MATLAB語言上機(jī)操作實(shí)踐

1、實(shí)驗(yàn)1 MATLAB語言上機(jī)操作實(shí)踐一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)了解MATLAB語言的主要特點(diǎn)及作用。(2)熟悉MATLAB主界面，初步掌握MATLAB命令窗和編輯窗的操作方法。(3)重點(diǎn)掌握指令窗的基本操作方式和常用操作指令。二、實(shí)驗(yàn)原理1、MATLAB的工作環(huán)境MATLAB由Math Works公司開發(fā)的一種跨平臺(tái)的，用于矩陣數(shù)值計(jì)算的數(shù)學(xué)語言，取名MATLAB即Matrix Laboratory 矩陣實(shí)驗(yàn)室的意思。它即是一種科學(xué)計(jì)算軟件，主要適用于控制和信息處理領(lǐng)域的分析設(shè)計(jì)，也是一種以矩陣運(yùn)算為基礎(chǔ)的交互式程序語言，能夠滿足工程計(jì)算和繪圖的需求。與其它計(jì)算機(jī)語言相比，其特點(diǎn)是簡(jiǎn)潔和智能化，適應(yīng)科

2、技專業(yè)人員的思維方式和書寫習(xí)慣，使得編程和調(diào)試效率大大提高，并且很容易由用戶自行擴(kuò)展。因此，當(dāng)前它已成為美國(guó)和其它發(fā)達(dá)國(guó)家大學(xué)教學(xué)和科學(xué)研究中必不可少的工具。MATLAB語言自1988年推出3.x(DOS)版本，目前已發(fā)布了4.x、5.x、6.x、7.x等(Windows)版本。隨著版本的升級(jí)，內(nèi)容也在不斷擴(kuò)充。命令窗口是MATLAB的主要交互窗口，用于輸入命令并顯示除圖形以外的所有執(zhí)行結(jié)果。在MATLAB命令窗提示符后鍵入命令，按Enter鍵，該指令就被立即執(zhí)行并顯示結(jié)果。在默認(rèn)設(shè)置下，歷史命令記錄窗口中會(huì)自動(dòng)保留自安裝起所有用過的命令的歷史記錄，并且還標(biāo)明了使用時(shí)間，從而方便用戶查詢。工作

3、空間是MATLAB用于存儲(chǔ)各種變量和結(jié)果的內(nèi)存空間。在該窗口中顯示工作空間中所有變量的名稱、大小、字節(jié)數(shù)和變量類型說明，可對(duì)變量進(jìn)行觀察、編輯、保存和刪除。 圖1.1 MATLAB7.0集成環(huán)境MATLAB7.0集成環(huán)境如圖1.1示，包括MATLAB主窗口、命令窗口(Command Window)、工作空間窗口(Workspace)、當(dāng)前目錄窗口(Current Directory) 、命令歷史窗口(Command History)等。MATLAB的工作環(huán)境主要由命令窗(Command Windows)、文本編輯器(File Editor)、若干個(gè)圖形窗(Figure Windows)及文件管

4、理器組成。MATLAB視窗采用了Windows視窗風(fēng)格(如圖1.2)，各視窗之間的切換可用快捷鍵AltTab。使用MATLAB4.x以上的版本，可在Windows主界面上直接點(diǎn)擊MATLAB圖標(biāo)，進(jìn)入MATLAB命令窗口。2. MATLAB中如何獲取幫助“純文本”幫助：help功能提供matlab大部分主題的在線幫助信息help help 顯示如何使用help 的幫助信息help 顯示help 主題分類列表help topic 顯示具體主題下的函數(shù)名（FunName）列表,help FunName 獲得具體函數(shù)或命令的用法說明 例1： 雖然help可以隨時(shí)提供幫助，但必須知道準(zhǔn)確的函數(shù)名稱。當(dāng)

5、不能確定函數(shù)名稱時(shí)，help就無能為力了。Lookfor可提供通過一般的關(guān)鍵詞，搜索出一組與之相關(guān)的命令例2：在command窗口輸入lookfor fourier，顯示如下 尋找含有傅立葉變換的相關(guān)指令，可從command窗口中看到出現(xiàn)了所有與fourier有關(guān)的函數(shù)。3. MATLAB基本語法知識(shí)3.1 變量及其賦值 (1) 標(biāo)識(shí)符與數(shù) 標(biāo)識(shí)符是標(biāo)志變量名、常量名、函數(shù)名和文件名的字符串的總稱。在MTLAB中，變量和常量的標(biāo)識(shí)符最長(zhǎng)允許19個(gè)字符。字符包括全部的英文字母（大小寫區(qū)分共52個(gè)）、阿拉伯?dāng)?shù)字和下劃線等符號(hào)，標(biāo)識(shí)符中第一個(gè)字符必須是英文字母。(2) 矩陣及其元素的賦值 賦值就是把

