計算機(jī)仿真實訓(xùn)實驗報告實驗

試驗一熟悉MATLAB工作環(huán)境16電氣5班周樹楠0500529一、試驗?zāi)繕?biāo)1.熟悉開啟和退出MATLAB軟件方法。2.熟悉MATLAB軟件運行環(huán)境。3.熟悉MATLAB基本操作。二、試驗設(shè)備及條件計算機(jī)一臺（帶有MATLAB6.0以上軟件境）。三、試驗內(nèi)容1.練習(xí)下面指令：cd,clear,dir,path,help,who,whos,save,load。2.建立自己工作目錄MYBIN和MYDATA，并將它們分別加到搜索路徑前面或者后面。3.求算術(shù)運算結(jié)果。4.M文件建立，建立M文件，求出以下表示式值：5.利用MATLAB幫助功效分別查詢inv、plot、max、round函數(shù)功效和使用方法。四、運行環(huán)境介紹及注意事項1.運行環(huán)境介紹打開Matlab軟件運行環(huán)境有圖1-1所表示界面圖1-1MATLAB用戶界面操作界面主要介紹以下：指令窗（CommandWindow），在該窗可鍵入各種送給MATLAB運作指令、函數(shù)、表示式，并顯示除圖形外所以運算結(jié)果。歷史指令窗（CommandHistory），該窗統(tǒng)計已經(jīng)運行過指令、函數(shù)、表示式；允許用戶對它們進(jìn)行選擇復(fù)制、重運行，以及產(chǎn)生M文件。工作空間瀏覽器（WorkspaceBrowser），該窗口羅列出MATLAB工作空間中全部變量名、大小、字節(jié)數(shù)；而且在該窗中，可對變量進(jìn)行觀察、編輯、提取和保留。其它還有當(dāng)前目錄瀏覽器（CurrentDirectoryBrowser）、M文件編輯/調(diào)試器（Editor/Debugger）以及幫助導(dǎo)航/瀏覽器（HelpNavigator/Browser）等，但通常不隨操作界面出現(xiàn)而開啟。利用File菜單可方便對文件或窗口進(jìn)行管理。其中File|New各子菜單，M-file（M文件）、Figure（圖形窗口）、或Model（Simulink編輯界面）分別可創(chuàng)建對應(yīng)文件或模塊。Edit菜單允許用戶和Windows剪切板交互信息。2.在指令窗操作時應(yīng)尤其注意以下幾點1）全部輸入指令、公式或數(shù)值必須按下回車鍵以后才能執(zhí)行。比如：>>(10*19+2/4-34)/2*3（回車）ans=234.75002）全部指令、變量名稱都要區(qū)分字母大小寫。3）%作為MATLAB注釋開始標(biāo)志，以后文字不影響計算過程。4）應(yīng)該指定輸出變量名稱，不然MATLAB會將運算結(jié)果直接存入默認(rèn)輸出變量名ans。5）MATLAB能夠?qū)⒂嬎憬Y(jié)果以不一樣精準(zhǔn)度數(shù)字格式顯示，能夠直接在指令視窗鍵入不一樣數(shù)字顯示格式指令。比如：>>formatshort(這是默認(rèn))6）MATLAB利用了↑↓二個游標(biāo)鍵能夠?qū)⑺斶^指令叫回來重復(fù)使用。按下↑則前一次輸入指令重新出現(xiàn)，之后再按Enter鍵，即再執(zhí)行前一次指令。而↓鍵功用則是往后執(zhí)行指令。其它在鍵盤上幾個鍵如→、←、Delete、Insert其功效則顯而易見，無須多加說明。3.help命令使用一旦發(fā)覺指令不知怎樣使用時，help命令將告訴你怎樣使用。在指令窗中鍵入（help+指令名稱）就可使用MATLAB幫助系統(tǒng)，這是最快捷取得幫助路徑。比如：>>helptanTANTangent.TAN(X)isthetangentoftheelementsofX.Seealsoatan,tand,atan2.Overloadedfunctionsormethods(oneswiththesamenameinotherdirectories)helpsym/tan.mReferencepageinHelpbrowserdoctan4.M文件保留當(dāng)保留M文件時，文件名不能以數(shù)字開頭，更不能以純數(shù)字命名M文件，比如把一個M文件命名為54.m，則不論文件內(nèi)容是什么，運行結(jié)果總是ans=54。五、思索題1.與其余高級語言相比，MATLAB有哪些顯著特點？答：與其余高級語言相比，MATLAB簡單易學(xué)，編程效率高。