,expenses,facecolor,0.9 0.8 0.7,edgecolor,r,linewidth,2)hold offset(gca,xtick,2005:2008) %

8、 x轴为2005到2008xlabel(年份,fontsize,10) % x轴标注字号为10号ylabel(万元,fontsize,10)gtext(支出) % 通过光标在图形上添加注释gtext(收入)gtext(rightarrow利润)6.8 x=0.5 1.5 3;y=2 5 6 4 1 3 4 5 2 2 1 3 8 2 1;bar3(x,y,detached)xlabel(x轴)ylabel(y轴)zlabel(z轴)6.9 略.6.10 略. 第7章 M文件和MATLAB编程1. 脚本文件的扩展名为 m ，函数文件的扩展名为 m 。2. MATLAB语言支持的3种最基本的控制结

9、构为顺序结构、 选择结构 和 循环结构 。3. 在循环结构中跳出当前循环，继续下一次循环的命令为 c 。A.break B.return C.continue D.keyboard4.简述使用M文件与在MATLAB命令窗口中直接输入命令有何异同？有何优缺点？MATLAB命令窗口中直接输入命令为指令驱动模式。在MATLABM命令行窗口下用户输入单行指令时， MATLAB立即处理这条指令，并显示结果。命令行方式程序可读性差，而且不能存储，当处理复杂问题和大量数据时很不方便。M文件模式是将MATLAB语句构成的程序存储成以m为扩展名的文件，然后再执行该程序文件，这种工作模式称为程序文件模式。程序文件

10、不能在指令窗口下建立，因为指令窗口只允许一次执行一行上的一个或几个语句。该工作方式便于文件修改保存，使用方便。5.编写脚本文件，计算1+3+5+7+(2n+1)的和。clc,clear sum=0;n=input(输入n);for i=1:2:2*n+1 sum=sum+i; endsum6.编写脚本文件，用magic(6)产生一矩阵，求解其下三角所有元素的和。clc,clear a= magic(6);sum=0;for i=1:6 for j=1:6 if i=j sum=sum+a(i,j); end endendsum7.编写一个函数文件，利用函数的递归调用，求n！。 function

11、 f=factor(n) if n=1 f=1; else f=factor(n-1)*n; end8.编写一个脚本文件，在该文件中调用上题编写的函数文件，求s=1!+2!+3!+4!+5!。s=0;for i=1:5 s=s+factor(i);ends第8章 SIMULINK交互式仿真集成环境1 Simulink环境中创建的模型保存为 B 文件。A.m B.mdl C.mex D.fig2 建立如下图所示的仿真模型并进行仿真，观察波形的变化。试再建立一个新的仿真模型，并得到同样的仿真结果。仿真结果为圆。将sine wave1的phase参数设置为pi/2.3 使用阶跃信号为输入信号，经过传

12、递函数的一阶系统，查看输出波形在示波器上的显示。4 二阶系统的微分方程为，是单位阶跃信号。用积分模块创建求解该微分方程的模型，仿真时间为。5 封装一个子系统，系统方程为，其中x为输入，y为输出，通过对话框输入a、b、c的值。a=1,b=2,c=36 系统在时，输出为单位脉冲信号，当输出为。试建立该系统模型，并进行仿真分析。第9章 MATLAB在电路仿真中的应用1、搭建如图所示的仿真电路，根据题目给出的条件设置各元器件参数,得到仿真结果。 练习题9.1 仿真电路图2、解答：搭建好的仿真电路如图9.16所示，为了把电容上的三种电压波形画在一张图内，这里选用Voltage Measurement模块

13、取出电容两端的电压，并送给Sinks下的out模块，这样在仿真时会在MATLAB工作空间中产生2个默认变量，时间变量tout和数据变量yout。仿真时间设为10S，步长和方法一保持一致，设为0.1S。仿真过程由以下几个步骤完成： 如图9.16连接好仿真电路，然后对各元件设置参数。交流电压源AC的参数为：Peak amplitude（V）为0，Frequency(Hz)的值由角频率可算得大约为0.318Hz。开关Breaker的Initial state设为0， Switching times(s)设为0.01。电阻R阻值为2，电容C的Capacitance(F)设为0.5，capacitor

14、initial voltage(V)设为5。参数设置完毕进行仿真，仿真结束后在MATLAB工作空间产生tout和yout，在工作空间中修改yout为yout1（如图9.17所示），yout1为电容电压的零输入响应。交流电压源AC的参数Peak amplitude（V）设为10，电路其它参数不变，只把电容C的Set the initial capacitor voltage不选中，即不设置初始电压值，再进行仿真，在工作空间中修改yout为yout2，yout2为电容电压的零状态响应。 在命令窗口输入：yout3=yout1+yout1，yout3为电容电压的全响应。 在命令窗口用绘图指令画出电容

15、上的三种响应波形，如下图所示：plot(tout,yout1,-,tout,yout2,:,tout,yout3,-.*), grid on %把三种数据画在一张图上legend(yout1,yout2,yout3) % 用图例标注 练习题9.2 波形图3、这个题的参数也得改动如下：如图所示电路，已知A，L1=3H，L2=2H，M=1H，R2=2。试利用MATLAB中的电力系统模块集和虚拟仪器对电路进行仿真，画出电流i2（t）的波形。i2(t)Mi2(t) 练习题3 图解答：搭建如下图所示的仿真电路，并根据题目给出的条件设定参数（注意交流电源要和一个比较大的电阻并联，然后和互感线圈相连，否则报