6、數(shù)賦予代表常量或變量的標(biāo)識(shí)符。在MATLAB中，變量都代表矩陣。列矢量可被當(dāng)作只有一列的矩陣；行矢量也可被當(dāng)作只有一個(gè)行的矩陣；標(biāo)量應(yīng)看作11階的矩陣。賦值語句的一般形式為：變量表達(dá)式（或數(shù)）賦值要求：在輸入矩陣(向量)時(shí)，可以直接按行方式輸入每個(gè)元素，輸入應(yīng)遵循以下規(guī)則：整個(gè)矩陣的值應(yīng)放在方括號(hào) 中；同一行中各元素之間以逗號(hào)“，”或空格分開；不同行的元素以分號(hào)“；”隔開。例3，在command窗口給變量a和x賦值以及其相應(yīng)的顯示結(jié)果如下：變量的元素的標(biāo)注：在MATLAB中，變量的元素（即矩陣元）用圓括號(hào)“（）”中的數(shù)字（也稱為下標(biāo)）來注明，一維矩陣（也稱數(shù)組）中的元素用一個(gè)下標(biāo)表示，二維矩陣

7、由兩個(gè)下標(biāo)數(shù)構(gòu)成，以逗號(hào)分開，對(duì)三維矩陣則由三個(gè)下標(biāo)數(shù)構(gòu)成。例4，給向量x的第5個(gè)元素賦值為x的第1個(gè)元素的絕對(duì)值；將矩陣a的第4行第3列的元素賦值為6.5；操作及顯示結(jié)果如下所示：賦值技巧利用冒號(hào)“：”給全行的元素賦值；冒號(hào)是一個(gè)非常有用的操作符；可以產(chǎn)生向量、數(shù)組下標(biāo)以及for循環(huán)。利用行、列標(biāo)注構(gòu)成新的矩陣；例5，為矩陣a的第5行賦值；將矩陣a的第2和4行、第1和3列的元素值賦給b矩陣；將矩陣a的第2、4、5行的元素值刪除；操作及顯示結(jié)果如下所示：系統(tǒng)中還提供了多個(gè)命令用于輸入特殊的矩陣，見表1 表1函數(shù) 功 能 函數(shù) 功 能 compan伴隨陣 toeplitz Toeplitz矩陣

8、diag 對(duì)角陣 vander Vandermonde矩陣 hadamard Hadamard矩陣 zeros 元素全為0的矩陣 hankel Hankel矩陣 ones 元素全為1的矩陣 invhilb Hilbert矩陣的逆陣 rand 元素服從均勻分布的隨機(jī)矩陣 kron Kronercker張量積 randn 元素服從正態(tài)分布的隨機(jī)矩陣 magic 魔方矩陣 eye 對(duì)角線上元素為1的矩陣 pascal Pascal矩陣 meshgrid 由兩個(gè)向量生成的矩陣 上面函數(shù)的具體用法，可以用幫助命令help得到。如6：meshgrid(x,y) 目的是將原始數(shù)據(jù)x，y轉(zhuǎn)化為矩陣數(shù)據(jù)X，YM

9、ATLAB內(nèi)部特殊變量和常數(shù)MATLAB內(nèi)部預(yù)先定義了幾個(gè)有特殊意義和用途的變量，見表2： 表2特殊的變量、常量 取 值 ans 用于結(jié)果的缺省變量名 ，是臨時(shí)變量，通常指示當(dāng)前的答案。pi 圓周率的近似值（3.1415926535897.） eps 數(shù)學(xué)中無窮小（epsilon）的近似值；表示浮點(diǎn)相對(duì)精度；其值是從1.0到下一個(gè)最大浮點(diǎn)數(shù)之間的差值。變量值作為一些MATLAB函數(shù)計(jì)算的相對(duì)浮點(diǎn)精度，按IEEE標(biāo)準(zhǔn)，esp= 2-52近似為2.2204e-016。inf 無窮大，如 1/0 = inf （infinity） ；一般被0除或溢出則產(chǎn)生無窮大結(jié)果。如2/0，210000均產(chǎn)生結(jié)果：