顯著特點是：①可靠數(shù)值計算和符號計算功效；②強(qiáng)大繪圖功效；③簡單易學(xué)語言體系；④為數(shù)眾多應(yīng)用工具；⑤最顯著特點就是它將矩陣作為基本存放單元。2.畫出MATLAB系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)。答：MATLAB系統(tǒng)主要由開發(fā)環(huán)境、MATLAB數(shù)學(xué)函數(shù)庫、MATLAB語言、圖形功效和應(yīng)用程序接口五個部分組成。試驗二MATLAB基本計算16電氣5班周樹楠0500529一、試驗?zāi)繕?biāo)1.掌握建立矩陣方法。2.掌握MATLAB各種表示式書寫規(guī)則以及慣用函數(shù)使用。3.能用matlab進(jìn)行基本數(shù)組、矩陣及符號運算。4.掌握矩陣分析方法以及能用矩陣求逆法解線性方程組。二、試驗設(shè)備及條件計算機(jī)一臺（帶有MATLAB6.0以上軟件環(huán)境）。三、試驗內(nèi)容1.利用diag等函數(shù)產(chǎn)生以下矩陣。2.利用reshape函數(shù)將1題中a和b變換成行向量。3.產(chǎn)生一個均勻分布在（-5，5）之間隨機(jī)矩陣（10×2），要求精準(zhǔn)到小數(shù)點后一位。4.已知：求以下表示式值：(1)和（其中I為單位矩陣）(2)和(3)和(4)和(5)和5.下面是一個線性方程組：(1)求方程解。(2)將方程右邊向量元素改為0.53，再求解，并比較改變和解相對改變。6.利用randn函數(shù)產(chǎn)生均值為0，方差為16×6正態(tài)分布隨機(jī)矩陣C，然后統(tǒng)計C中大于-0.3，小于0.3元素個數(shù)t。7.建立一個矩陣A，找出矩陣中值大于1元素，并將它們重新排列成行向量B，比如。8.讀以下程序，解釋指令sprintf、fprintf、sscanf作用？rand('state',0);a=rand(2,2);s1=num2str(a)s_s=sprintf('%.10e\n',a)fprintf('%.5g\\',a)s_sscan=sscanf(s_s,'%f',[3,2])答：sprintf作用是按科學(xué)計數(shù)法小數(shù)點后保留10位左右對齊輸出a字符串格式，fprintf作用是格式化保留5位小數(shù)輸出a，sscanf作用是從字符串s_s讀取數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換成浮點數(shù)，輸出3×2矩陣。四、思索題1．求矩陣A特征值和對應(yīng)特征向量。x每一列值表示矩陣A一個特征向量,y對角元素值代表A矩陣特征值。2.建立矩陣A，試比較sqrtm(A)和sqrt(A),分析它們區(qū)分。設(shè)sqrtm(A)是矩陣A開平方根.sqrt(A)是矩陣A對應(yīng)元素開平方。3.求[1000,9999]之間能被17整除數(shù)個數(shù)。提醒：先利用冒號表示式，再利用find和length函數(shù)。試驗三MATLAB圖形繪制16電氣5班周樹楠0500529一、試驗?zāi)繕?biāo)1.掌握繪制二維圖形慣用函數(shù)。2.掌握繪制三維圖形慣用函數(shù)。3.熟悉利用圖形對象進(jìn)行繪圖操作方法。4.掌握繪制圖形輔助操作。二、試驗設(shè)備及條件計算機(jī)一臺（帶有MATLAB6.0以上軟件環(huán)境）。三、綜合實例圖3-1雙調(diào)諧濾波器結(jié)構(gòu)圖圖3-2單調(diào)諧濾波器結(jié)構(gòu)圖供電系統(tǒng)中，常存在諧波電流，所以設(shè)計電力系統(tǒng)濾波器對諧波電流進(jìn)行濾除，電力系統(tǒng)無源濾波器中雙調(diào)諧濾波器結(jié)構(gòu)如圖3-1所表示，其阻抗表示式為式中，為基波角頻率。當(dāng)設(shè)，，，，，，，，在[0.8，20]取值時，雙調(diào)諧濾波器阻抗與諧波次數(shù)曲線如圖3-3所表示，編寫程序完成曲線畫?。ㄗ⒁鈭D中各個地方標(biāo)注均用程序?qū)崿F(xiàn)）。圖3-3雙調(diào)諧濾波器阻抗-諧波次數(shù)特征圖3-4單調(diào)諧濾波器阻抗-諧波次數(shù)特征參考程序代碼：clearallclcn=[0.8:0.001:20];w1=1;n1=5;R1=0.01;R2=0.1;R3=0.1;L1=0.2;L2=0.142845;C1=0.2;C2=0.142845;zc=R1+i*(n.