科學計算與Matlab編程課程實驗指導書

《科學計算與Matlab編程》課堂實驗/實踐指導書課程中文名稱：科學計算與Matlab編程課程英文名稱：ScientificComputingandMatlabProgramming課程編號：021060340適用專業(yè)：新能源科學與工程學時數：32學分數：2課程類別：專業(yè)課程應開課學期：第六學期實驗/實踐一：MATLAB基礎操作實驗/實踐類型：驗證實驗/實踐學時：2實驗/實踐要求：1人/組一、實驗/實踐目的1．熟悉MATLAB開發(fā)環(huán)境；2．掌握矩陣、變量、表達式的各種基本運算；二、實驗/實踐內容1．學習使用help命令，例如在命令窗口輸入helpeye，然后根據幫助說明，學習使用指令eye（其它不會用的指令，依照此方法類推）；2．學習使用clc、clear，觀察commandwindow、commandhistory和workspace等窗口的變化結果；3．初步程序的編寫練習，新建M-file，保存（自己設定文件名，例如exerc1、exerc2、exerc3……），學習使用MATLAB的基本運算符、數組尋訪指令、標準數組生成函數和數組操作函數；注意：每一次M-file的修改后，都要存盤。三、儀器設備1．局域網多媒體微機實驗室；2．MATLAB2016a以上版本的軟件；四、實驗/實踐原理、方法、手段和步驟1．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗1MATLAB系統(tǒng)環(huán)境與運算基礎；2．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗2MATLAB矩陣處理五、實驗/實踐結果處理1．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗1MATLAB系統(tǒng)環(huán)境與運算基礎；2．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗2MATLAB矩陣處理；六、實驗/實踐注意事項1．實驗采用教師課堂演示、學生上機驗證的實驗方式；2．上機實驗前，學生應認真預習有關的實驗內容；3．學生完成實驗后須撰寫實驗報告；七、預習與思考題1．MATLAB軟件界面環(huán)境包括哪些部分？它們分別具備的功能是什么？2．MATLAB常用的命令、變量與運算符都有哪些？與C語言有何區(qū)別？實驗/實踐二：MATLAB程序設計實驗/實踐類型：驗證實驗/實踐學時：2實驗/實踐要求：1人/組一、實驗/實踐目的1．掌握M腳本文件和函數文件的創(chuàng)建方法，理解兩者在形式上和運行上的區(qū)別；2．理解基本空間和函數空間的含義；3．掌握以控制流進行MATLAB程序設計的方法以及向量化程序設計方法，了解兩者之間的異同；二、實驗/實踐內容1．熟悉MATLAB程序編輯與設計環(huán)境；2．掌握各種編程語句語法規(guī)則及程序設計方法；3．函數文件的編寫和設計；4．了解和熟悉跨空間變量傳遞和賦值；三、儀器設備1．局域網多媒體微機實驗室；2．MATLAB2016a以上版本的軟件；四、實驗/實踐原理、方法、手段和步驟1．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗3順序結構程序設計；2．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗4選擇結構程序設計3．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗5循環(huán)結構程序設計；4．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗6函數文件；五、實驗/實踐結果處理1．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗3順序結構程序設計；2．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗4選擇結構程序設計；3．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗5循環(huán)結構程序設計；4．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗6函數文件；六、實驗/實踐注意事項1．實驗采用教師課堂演示、學生上機驗證的實驗方式；2．上機實驗前，學生應認真預習有關的實驗內容；3．學生完成實驗后須撰寫實驗報告；七、預習與思考題1．如何創(chuàng)建M腳本文件和函數文件？兩者在形式上和運行上有何區(qū)別？2．如何理解基本空間和函數空間的含義？3．MATLAB的程序控制與C語言有何區(qū)別？實驗/實踐三：MATLAB圖形處理實驗/實踐類型：驗證實驗/實踐學時：2實驗/實踐要求：1人/組一、實驗/實踐目的1．掌握MATLAB繪圖的基本步驟和相關指令調用的先后順序；2．掌握MATLAB繪圖指令的調用方法；二、實驗/實踐內容1．