10、Inf；而log(0)產(chǎn)生結(jié)果：-Inf。NaN 表示非數(shù)值（Not a Number）；如當(dāng)Inf-Inf，Inf/Inf， 0*Inf，0/0均產(chǎn)生該結(jié)果。i，j 表示復(fù)數(shù)虛部單位：i = j =realmax表示最大正浮點(diǎn)數(shù)；任何大于該值的運(yùn)算都溢出。在具有IEEE標(biāo)準(zhǔn)浮點(diǎn)格式的機(jī)器上，realmax略小于21024 ，近似為1.7977e+308。realmin表示最小正浮點(diǎn)數(shù)；任何小于該值的運(yùn)算都溢出。在具有IEEE標(biāo)準(zhǔn)浮點(diǎn)格式的機(jī)器上，realmin略小于2-1024 ，近似為2.2251e-308。復(fù)數(shù)的賦值方式MATLAB的每一個(gè)元素都可以是復(fù)數(shù)，實(shí)數(shù)是復(fù)數(shù)的特例。復(fù)數(shù)的虛數(shù)部

11、分用i或j表示。對(duì)復(fù)數(shù)矩陣有兩種賦值方法：可將矩陣元逐個(gè)賦予復(fù)數(shù)；將矩陣的實(shí)部和虛部分別賦值。例7，為復(fù)數(shù)賦值：表3 常見數(shù)學(xué)函數(shù)函 數(shù) 名 數(shù) 學(xué) 計(jì) 算 功 能 函 數(shù) 名 數(shù) 學(xué) 計(jì) 算 功 能 abs（x） 實(shí)數(shù)的絕對(duì)值或復(fù)數(shù)的幅值 floor（x） 對(duì)x朝-方向取整 acos（x） 反余弦arcsingcd（m，n）求正整數(shù)m和n的最大公約數(shù) acosh（x） 反雙曲余弦arccoshimag（x） 求復(fù)數(shù)x的虛部 angle（x） 在四象限內(nèi)求復(fù)數(shù) x 的相角lcm（m，n）求正整數(shù)m和n的最小公倍數(shù) asin（x） 反正弦arcsinlog（x） 自然對(duì)數(shù)（以e為底數(shù)） asin

12、h（x） 反雙曲正弦arcsinhlog10（x）常用對(duì)數(shù)（以10為底數(shù)） atan（x） 反正切arctanreal（x） 求復(fù)數(shù)x的實(shí)部 atan2（x,y） 在四象限內(nèi)求反正切 rem（m，n）求正整數(shù)m和n的m/n之余數(shù) atanh（x） 反雙曲正切arctanhround（x）對(duì)x四舍五入到最接近的整數(shù) ceil（x） 對(duì)x朝+方向取整 sign（x） 符號(hào)函數(shù)：求出x的符號(hào) conj（x） 求復(fù)數(shù)x的共軛復(fù)數(shù) sin（x） 正弦sincos（x） 余弦cossinh（x） 反雙曲正弦sinhcosh（x） 雙曲余弦coshsqrt（x） 求實(shí)數(shù)x的平方根：exp（x） 指數(shù)函數(shù) t

13、an（x） 正切tanfix（x） 對(duì)x朝原點(diǎn)方向取整 tanh（x） 雙曲正切tanh如：輸入 x=-4.85 -2.3 -0.2 1.3 4.56 6.75，則： ceil(x) = -4 -2 0 2 5 7 fix(x) = -4 -2 0 1 4 6 floor(x) = -5 -3 -1 1 4 6 round(x) = -5 -2 0 1 5 73.2 運(yùn)算符與復(fù)數(shù)運(yùn)算 算術(shù)運(yùn)算符：進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。 關(guān)系運(yùn)算符：比較兩個(gè)操作數(shù)的大小。邏輯運(yùn)算符：進(jìn)行邏輯運(yùn)算。 3.2.1 算術(shù)運(yùn)算符 （1）.數(shù)組（矩陣）的點(diǎn)運(yùn)算矩陣加減法“”：AB功能：兩矩陣對(duì)應(yīng)元素相加減。因此，A和B兩矩陣必須

