2011MATLAB实验教案.docx
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1、精品文档机 电 工 程 学 院 教 案 实验名称实验一 MATLAB根底与入门实验目的、要求学会MATLAB仿真软件的启动; 熟悉MATLAB的仿真环境; 学会使用MATLAB的帮助系统; 初步掌握MATLAB数值计算功能。实验学时分配2学时实验报告根据上机所做实验内容,写出实验结果。实验内容:1启动MATLAB,熟悉MATLAB的仿真环境,利用MATLAB的帮助系统查找所需内容。例如:查找sum函数。2使用MATLAB的进行矩阵的运算建立矩阵,采取多种方式建立,如逐个元素输入法,冒号生成法,全下标元素赋值法,利用功能函数;例如:逐个元素输入法 a=1 2 3;4 5 6;7 8 9冒号生成法
2、 a=1:9全下标元素赋值法 a(1,4,:)=1:4函数法 a=zeros(1,5);寻访刚刚建立的矩阵元素,并练习改变其中某些元素的值;a(8);%显示第八个元素值a(8)=18;%第八个元素赋值为18a(2,3);%显示第2行,第3列的元素值矩阵的加、减、乘、除运算例1 利用矩阵左除求解以下方程组的解输入:a=2 1 -5 1;1 -3 0 -6;0 2 -1 2;1 4 -7 6;b=8;9;-5;0;x=ab另求方程输入:a=1 1 1 1;1 2 -1 4;2 -3 -1 -5;3 1 2 11;b=5;-2;-2;0;x=abx = 1.0000 2.0000 3.0000 -1
3、.0000 AX=B,A= B=,求X。输入:a=1 2 1 0;0 1 0 1;0 0 0 2;0 0 0 3;b=1 2 5 2;0 1 2 -4;0 0 -4 3;0 0 0 9;x=ab3数组的运算a=1 2;3 4,b=1 0;1 0, 分别进行左除与右除运算。 a./b与 b.aans = 1 Inf 3 Inf a.b与 b./aans =1.0000 0 0.3333 04复数的运算 例:a=1+i,2+2i,3+3i; a=1+i,2+2*i,3+3*i; real(a) %求实部ans = 1 2 3 imag(a) %求虚部ans = 1 2 3 abs(a) %求模an
4、s = 1.4142 2.8284 4.2426 angle(a) %求相角ans = 0.7854 0.7854 0.78545数值计算函数,掌握一般根本函数使用取整函数求0.1、0.9、2.01四种取整函数fix、ceil、floor、round的值。fix(0.1)、floor(0.1)、round(0.1) %结果均为0, ceil(0.1)结果为1;fix(-0.9),floor(-0.9),round(-0.9), ceil(-0.9) %结果为0 -1 -1 0fix(2.01),floor(2.01),round(2.01), ceil(2.01) %结果为2 2 2 3求模、
5、求余函数并比拟例:mod(-16,3);rem(-16,3),结果前者是2,后者是-1。三角函数例:t=(0:0.01:1)*2*pi;y1=sin(t);y2=sin(t).*sin(t)指数、对数、幂指数的使用,包括 exp、log10、log、log2、pow2。例:a=exp(4),b=pow2(10),c=log10(10)6 关系与逻辑运算例:a=rand(1,10); % 0.2760 0.6797 0.6551 0.1626 0.1190 0.4984 0.9597 0.3404 0.5853 0.2238r1=(a0.5)&(a0.5)&(a0 a=a+1; elseif f
6、=3000 r=0.15;elseif n2000 r=0.1;elseif n1000 r=0.08;else r=0.05;ends=n-n*r;5. 编写程序,将某班学生某门课的成绩为60,75,85,96,52,36,86,56,94,84,77,用switch结构统计各分段的人数,并将各人的成绩变为优、良、中、及格和不及格表示。a=0;b=0;c=0;d=0;e=0;x=60,75,85,96,52,36,86,56,94,84,77;x1=fix(x/10);n=length(x1);for i=1:7 y(i,:)=blanks(8);endfor i=1:n switch x1
7、(i) case 9 y(i,:)=优秀 ; a=a+1; case 8 y(i,:)=良好 ; b=b+1; case 7 y(i,:)=中等 ; c=c+1 case 6 y(i,:)=及格 ; d=d+1; otherwise y(i,:)=不及格 e=e+1; endendfor i=1:n fprintf(%d学生成绩等级为 %sn,x(i),y(i,:);endfprintf(各段学生人数%d,%d,%d,%d %dn,a,b,c,d,e);6 编写m脚本文件,分别使用for和while循环语句计算使用for循环语句:sum=0;for xh=1:10 sum=sum+xh.3;e
