《MATLAB仿真技術》實驗指導書2016附問題詳解

?MATLAB仿真技術?實驗指導書2021附問題詳解?MATLAB仿真技術?實驗指導書2021附問題詳解?MATLAB仿真技術?實驗指導書2021附問題詳解適用文檔實驗工程及學時安排實驗一MATLAB環(huán)境的熟習與根本運算實驗二MATLAB數(shù)值計算實驗實驗三MATLAB數(shù)組應用實驗實驗四MATLAB符號計算實驗實驗五MATLAB的圖形繪制實驗實驗六MATLAB的程序設計實驗實驗七MATLAB工具箱Simulink的應用實驗

2學時2學時2學時2學時2學時2學時2學時實驗八MATLAB圖形用戶接口GUI的應用實驗2學時實驗一MATLAB環(huán)境的熟習與根本運算一、實驗目的1．熟習MATLAB開發(fā)環(huán)境2．掌握矩陣、變量、表達式的各樣根本運算適用文檔二、實驗根本知識1.熟習MATLAB環(huán)境:MATLAB桌面和命令窗口、命令歷史窗口、幫助信息閱讀器、工作空間閱讀器、文件和搜尋路徑閱讀器。掌握MATLAB常用命令clcclearhelplookforwho

去除命令窗口中內容去除工作空間中變量對所選函數(shù)的功能、調用格式及有關函數(shù)給出說明查找擁有某種功能的函數(shù)但殊不知道該函數(shù)的正確名稱查問工作空間中的變量信息變量與運算符變量命名規(guī)那么以下：1〕變量名能夠由英語字母、數(shù)字和下劃線構成2〕變量名應以英文字母開頭3〕長度不大于31個4〕劃分大小寫MATLAB中設置了一些特其余變量與常量，列于下表。表1MATLAB的特別變量與常量變量名功能說明變量名功能說明ANS默認變量名，以應答realmin最小的正實數(shù)近來一次操作運算結果i或j虛數(shù)單位INF(inf)無量大pi圓周率NAN(nan)不定值〔0/0〕eps浮點數(shù)的相對偏差nargin函數(shù)實質輸入?yún)?shù)個數(shù)realmax最大的正實數(shù)nargout函數(shù)實質輸出參數(shù)個數(shù)MATLAB運算符，經(jīng)過下邊幾個表來說明MATLAB的各樣常用運算符表2MATLAB算術運算符操作符功能說明操作符功能說明+加\矩陣左除-減.\數(shù)組左除*矩陣乘/矩陣右除適用文檔.*數(shù)乘./數(shù)右除^矩乘方'矩置.^數(shù)乘方.'數(shù)置表3MATLAB關系運算符操作符功能明==等于~=不等于>大于<小于>=大于等于<=小于等于表4MATLAB運算符運算符運算明&And與|Or或~Not非Xor異或表5MATLAB特別運算符號功能明比方符號功能明比方：1:1:4;1:2:11.；分開行..，分開列?〔〕%注[]構成向量、矩！用操作系命令{}構成元數(shù)=用于的一、二數(shù)的表6子數(shù)與常用的有關指令格式指令格式指令功能A(r,c)數(shù)A中r指定行、c指定列之元素成的子數(shù)Ar,:)數(shù)A中r指定行的全部列之元素成的子數(shù)(A(:,c)數(shù)A中c指定列的全部行之元素成的子數(shù)A數(shù)A中各列元素首尾相成的“一列〞子數(shù)(:)一列子數(shù)中的第i個元素Ai)""(適用文檔A(r,c)=Sa數(shù)組A中r指定行、c指定列之元素構成的子數(shù)組的賦值A(:)=D(:)數(shù)組全元素賦值，保持A的行寬、列長不變，A、D兩組元素總合應同樣的根本運算表7兩種運算指令形式和實質內涵的異同表數(shù)組運算矩陣運算指令含義指令含義A．'非共軛轉置A’共軛轉置A=s把標量s賦給A的每個元素s+B標量s分別與B元素之和s-B,B-s標量s分別與B元素之差s.*A標量s分別與A元素之積s*A標量s分別與A每個元素之積s./B,B.\s標量s分別被B的元素除S*inv(B)B陣的逆乘sA.^nA的每個元素自乘n次A^nA陣為方陣，自乘n次A.^p對A各元素分別求非整數(shù)冪A^p方陣A的非整數(shù)乘方A+B對應元素相加A+B矩陣相加A-B對應元素相減A-B矩陣相減A.*B對應元素相乘A*B內維同樣矩陣相乘A./BA的元素別B的對應元素除A/BA右除BB.\A與上同樣B\AA左除Bexp(A)以自然數(shù)e為底，分別以A的expm(A)A的矩陣指數(shù)函數(shù)元素為指數(shù)，求冪log(A)對A的各元素求對數(shù)logm(A)A的矩陣對數(shù)函數(shù)sqrt(A)對A的各元素求平方根sqrtm(A)A的矩陣平方根函數(shù)的常用函數(shù)表