14、有相同的大小，或其中之一為標(biāo)量，標(biāo)量可以與任意大小的矩陣相加。 矩陣元素相乘“.*”（點(diǎn)乘）：A.*B功能：矩陣A和B的對(duì)應(yīng)元素相乘；因此，A和B必須大小相同，或其中之一為標(biāo)量。矩陣元素右除“A./B”與左除“A.B”（點(diǎn)除）矩陣元素右除“A./B”表示矩陣元素A(i,j)/B(i,j)；矩陣元素左除“A.B” 表示矩陣B(i,j)/A(i,j)，因此，A和B必須大小相同，或者其中之一為標(biāo)量。矩陣元素冪“.”（點(diǎn)指數(shù)）：A.BA.B表示矩陣元素A（i,j）的B(i,j)次冪，A與B必須大小相同，或者其中之一為標(biāo)量。 非共軛轉(zhuǎn)置“ . ”A.表示非共軛轉(zhuǎn)置；對(duì)于復(fù)矩陣，不包括共軛。例8，矩陣的賦

15、值和運(yùn)算（2）.矩陣運(yùn)算 矩陣相乘“*”：A*B 功能：C =A*B為兩矩陣線性代數(shù)的乘積 矩陣右除“B/A”與左除“AB”如果A為一非奇異矩陣，則B/A與AB可通過A的逆矩陣與B矩陣得到：B/A=B*inv(A)； AB=inv(A)*B。 矩陣冪“”：Xp如果p為標(biāo)量，表示X的p次冪；如果X為標(biāo)量，而p為矩陣，Xp用特征值和特征特征 向量表示X的矩陣p次冪。注意X和p不能同時(shí)為矩陣，但必須是方陣。 矩陣轉(zhuǎn)置“ ”A表示矩陣A的線性代數(shù)轉(zhuǎn)置。對(duì)于復(fù)矩陣，表示復(fù)共軛轉(zhuǎn)置。常用函數(shù)：det（行列式）、inv（逆矩陣）、rank（秩）、eig（特征值、特征向量）、rref（化矩陣為行最簡(jiǎn)行）例9，

16、矩陣的賦值和運(yùn)算例10，矩陣的賦值和運(yùn)算3.2.2 關(guān)系操作符 關(guān)系運(yùn)算是指兩個(gè)元素之間數(shù)值的比較。MATLAB所提供的關(guān)系操作符如表所示。關(guān)系比較結(jié)果只有兩種可能，即1或0。1表示關(guān)系式這“真”，即關(guān)系式正確；0表示該關(guān)系為“假”，即它不成立。例11， 2+2=4ans = 1 A=magic(6)A = 35 1 6 26 19 24 3 32 7 21 23 25 31 9 2 22 27 20 8 28 33 17 10 15 30 5 34 12 14 16 4 36 29 13 18 11 p=(rem(A,3)=0)p = 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1

17、0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 03.2.3 邏輯操作符 通常邏輯變量只能取0(假)和1(真)兩個(gè)值。邏輯量的基本運(yùn)算除“與(&)”、“或(|)”和“非()”外，有時(shí)也包括“異或(xor)”，不過“異或”可以用3種基本運(yùn)算組合而成。兩個(gè)邏輯量經(jīng)過這4種邏輯運(yùn)算后的輸出仍然是邏輯量。2.2.4 關(guān)系與邏輯函數(shù)其他關(guān)系與邏輯函數(shù) 例12 u=p|pu = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 all(p),all(u)ans = 0 0 0

18、0 0 0ans = 1 1 1 1 1 1 v=p&(p)v = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 any(p),any(v)ans = 1 1 1 1 1 1ans = 0 0 0 0 0 03.3 流程控制MATLAB語言的流程控制結(jié)構(gòu)與其它高級(jí)語言是一致的，分為順序結(jié)構(gòu)，循環(huán)結(jié)構(gòu)，分支結(jié)構(gòu)。(1) 無條件循環(huán) for-end語句當(dāng)需要無條件重復(fù)執(zhí)行某些命令時(shí)，可以使用for循環(huán)： for 循環(huán)變量t=表達(dá)式1 : 表達(dá)式2 : 表達(dá)式3 語句體 end 說明：表達(dá)式1為循環(huán)初值

19、，表達(dá)式2為步長(zhǎng)，表達(dá)式3為循環(huán)終值；當(dāng)表達(dá)式2省略時(shí)則默認(rèn)步長(zhǎng)為1；for語句允許嵌套。(2)條件循環(huán) if-else-then語句 多分支if語句： if 表達(dá)式1 語句1 elseif 表達(dá)式2 語句2 elseif 表達(dá)式3 語句3 else 語句n endif-else-then語句的常使用三種形式為： 單分支if語句： if 表達(dá)式 執(zhí)行語句 end雙分支if語句： if 表達(dá)式 語句1 else 語句2 end while循環(huán)語句 while循環(huán)的一般使用形式為： while 表達(dá)式 語句體 end(3) 分支結(jié)構(gòu)若需要對(duì)不同的情形執(zhí)行不同的操作，可用switch 分支語句： s