16、错）。 练习题9.3 仿真电路图 然后进行仿真，得如下波形图： 练习题9.3 波形图第10章 MATLAB在信号处理中的应用10.1在用MATLAB表示离散序列并将其可视化时，要注意什么？答：在用MATLAB表示离散序列并将其可视化时，我们要注意以下几点：第一，与连续时间信号不同，离散时间信号无法用符号运算来表示；第二，由于在MATLAB中，矩阵的元素个数是有限的，因此，MATLAB无法表示无限序列；第三，在绘制离散信号波形时，要使用专门的绘制离散数据的stem命令，而不是plot命令。10.2已知的波形如图1所示，用MATLAB画出下列信号的波形。 0 3 2 （1） （2） （3） （4）

17、 图1 解：MATLAB程序如下%ex10_2.m 10.2题参考程序clearsyms tf=sym(-2/3*t+2)*(u(t)-u(t-3);f1=subs(f,t,t+3);subplot(221),ezplot(t,f1,-4,1,-1,2.2),title(f(t+3)f2=subs(f,t,2*t-2);subplot(222),ezplot(t,f2,0,3,-1,3),title(f(2t-2)f3=subs(f,t,2-2*t);subplot(223),ezplot(t,f3,-1,2,-0.2,2.2),title(f(2-2t)f4=subs(f,t,-0.5*t-

18、1);subplot(224),ezplot(t,f4,-10,-1,-0.2,2.2),title(f(-0.5t-1)运行结果如图2所示。 图2 习题10.2的结果10.3用MATLAB画出下列微分方程所描述系统的冲激响应和阶跃响应。 （1） （2） 解：MATLAB程序如下%ex10_3.m 第10.3题参考程序%第（1）题a=1 2;b=3;figure(1)subplot(121),impulse(b,a)subplot(122),step(b,a)%第（2）题a=1 3 2;b=1 0 0;figure(2)subplot(121),impulse(b,a)subplot(122)

19、,step(b,a)运行结果如图3所示。（a） 习题10.3（1）结果 (b) 习题10.3（2）结果 图310.4已知某LTI连续系统的微分方程为 用MATLAB求该系统的频率响应，并画出其幅频曲线和相频曲线。 解：MATLAB程序如下%ex10_4.m 10.4题参考程序b=2;a=1 3;w=0:0.01:10;h=freqs(b,a,w);H=abs(h); %求幅频响应p=angle(h); %求相频响应subplot(211);plot(w,H);gridxlabel( w);ylabel(幅度);title(H(jw)的幅频特性);subplot(212);plot(w,p*18

20、0/pi);gridxlabel( w);ylabel(相位(度);title(H(jw)的相频特性);运行结果如图4所示。 图4 习题10.4的结果10.5已知下列系统函数所表示的系统，分析这些系统是否稳定。（） （）（3）（4）解：MATLAB程序如下%ex10_5.m 10.5题参考程序%（1）A1=1 4 1 -6;B1=1 0 0;figure(1)p1,q1=sjdt(A1,B1);%（2）A2=1 1 0;B2=1 -2;figure(2)p2,q2=sjdt(A2,B2);%（3）A3=1 -0.5 -0.005 0.3;B3=1 2 1;figure(3)p3,q3=ljdt

21、(A3,B3);%（4）A4=5 5 2;B4=10 2;figure(4)p4,q4=ljdt(A4,B4);运行结果如图5所示。 (a) 习题10.5（1）结果 (b) 习题10.5（2）结果 (c) 习题10.5（1）结果 (d) 习题10.5（2）结果 图5由图5(a)可见：（1）系统函数的极点不全在左半开平面，该连续系统不稳定 （2）系统函数的极点不全在左半开平面，该连续系统不稳定 （3）系统函数的极点均在单位圆内，该离散系统稳定 （4）系统函数的极点均在单位圆内，该离散系统稳定10.6已知描述某LTI系统的微分方程为 输入，初始状态，。利用MATLAB在s域求该系统的零状态响应。解

22、：MATLAB程序如下%ex10_6.m 10.6题参考程序syms s Yzsa=1 5 6;b=0 0 3;F=1/(s+1);Sn=s2 s 1; %s的二阶多项式A=a*Sn; %分母多项式B=b*Sn; %分子多项式H=B/A; %计算H(s)Yzs=H.*F; %计算零状态响应的拉式变换yzs=ilaplace(Yzs); %拉式反变换求得零状态响应disp(零状态响应)pretty(yzs)运行结果： 零状态响应 3/2 exp(-3 t) - 3 exp(-2 t) + 3/2 exp(-t)10.7考察DFT的长度对双频率信号频谱分析的影响。设待分析的信号为 令两个长度为16的正余弦序列的数字频率为及。取N为四个不同值16，32，64，128，画出四个DFT幅频图。分析DFT长度对频谱分辨率的影响。解：MATLAB程序如下%ex10_7.m 10.7题参考程序N=input(输入谱分析长度N=)f1=0.22;f2=0.34;n=0:N-1;xn=0.5*sin(2*pi*f1*n)+sin(2*pi*f2*n);X=abs(fft(