8

標準數(shù)組生成函數(shù)指令diag

含義產(chǎn)生對角形數(shù)組〔對高維不適用〕

指令rand

含義產(chǎn)生平均散布隨機數(shù)組適用文檔eye產(chǎn)生單位數(shù)組〔對高維不適randn產(chǎn)生正態(tài)散布隨機數(shù)組用〕magic產(chǎn)生魔方數(shù)組〔對高維不適zeros產(chǎn)生全0數(shù)組用〕ones產(chǎn)生全1數(shù)組size()返回指定矩陣的行數(shù)和列數(shù)表9數(shù)組操作函數(shù)指令含義diag提取對角線元素，或生成對角陣flipud以數(shù)組“水平中線〞為對稱軸，互換上下對稱地點上的數(shù)組元素fliplr以數(shù)組“垂直中線〞為對稱軸，互換左右對稱地點上的數(shù)組元素reshape在總元素數(shù)不變的前提下，改變數(shù)組的“行數(shù)、列數(shù)〞rot90矩陣逆時針旋轉90度det方陣的隊列式值rank矩陣的秩三、實驗內容1、學習使用help命令，比方在命令窗口輸入helpeye，此后依據(jù)幫助說明，學習使用指令eye〔其余不會用的指令，依據(jù)此方法類推〕適用文檔2、學使用clc、clear，察commandwindow、commandhistory和workspace等窗口的化果。3、初步程序的寫，新建M-file，保留〔自己定文件名，比方exerc1、exerc2、exerc3??〕，學使用MATLAB的根本運算符、數(shù)指令、準數(shù)生成函數(shù)和數(shù)操作函數(shù)。注意：每一次M-file的改正后，都要存?！?〕helprand，此后隨機生成一個commandwindow、commandhistory

2×6的數(shù)，察并和workspace等窗口的化果。適用文檔〔2〕學使用clc、clear，認識其功能和作用?！?〕入C=1:2:20，C〔i〕表示什么？此中i=1,2,3,?,10?！?〕入A=[715；256；315]，B=[111;222;333]，在命令窗口中行以下表達式，其果：A(2,3)A(:,2)A(3,:)A(:,1:2:3)A(:,3).*B(:,2)A(:,3)*B(2,:)A*BA.*BA^2A.^2B/AB./A〔5〕二數(shù)的建和，建一個二數(shù)〔4×8〕A，數(shù)A第2行、第3列的元素，數(shù)A第2行的全部元素，數(shù)A第6列的全部元素。適用文檔〔6〕兩種運算指令形式和內涵的比。有3個二數(shù)A2×4，B2×4，C2×2，寫出全部由2個數(shù)參加的合法的數(shù)運算和矩指令。A+B;