20、witch 表達(dá)式（標(biāo)量或字符串）case 值1 語句體1 case 值2 語句體2 otherwise 語句體n end 說明：當(dāng)表達(dá)式不是“case”所列值時(shí)，執(zhí)行otherwise語句體。4. matlab的工作模式4.1指令驅(qū)動(dòng)模式：在matlab 窗口下當(dāng)用戶輸入單行指令時(shí)，matlab 立即處理這條指令，可以顯示結(jié)果，這就是matlab命令行方式。命令行操作時(shí)，matlab窗口只允許一次執(zhí)行命令行上的一個(gè)或幾個(gè)語句。例13：在matlab窗口輸入數(shù)據(jù)和命令進(jìn)行計(jì)算時(shí)，當(dāng)處理復(fù)雜問題和大量數(shù)據(jù)時(shí)是不方便的，并且命令行方式程序可讀性差，而且不能存儲(chǔ)，對(duì)于復(fù)雜的問題，應(yīng)編寫成能存儲(chǔ)的程序

21、文件，因此應(yīng)編輯m文件。m文件模式將matlab語句構(gòu)成的程序存儲(chǔ)成以.m為擴(kuò)展名的文件，然后再執(zhí)行該程序文件，這種工作模式稱為程序文件模式。程序文件不能在指令窗口下建立，因?yàn)橹噶畲翱谥辉试S一次執(zhí)行一行上的一個(gè)或幾個(gè)語句。（1） M文本編輯器啟動(dòng)編譯器，創(chuàng)建新M文件。m文件的類型是普通的文本文件，我們可以使用系統(tǒng)M文本編輯器來建立空白m文件。具體的創(chuàng)建方法有以下三種：. 在matlab指令窗口點(diǎn)擊File/New/M-file；. 點(diǎn)擊matlab指令工具條上的圖標(biāo) . 在matlab指令窗運(yùn)行指令 edit m文件的語法類似于c語言，但又有其自身特點(diǎn)。它只是一個(gè)簡(jiǎn)單的ASCII碼文本文件，執(zhí)

22、行程序時(shí)逐行解釋運(yùn)行程序，matlab是解釋性的編程語言。m文件有兩類： 獨(dú)立的m文件稱主程序文件（Script File）：是簡(jiǎn)單的m文件。主程序文件實(shí)際上是一串指令的集合，與在命令窗口逐行執(zhí)行文件中的所有指令，其結(jié)果是一樣的。沒有輸入輸出參數(shù)。主程序包括兩部分：注釋文件和程序文件。 可調(diào)用的m文件稱函數(shù)文件(Function File)：需要輸入變量，返回輸出變量。m函數(shù)文件的格式分為下面5個(gè)部分： 函數(shù)定義行：function 輸出變量名=函數(shù)名(輸入變量名) H1行；函數(shù)幫助文本；函數(shù)體，程序部分；注釋。特定規(guī)則：im函數(shù)文件第一行必須以關(guān)鍵字function作為引導(dǎo)詞，必須遵循如下形

23、式： function =abc( )式中，function為MATLAB關(guān)鍵字，中放置輸出變量，( )中放置輸入變量，abc為自定義函數(shù)名。當(dāng)其它程序調(diào)用該函數(shù)時(shí)，只需在程序中直接使用function關(guān)鍵字后面的部分。H1行為函數(shù)申明行是M函數(shù)文件必不可少的一部分。ii函數(shù)名的命名規(guī)則與變量名相同。輸入變量為函數(shù)的輸入?yún)?shù)，輸出變量為函數(shù)的輸出參數(shù)。當(dāng)輸出變量多于一個(gè)時(shí)，則應(yīng)該用方括號(hào)括起來。iiim函數(shù)文件的文件名必須是 . m。.程序中的變量均為局部變量，不保存在工作空間中。其變量只在函數(shù)運(yùn)行期間有效。例14：編寫函數(shù)文件求半徑為r的圓的面積和周長(zhǎng)。函數(shù)文件如下： function s,