*w1.*L1-1./(n.*w1.*C1));zb1=R3-i*1./(n.*w1.*C2);zb2=R2+i*n.*w1.*L2;zfn=zc+zb1.*zb2./(zb1+zb2);zfn1=abs(zfn);plot(n,zfn1,'LineWidth',2.5);xlabel('\fontsize{11}諧波次數(shù)\fontname{times}\fontsize{12}\it\bfn')ylabel('\fontsize{11}阻抗\fontname{times}\fontsize{12}\it\bf|Z_n|{\Omega}')legend('\bf\it\fontsize{11}\fontname{times}\it\bf|Z_f|')text(3.663,0.1,'\bf\it\fontsize{13}\fontname{times}n_r_1')text(9.884,0.15,'\bf\it\fontsize{13}\fontname{times}n_r_2')gridon四、試驗內(nèi)容1.將圖形窗口分成兩格，分別繪制正割和余割函數(shù)曲線，并加上適當(dāng)標(biāo)注。要求：1）必須畫出0到，即一個周期曲線。2）正割曲線為紅色點劃線輸出，余割曲線為藍(lán)色實線輸出。3）圖形上面表明正割和余割公式，橫軸標(biāo)x，縱軸標(biāo)y。4）將圖形窗口分成兩格，正割在上，余割在下。2.繪制極坐標(biāo)曲線，并分析參數(shù)對曲線形狀影響。固定兩個參數(shù)，改變另一個參數(shù)，得出上面四幅圖。由此可知當(dāng)a,n不變時，圖形形狀也固定了，說明b影響了圖形旋轉(zhuǎn)角度；當(dāng)a,b不變時，圖形扇形數(shù)隨n改變，而且n為奇數(shù)時扇葉數(shù)為n，n為偶數(shù)時扇葉數(shù)為2n；當(dāng)b,n不變時，a影響圖形半徑大小，且a為正數(shù)時圖形半徑大小為a.3.將圖形窗口分成兩個窗格，分別繪制出函數(shù)：在[0,3]區(qū)間上曲線，并利用axis調(diào)整軸刻度縱坐標(biāo)刻度，使在[0,12]區(qū)間上，在[-2,1.5]區(qū)間上。4.畫出函數(shù)曲面及等高線圖。5.綜合實例中，還有一個最慣用電力系統(tǒng)無源濾波器單調(diào)諧濾波器，其結(jié)構(gòu)如圖3-2所表示，其阻抗表示式為：式中，為次諧波角頻率，為基波角頻率。當(dāng)設(shè)，，，，在[0.5，25]取值時，單調(diào)諧濾波器阻抗與諧波次數(shù)曲線如圖3-4所表示，試編寫程序完成曲線畫取（注意圖中各個地方標(biāo)注均用程序?qū)崿F(xiàn)）。6.用曲面圖表現(xiàn)函數(shù),和范圍從-4到4，設(shè)置當(dāng)前圖形顏色板從黑色到暗紅、洋紅、黃色、白色平滑改變，打開網(wǎng)格。五、思索題依照繪制平面曲線，并分析參數(shù)對其形狀影響。由上面四幅曲線圖可知，伴隨a改變，曲線從橢圓→圓→橢圓→雙曲線。試驗四MATLAB程序設(shè)計16電氣5班周樹楠0500529一、試驗?zāi)繕?biāo)1.掌握利用if語句實現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu)方法。2.掌握利用switch語句實現(xiàn)多分支選擇結(jié)構(gòu)方法。3.掌握利用for語句實現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)方法。4.掌握利用while語句實現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)方法。二、試驗設(shè)備及條件計算機(jī)一臺（帶有MATLAB6.0以上軟件環(huán)境）。三、試驗內(nèi)容1.編寫求解方程根函數(shù)（這個方程不一定為一元二次方程，因不一樣取值而定），這里應(yīng)依照不一樣取值分別處理，有輸入?yún)?shù)提醒，當(dāng)初應(yīng)提醒“為恒不等式!”。并輸入幾組經(jīng)典值加以檢驗。2.輸入一個百分制成績，要求輸出成績等級A+、A、B、C、D、E。其中100分為A+，90分～99分為A，80分～89分為B，70分～79分為C，60分～69分為D，60分以下為E。要求：（1）用switch語句實現(xiàn)。