A-B

C*A,

C*B

A/B

A.*B

A.+BA./B

A.^B

?A\B〔7〕學使用表

8列的常用函數(shù)〔通

help

方法〕〔8〕學使用表

9數(shù)操作函數(shù)。適用文檔〔9〕用reshape指令生成以下矩陣，并拿出方框內的數(shù)組元素。適用文檔適用文檔實驗二MATLAB數(shù)值計算實驗實驗目的1、認識陪伴矩陣、罕見矩陣、魔方矩陣、對角矩陣等各樣矩陣的創(chuàng)辦，掌握矩陣的根本運算2、掌握矩陣的數(shù)組運算3、掌握多項式的根本運算4、會求解代數(shù)方程實驗根本知識1、創(chuàng)辦矩陣的方法：直接輸入法、用MATLAB函數(shù)創(chuàng)辦矩陣2、矩陣運算：矩陣加、減〔＋,－〕運算矩陣乘〔〕運算矩陣乘方inv——矩陣求逆det——隊列式的值eig——矩陣的特色值diag——對角矩陣’——矩陣轉置sqrt——矩陣開方3、矩陣的數(shù)組運算：數(shù)組加減(.+,.-)：對應元素相加減數(shù)組乘(〕：a，b兩數(shù)組必然有同樣的行和列，兩數(shù)組相應元素相乘數(shù)組除〔./，〕：a./b=b.\a—都是b的元素被a的對應元素除〔a適用文檔除以b〕a.\b=b./a—都是a的元素被b的對應元素除〔b除以a〕數(shù)組乘方(.^)：元素對元素的冪數(shù)組點積〔點乘〕：維數(shù)同樣的兩個向量的點乘，其結果是一個標量數(shù)組叉積：就是一個過兩個訂交向量的交點且垂直于兩個向量所在平面的向量數(shù)組混淆積:先叉乘后點乘4、多項式運算poly——產(chǎn)生特色多項式系數(shù)向量roots——求多項式的根p=poly2str(c,‘x’)〔以習慣方式顯示多項式〕conv,convs——多項式乘運算deconv——多項式除運算多項式微分polyder(p):求p的微分polyder(a,b):求多項式a,b乘積的微分[p,q]=polyder(a,b):求多項式a,b商的微分5、代數(shù)方程組求解1〕.恰定方程組的解方程ax=b(a為非奇怪)兩種求解方法：x=inv(a)b—采納求逆運算解方程x=a\b—采納左除運算解方程2〕超定方程組的解方程ax=b,m<n時此時不存在獨一解。x=(a'a)-1a'b——求逆法3〕欠定方程組的解MATLAB可求出兩個解：用除法求的解x是擁有最多零元素的解是擁有最小長度或范數(shù)的解，這個解是鑒于偽逆pinv求得的。6、復數(shù)運算：復數(shù)的實虛部、模和幅角計算適用文檔real_z=real(z)image_z=imag(z)magnitude_z=abs(z)angle_z_radian=angle(z)%弧度單位angle_z_degree=angle(z)*180/pi%度數(shù)單位三、實驗內容1、生成一個3行3列的隨機矩陣，并逆時針旋轉90°，左右翻轉，上下翻轉。適用文檔2、a=[123]，b=[456]，求a.\b和a./b適用文檔3、數(shù)組和矩陣有何不同樣？數(shù)組中的元素能夠是字符等，矩陣中的只好是數(shù)，這是兩者最直觀的差別。從外觀形狀和數(shù)據(jù)構造上看，二維數(shù)組和數(shù)學中的矩陣沒有差別。可是矩陣作為一種變換或照耀算子的表達，矩陣運算有著明確而嚴格的數(shù)學規(guī)那么。而數(shù)組運算是Matlab軟件所定義的規(guī)那么，其目的是為了數(shù)據(jù)管理方便、操作簡單、指令形式自然和履行計算的有效。固然數(shù)組運算尚缺少謹慎的數(shù)學推理，并且數(shù)組運算仍在圓滿和成熟中，可是它的作用和影響正跟著matlab的張開而擴大。4、a=[123;456;780]，求其特色多項式并求其根。適用文檔5、求解方程1〕適用文檔2〕適用文檔適用文檔6、用兩種方法創(chuàng)辦符號矩陣，A=[a,2*b][3*a,0]7、對符號方程f=ax2+bx+c求解1〕對x求解；2〕對a求解。8、求解微分方程。適用文檔實驗三MATLAB數(shù)組應用實驗實驗目的1、掌握字符串數(shù)組、單元數(shù)組創(chuàng)辦及顯示、構造數(shù)組創(chuàng)辦及接見2、掌握符號表達式的微分和積分運算實驗根本知識字符串數(shù)組有關命令直接輸入法---用單引號或許大括號+單引號disp(S)法---S是字符串，作用是顯示出S的文本char(S)法---S是字符串，作用是顯示出S的文本input(out,in)法---顯示出字符串out的文本并等候終端的輸入，in可缺省在字符串頂用兩個單引號來表示一個單引號findstr(S1,S2)---在較長字符串里查找較短字符串所在的地點并返回地點值str2mat()---字符串變換成矩陣str2num()、num2str()---字符串與數(shù)值相互變換單元數(shù)組有關命令適用文檔直接建法---使用大括號{}、胞元素直接cell(m,n)---建一個m*n的空胞矩〔全部行的胞數(shù)必同樣〕celldisp()---逐一示cell中的每個元素?cellplot(C)---用彩色的形來示元型量C的構形式構數(shù)有關命令直接入法---使用“.〞將構量名和元素名接格式：struct_name(record#).field_name=data?S=struct(‘field1’,V1,’field2’,V2,?)---field各成量名，V的各成量的內容?S=rmfield(S,fields)---將構數(shù)S中的fields除，仍用數(shù)名S表示構體名稱.數(shù)名稱---在構數(shù)頂用元素?C=strcuct2cell(S)、S=cell2struct(C)---構數(shù)與元數(shù)的map容器?mapobj=containers.Map({