24、p=fcircle(r)% calculate the area and perimeter of a circle of radius，H1行%r 圓半徑，函數(shù)幫助文本；%s 圓面積%p 圓周長(zhǎng)%2004年7月30日編s=pi*r*r;% 函數(shù)體p=2*pi*r;保存函數(shù)文件時(shí)，文件名必須是 . m。如此例，保存文件名為fcircle.m函數(shù)的調(diào)用：函數(shù)調(diào)用的一般格式是： 輸出實(shí)參表=函數(shù)名(輸入實(shí)參表)注意：i. 函數(shù)調(diào)用時(shí)各實(shí)參出現(xiàn)的順序、個(gè)數(shù)，應(yīng)與函數(shù)定義時(shí)形參的順序、個(gè)數(shù)一致，否則會(huì)出錯(cuò)。ii. 函數(shù)調(diào)用時(shí)，先將實(shí)參傳遞給相應(yīng)的形參，從而實(shí)現(xiàn)參數(shù)傳遞，然后再執(zhí)行函數(shù)的功能。例15：利

25、用函數(shù)文件，實(shí)現(xiàn)直角坐標(biāo)(x,y)與極坐標(biāo)(,)之間的轉(zhuǎn)換。上機(jī)練習(xí)（一）： 1練習(xí)數(shù)據(jù)和符號(hào)的輸入方式，將前面的命令在命令窗口中執(zhí)行通過；2輸入A=magic(3)，B=1 1 1; 2 2 2; 3 3 3，在命令窗口中執(zhí)行下列表達(dá)式，掌握其含義： A(2, 3) A(:,2) A(3,:) A(:,1:2:3) A(:,3).*B(:,2) A(:,3)*B(2,:) A*B A.*B A2 A.2 B/A B./A 3輸入C=1:1.5:10，則C（i）表示什么？其中i=1,2,3,10；4查找已創(chuàng)建變量的信息，刪除無用的變量； （用who，whos）5欲通過matlab繪圖，請(qǐng)查找相

26、關(guān)的命令與函數(shù)，獲取函數(shù)的幫助信息。6實(shí)現(xiàn)例14的函數(shù)，求半徑為5.45的圓的周長(zhǎng)和面積。三、實(shí)驗(yàn)涉及的MATLAB子函數(shù)1.abs 功能：求絕對(duì)值(幅值)。調(diào)用格式：yabs(x)；用于計(jì)算x的絕對(duì)值。當(dāng)x為復(fù)數(shù)時(shí)，得到的是復(fù)數(shù)模(幅值)，即當(dāng)x為字符串時(shí)，abs(x)得到字符串的各個(gè)字符的ASCII碼，例如x123，則abs(x)49 50 51；輸入abs(abc)，則ans97 98 99。2.plot功能：按線性比例關(guān)系，在x和y兩個(gè)方向上繪制二維圖形。調(diào)用格式：plot(x，y)；繪制以x為橫軸、y為縱軸的線性圖形。plot(x1，y1，x2，y2，)；在同一坐標(biāo)系上繪制多組x元素

27、對(duì)y元素的線性圖形。3.stem功能：繪制二維脈沖桿圖(離散序列)圖形。調(diào)用格式：stem(x，y)；繪制以x為橫軸、y為縱軸的脈沖桿圖圖形。4.stairs功能：繪制二維階梯圖圖形。調(diào)用格式：stairs(x，y)；繪制以x為橫軸、y為縱軸的階梯圖圖形。5.subplot功能：建立子圖軸系，在同一圖形界面上產(chǎn)生多個(gè)繪圖區(qū)間。調(diào)用格式：subplot(m，n，i)；在同一圖形界面上產(chǎn)生一個(gè)m行n列的子圖軸系，在第i個(gè)子圖位置上作圖。6.title功能：在圖形的上方標(biāo)注圖名。調(diào)用格式：title(string)；在圖形的上方標(biāo)注由字符串表示的圖名，其中string的內(nèi)容可以是中文或英文。7.xl

28、abel功能：在橫坐標(biāo)的下方標(biāo)注說明。調(diào)用格式：xlabel(string)；在橫坐標(biāo)的下方標(biāo)注說明，其中string的內(nèi)容可以是中文或英文。8.ylabel功能：在縱坐標(biāo)的左側(cè)標(biāo)注說明。調(diào)用格式：ylabel(string)；在縱坐標(biāo)的左側(cè)標(biāo)注說明，其中string的內(nèi)容可以是中文或英文。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法1練習(xí)數(shù)據(jù)和符號(hào)的輸入方式，將下列命令在命令窗口中執(zhí)行通過并認(rèn)真觀察結(jié)果；(1)在MATLAB命令(Command)窗口輸入數(shù)組： A123；456；789，觀察輸出結(jié)果，然后再?gòu)逆I盤輸入：A(4，2)=11A(5，：)=-13 -4 -15A(4，3)=abs(A(5，1)A(2，5，：