8、nddisp(sum);使用while循环语句:sum=0;xh=1;while xh=10 sum=sum+xh.3; xh=xh+1;enddisp(sum)考前须知授课(shuk)人: 乔世坤 授课班级: 通信 地点: 时间: 年 月 日 节 机 电 工 程 学 院 教 案 实验名称实验四 MATLAB数值计算实验目的、要求掌握一些数值计算功能,内容包括数据分析、矩阵分析、多项式运算、函数分析、数值积分、常微分方程求解等方面的应用。实验学时分配2学时实验报告实验内容:1矩阵分析 矩阵的性质分析求det(A)、rank(A)、inv(A)、A等。输入a=-2 1 1;0 2 0;-4 1
9、3inv(a) %求逆矩阵ans = -1.5000 0.5000 0.5000 0 0.5000 0 -2.0000 0.5000 1.0000det(a) %求行列式值ans =-4a %求矩阵转置ans =-2 0 -4 1 2 1 1 0 3rank(a) %求秩ans =3求方程的解。求方程的解。a=6 3 4;-2 5 7;8 -4 -3;1 5 -7;b=3;-4;-7;9;aba=2 4 2 1;-1 2 0 2;3 5 2 1;b=1;4;6;ab矩阵分解矩阵的特征值输入:a=3 -1;-1 3; eig(a)ans =2 4v,d=eig(a)v = -0.7071 -0.
10、7071 -0.7071 0.7071d = 2 0 0 4poly(a)ans =1 -6 8inv(v)*d*vans = 3 -1 -1 3矩阵结构形式的提取和变换2学会根本的MATLAB多项式运算局部分式分解求的局部分式展开式b1=1 2;b2=1 5;b=10.*conv(b1,b2);a1=1 0;a2=1 1;a3=1 3;a4=conv(a1,a2);a=conv(a3,a4);r,p,k=residue(b,a) %r =3.3333 -20.0000 33.3333 ;p =-3 -1 0即表达式g(x)=(x-4)(x+5)(x2-6x+9),展开多项式,并计算当x=0:
11、20取值处对应的g(x)值,计算出g(x)=0的根。b1=1 -4;b2=1 5;b3=1 -6 9m=conv(b1,b2);p=conv(m,b3)g=polyval(p,0:20)roots(p)将多项式g(x)=x4-5x3-17x2+129x-180,当x=0:20取值的多项式值g加上随机数的偏差偏差大小自定构成g1,对g1分别进行3阶、4阶拟合;g1=g+10.*rand(1,21)polyfit(0:20,g1,3)polyfit(0:20,g1,4) x=0:9;y=0,1.8,2.1,0.9,0.2,-0.5,-0.2,-1.7,-0.9,-0.3; %十组数据x1=0:0.
12、01:9;利用一维插值函数interp1进行插值,计算x1对应各点值。要求:选择三种以上插值方式,并作图比拟。x=0:9;y=0,1.8,2.1,0.9,0.2,-0.5,-0.2,-1.7,-0.9,-0.3; x1=0:0.01:9;y1=interp1(x,y,x1,linear);y2=interp1(x,y,x1,spline);y3=interp1(x,y,x1,cubic);3熟悉数据分析与统计函数如 max、min、mean、sum、sort、cov、std、diff等。例a=1 2 3 4 5 6;b=2 4 6 8 6 3x=6 9 3 4 0;5 4 1 2 5;6 7
13、7 8 0 ;7 8 9 10 0y=max(a) %最大值xm,index=max(x) %index返回一个下标向量mean(x)%最平均值cov(x) %协方差矩阵C对角线元素代表矩阵第i列的方差; %非对角线上的元素代表第j、i列方差.s=std(x,0) %求标准偏差函数s = 0.8165 2.1602 3.6515 3.6515 2.5000s=std(x,1) %求标准偏差函数s = 0.7071 1.8708 3.1623 3.1623 2.1651e,index=sort(x) %排序函数e,index=sort(b) %排序函数4函数分析与数值积分选作利用内联函数inli
14、ne创立一个内联对象;f=inline(1./(x-0.3).2+.01)+1./(x-0.9).2+.04)-6)利用fplot或ezplot绘图在区间上函数曲线。f=2*exp(-x).*sin(x)figure(1);ezplot(f,0 8);figure(2);fplot(f,0 8);用数值积分法求解微分方程:。设初始时间,终止时间,初始条件,。clf,t0=0,tf=3*pi;xot=0;0;t,x=ode45(exampfun,t0,tf,xot)y=x(:,1);function xdot=exampfun(t,x)u=1-(t.2)/(pi*2);xdot=0,1;-1,0
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