‘key1’,

’key2’,

?},{

‘val1

’,

’val2

’,?})---

建

map象?keys()、values()---看map象?existingmapobj(newkeysname)=newvalue---

在一個

map象中添加新元素?remove(mapname,’

keyname’

)

---

從一個

map

象中除keys/values三、實驗內容建一個名S、內容“matlabprogrammingforengineers.〞的字符串，并找字符串S中字母“g〞出的地點以及出的次數(shù)。適用文檔???創(chuàng)辦大小為2╳2的單元數(shù)組，其元素分別為：字符串〔‘SunYang’,‘LiuWen’〕、字符串數(shù)組〔char(‘2021001’,’2021002’)〕、數(shù)值矩陣〔(858990;808788)〕和細胞數(shù)組〔’Maths’,’Maths’,’Matlab’〕。適用文檔??創(chuàng)辦一個數(shù)組名為student的構造數(shù)組，其內容以下表所示：IDNameAgeSexScore3001zhao20F903002wang21M863003yang18F883004liu19F80適用文檔實驗四MATLAB符號計算實驗實驗目的1、掌握創(chuàng)辦符號表達式和矩陣的方法2、掌握符號表達式的微分和積分運算實驗根本知識1、符號矩陣的創(chuàng)辦適用文檔1〕用matlab函數(shù)sym建矩〔symbolic的寫)命令格式：A=sym('[]')2〕用字符串直接建矩2、符號矩的改正直接改正：可用、找到所要改正的矩，直接改正3、符號矩與數(shù)矩的將數(shù)矩化符號矩，函數(shù)用格式：double(A)將符號矩化數(shù)矩，函數(shù)用格式：numeric(A)4、符號微分與分diff(f)—缺省量求微分diff(f,v)—指定量v求微分diff(f,v,n)—指定量v求n微分int(f)—f表達式的缺省量求分int(f,v)—f表達式的v量求分int(f,v,a,b)—f表達式的v量在〔a,b)區(qū)求定分5、符號代數(shù)方程求解solve(f)——求一個方程的解solve(f1,f2,?fn)——求n個方程的解6、符號微分方程求解指令：dsolve命令格式：dsolve(f,g)：f——微分方程，可多至12個微分方程的求解；g初始條件，默自量'x',可隨意指定自量't','u'等，微分方程的各數(shù)以大寫字母D表示三、實驗內容1、用符號方法求以下極限1〕適用文檔2〕2、用符號方法求以下積分1〕2〕實驗五MATLAB的圖形繪制實驗一、實驗目的1、學習MATLAB二維、三維圖形繪制的根本方法；2、熟習和認識MATLAB圖形繪制程序編寫的根本指令；3、熟習掌握利用MATLAB圖形編寫窗口編寫和改正圖形界面，并增添圖形的各種注明；4、掌握