29、)=A/2A(4，：)=sqrt(3) (45)/6*2 -7每輸入一行命令，觀察輸出的結(jié)果，然后在上述各命令行的后面標(biāo)注其含義。(2)在MATLAB命令窗口輸入：B12i，34i；56i，78iC1，3；5，72，4；6，8*i觀察輸出結(jié)果。試一試，如果C式中i前的*號(hào)省略，結(jié)果如何？輸入：Dsqrt(23i)D*DECFconj(C)Gconj(C)觀察以上各輸出結(jié)果，并在每式的后面標(biāo)注其含義。(3)在MATLAB命令窗口輸入：H1ones(3，2)H2zeros(2，3)H3eye(4)觀察輸出結(jié)果。2輸入A=magic(3)，B=1 1 1; 2 2 2; 3 3 3，在命令窗口中執(zhí)行

30、下列表達(dá)式，掌握其含義： A(2, 3) A(:,2) A(3,:) A(:,1:2:3) A(:,3).*B(:,2) A(:,3)*B(2,:) A*B A.*B A2 A.2 B/A B./A觀察以上各輸出結(jié)果，比較各種運(yùn)算的區(qū)別，理解其含義。 3輸入C=1:1.5:10，則C（i）表示什么？其中i=1,2,3,10；4查找已創(chuàng)建變量的信息，刪除無用的變量； （用who，whos）5欲通過matlab繪圖，請(qǐng)查找相關(guān)的命令與函數(shù)，獲取函數(shù)的幫助信息。6實(shí)現(xiàn)例14的函數(shù)，求半徑為5.45的圓的周長(zhǎng)和面積。7. 常用函數(shù)及相應(yīng)的信號(hào)波形顯示題例1-1 顯示曲線f(t)2sin(2t)，t0。

31、第1步，點(diǎn)擊空白文檔圖標(biāo)(New M-file)，打開文本編輯窗。第2步，輸入：t0：0.05：3； %建立時(shí)間數(shù)組f2*sin(2*pi*t)；%生成函數(shù)plot(t，f)；%用plot作連續(xù)信號(hào)的曲線title(f(t)t曲線)；%在圖的上端標(biāo)注圖名xlabel(t)；%標(biāo)注橫坐標(biāo)ylabel(f(t)；%標(biāo)注縱坐標(biāo)注意：程序中，%符號(hào)后面的說明文字在輸入時(shí)可以省略。第3步，點(diǎn)擊保存圖標(biāo)(SAVE)，鍵入文件名L1(擴(kuò)展名缺省值為.m，不用輸入)。第4步，點(diǎn)擊ToolsRun(或在MATLAB命令窗口上輸入文件名L1)，程序?qū)⑦\(yùn)行。打開圖形窗，將觀察到相應(yīng)的波形曲線。第5步，保留以上程序的

32、前2條語句，再輸入下列程序段，觀察其結(jié)果：subplot(2,2,1)，plot(t,f)； %建立22子圖軸系，在圖1處繪線性圖title(plot(t,f)；subplot(2,2,2)，stem(t,f)；%在22子圖軸系圖2處繪脈沖圖title(stem(t,f)；subplot(2，2，3)，stairs(t，f)；%在22子圖軸系圖3處繪階梯圖title(stairs(t，f)；subplot(2，2，4)，bar(t，f)；%在22子圖軸系圖4處繪條形圖title(bar(t，f)；練習(xí)題：在讀懂上述例題程序的基礎(chǔ)上，請(qǐng)?jiān)谕粓D形窗口用22子圖軸系描繪下列函數(shù)波形：(1)f(t)

33、4e-2t (0t4)(2)f(t)e-tcos(2t) (0t3)(3)f(k)k (0k10)(4)f(k)ksin(k) (20k sumsum =153利用流程控制語句完成下列習(xí)題(1)X12233499100(2)求100，200之間第一個(gè)能被21整除的整數(shù)。五、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)(1)認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)原理部分，明確以下問題：MATLAB語言與其它計(jì)算機(jī)語言相比，有何特點(diǎn)？MATLAB的工作環(huán)境主要包括幾個(gè)窗口？這些窗口的主要功能是什么？MATLAB如何進(jìn)行數(shù)組元素的尋訪和賦值？在賦值語句中，各種標(biāo)點(diǎn)符號(hào)的作用如何？數(shù)組運(yùn)算有哪些常用的函數(shù)？MATLAB中如何處理復(fù)數(shù)？數(shù)組運(yùn)算與矩陣運(yùn)算有何異同？

34、重點(diǎn)理解數(shù)組運(yùn)算中點(diǎn)乘(.*)和點(diǎn)除(./或.)的用法。初步了解MATLAB的基本流程控制語句及其使用方法。通過例題，初步了解用MATLAB進(jìn)行二維圖形繪制的方法和常用圖形函數(shù)。(2)閱讀題例1-1、1-2程序，預(yù)先編寫“實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法”7、8中練習(xí)題的程序。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告(1)列寫“實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法”1-6項(xiàng)中各條命令的意義。(2)列寫“實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法”7、8項(xiàng)中各練習(xí)題的程序，并打印運(yùn)行結(jié)果。附錄資料：matlab畫二次曲面一、螺旋線1.靜態(tài)螺旋線a=0:0.1:20*pi;h=plot3(a.*cos(a),a.*sin(a),2.*a,b,linewidth,2);axis(-50,50,

35、-50,50,0,150);grid onset(h,erasemode,none,markersize,22);xlabel(x軸);ylabel(y軸);zlabel(z軸);title(靜態(tài)螺旋線); 2.動(dòng)態(tài)螺旋線t=0:0.1:10*pi;i=1;h=plot3(sin(t(i),cos(t(i),t(i),*,erasemode,none);grid onaxis(-2 2 -2 2 0 35)for i=2:length(t) set(h,xdata,sin(t(i),ydata,cos(t(i),zdata,t(i); drawnow pause(0.01)endtitle(動(dòng)

36、態(tài)螺旋線);(圖略) 3.圓柱螺旋線t=0:0.1:10*pi;x=r.*cos(t);y=r.*sin(t);z=t;plot3(x,y,z,h,linewidth,2);grid onaxis(square)xlabel(x軸);ylabel(y軸);zlabel(z軸);title(圓柱螺旋線) 二、旋轉(zhuǎn)拋物面b=0:0.2:2*pi;X,Y=meshgrid(-6:0.1:6);Z=(X.2+Y.2)./4;meshc(X,Y,Z);axis(square)xlabel(x軸);ylabel(y軸);zlabel(z軸);shading flat;title(旋轉(zhuǎn)拋物面)或直接用：ez

37、surfc(X.2+Y.2)./4) 三、橢圓柱面load clownezsurf(2*cos(u),4*sin(u),v,0,2*pi,0,2*pi)view(-105,40) %視角處理shading interp %燈光處理colormap(map) %顏色處理grid on %添加網(wǎng)格線axis equal %使x,y軸比例一致xlabel(x軸);ylabel(y軸);zlabel(z軸);shading flat;title(橢圓柱面) %添加標(biāo)題四、橢圓拋物面b=0:0.2:2*pi;X,Y=meshgrid(-6:0.1:6);Z=X.2./9+Y.2./4;meshc(X,Y

38、,Z);axis(square)xlabel(x軸);ylabel(y軸);zlabel(z軸);shading flat;title(橢圓拋物面)或直接用：ezsurfc(X.2./9+Y.2./4)五、雙葉雙曲面ezsurf(8*tan(u)*cos(v),8.*tan(u)*sin(v),2.*sec(u),-pi./2,3*pi./2,0,2*pi)axis equalgrid onaxis squarexlabel(x軸);ylabel(y軸);zlabel(z軸);shading flat;title(雙葉雙曲面)六、雙曲柱面load clownezsurf(2*sec(u),2*

39、tan(u),v,-pi/2,pi/2,-3*pi,3*pi)hold on %在原來的圖上繼續(xù)作圖ezsurf(2*sec(u),2*tan(u),v,pi/2,3*pi/2,-3*pi,3*pi)colormap(map)shading interpview(-15,30)axis equalgrid onaxis equalxlabel(x軸);ylabel(y軸);zlabel(z軸);shading flat;title(雙曲柱面)七、雙曲拋物面（馬鞍面）X,Y=meshgrid(-7:0.1:7);Z=X.2./8-Y.2./6;meshc(X,Y,Z);view(85,20)axis(square)xlabel(x軸);ylabel(y軸);zlabel(z軸);shading flat;title(雙曲拋物面)或直接用：ezsurfc(X.2./8-Y.2./6) 八、拋物柱面X,Y=meshgrid(-7:0.1:7);Z=Y.2./8;h=mesh(Z);rotate(h,1 0 1,180) %旋轉(zhuǎn)處理%axis(-8,8,-8,8,-2,6);axis(square)xlabel(x軸);y