clf

、plot

、plot3

、subplot

、hold、figure

、gtext

、mesh、surf

、cylinder

、sphere、polar

、bar、hist

、pie

、area、fill

、scatter

、stairs

、stem、contour

等的指令格式和語法。適用文檔二、實驗根本知識1、plot(x,y)------

制由

x,y

所確立的曲；2、多量：

plot(x1,y1,

1,x2,y2,

2,

??)；3、雙Y：plotyy()函數(shù)；4、形窗口的切割；5、形窗口的使用。適用文檔三、實驗內容〔1〕繪制以下函數(shù)二維圖形。

y=k*cos(t),t

∈[0,2

π],k

∈[0.4,1],

散布以plot(t,y)

、plot(t)

、plot(y)

、plot(y,t)

產(chǎn)生圖形并記錄察看其不同樣。適用文檔〔2〕繪制連續(xù)調制波形Y=sin(t)sin(9t)及其包絡線。適用文檔〔參照〕適用文檔〔3〕繪制向量x=[130.52.52]的餅形圖，并把3對應的局部分別出來。適用文檔〔4〕繪制參數(shù)方程x=t,y=sin(t),z=cos(t)在t=[07]區(qū)間的三維曲線。適用文檔〔5〕用holdon命令在同一個窗口繪制曲線y=sin(t)，y1=sin(t+0.25)，y2=sin(t+0.5)，此中t∈[010]?！矃⒄?適用文檔〔6〕使用sphere()函數(shù)產(chǎn)生球面坐標，繪制網(wǎng)線圖和表面圖。適用文檔實驗六MATLAB的程序設計實驗一、實驗目的1、熟習MATLAB程序編寫與設計環(huán)境2、掌握各樣編程語句語法例那么及程序設計方法3、函數(shù)文件的編寫和設計適用文檔4、認識和熟習跨空量和二、實驗根本知識1、程序流程控制句for循構法：fori＝初：增量：句1;;句n;end明：1．i＝初：，增量1。2．初、增量、可正可，能夠是整數(shù)，也能夠是小數(shù)，只符合數(shù)學。while循構法：while表達式循體句end明：1、whiIe構依據(jù)表達式的判斷能否行循體勾。假定表達式的真，行循體句一次、在頻頻行，每次都要行判斷。假定表達式的假，程序行end今后的句。2、了防備因上的失，而墜入死循，建在循體句的適合地點加break句、以便程序能正常行。〔行循體的次數(shù)不確立；每一次行循體后，必然會改while后邊所跟關系式的〕3、while循也能夠嵌套、其構以下：while表達式1循體句1while表達式2循體句2end循體句3endif-else-end分支構if表達式1句1elseif表達式2(可)適用文檔句2else(可)句3endend明：構是一個條件分支句，假定足表達式的條件，往下行；假定不足，跳出if構。2．elseif表達式2與else可，兩條句可依據(jù)詳盡情況棄取。3．注意：每一個if都一個end，即有幾個if，就有幾個end。switch-case構法：switch表達式case常量表達式1句1case常量表達式2句2??otherwise句nend明：1．switch后邊的表達式能夠是任何型，如數(shù)字、字符串等。2．當表達式的與case后邊常量表達式的相等，就行個case后邊的句假如全部的常量表達式的都與個表達式的不相等，行otherwise后的行句。程序流程控制指令：break、return、pause2、函數(shù)文件的構和寫方法函數(shù)只幸好函數(shù)體內量行操作，也就是只好函數(shù)自己工作空中的量。M函數(shù)文件的構〔1〕函數(shù)定行〔function〕〔2〕H1行〔函數(shù)幫助文本的第一行〕〔3〕函數(shù)幫助文本適用文檔〔4〕函數(shù)體〔5〕說明函數(shù)文件編寫后，保