學習MATLAB圖形繪制的基本方法；2．熟悉和了解MATLAB圖形繪制程序編輯的基本指令；3．熟悉掌握利用MATLAB圖形編輯窗口編輯和修改圖形界面，并添加圖形的各種標注；4．掌握plot、subplot的指令格式和語法；三、儀器設備1．局域網多媒體微機實驗室；2．MATLAB2016a以上版本的軟件；四、實驗/實踐原理、方法、手段和步驟1．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗7繪圖操作；五、實驗/實踐結果處理1．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗7繪圖操作；六、實驗/實踐注意事項1．實驗采用教師課堂演示、學生上機驗證的實驗方式；2．上機實驗前，學生應認真預習有關的實驗內容；3．學生完成實驗后須撰寫實驗報告；七、預習與思考題1．二維曲線繪圖基本指令有哪些？2．三維曲線繪圖基本指令有哪些？實驗/實踐四：MATLAB數值計算及符號計算實驗/實踐類型：驗證實驗/實踐學時：2實驗/實踐要求：1人/組一、實驗/實踐目的1．掌握多項式的基本運算2．會求解代數方程3．掌握創(chuàng)建符號表達式和矩陣的方法4．掌握符號表達式的微分和積分運算二、實驗/實踐內容1．數據分析與多項式計算；2．數值微分與積分；3．方程數值求解；4．符號計算對象與符號微積分；5．級數與方程符號求解；三、儀器設備1．局域網多媒體微機實驗室；2．MATLAB2016a以上版本的軟件；四、實驗/實踐原理、方法、手段和步驟1．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗8數據分析與多項式計算；2．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗9數值微分與積分；3．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗10方程數值求解；4．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗11符號計算對象與符號微積分；5．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗12級數與方程符號求解；五、實驗/實踐結果處理1．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗8數據分析與多項式計算；2．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗9數值微分與積分；3．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗10方程數值求解；4．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗11符號計算對象與符號微積分；5．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗12級數與方程符號求解；六、實驗/實踐注意事項1．實驗采用教師課堂演示、學生上機驗證的實驗方式；2．上機實驗前，學生應認真預習有關的實驗內容；3．學生完成實驗后須撰寫實驗報告；七、預習與思考題1．符號矩陣的概念？如何定義？2．符號表達式和符號函數的操作方法有哪些？3．符號微積分的基本方法是什么？符號積分變換的基本方法是什么？實驗/實踐五：圖形用戶界面設計實驗/實踐類型：驗證實驗/實踐學時：2實驗/實踐要求：1人/組一、實驗/實踐目的1．掌握建立控件對象的方法；2．掌握對話框的設計方法；3．掌握菜單設計方法；二、實驗/實踐內容1．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗14對話框與菜單設計；三、儀器設備1．局域網多媒體微機實驗室；2．MATLAB2016a以上版本的軟件；四、實驗/實踐原理、方法、手段和步驟1．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗14對話框與菜單設計；五、實驗/實踐結果處理1．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗14對話框與菜單設計；六、實驗/實踐注意事項1．實驗采用教師課堂演示、學生上機驗證的實驗方式；2．上機實驗前，學生應認真預習有關的實驗內容；3．學生完成實驗后須撰寫實驗報告；七、預習與思考題1．如何建立控件對象？2．如何設計對話框？3．如何設計菜單？實驗/實踐六：Simulink仿真實驗/實踐類型：驗證實驗/實踐學時：2實驗/實踐要求：1人/組一、實驗/實踐目的1．熟悉Simulink工作環(huán)境及特點；2．掌握線性系統(tǒng)仿真常用基本模塊的用法；3．掌握Simulink的建模與仿真方法；4．子系統(tǒng)的創(chuàng)建和封裝設計；二、實驗/實踐內容1．掌握Simulink組件模塊操作的基本方法；2．掌握常用連續(xù)系統(tǒng)模塊的使用方法；3．掌握連續(xù)系統(tǒng)建模的基本方法；4．理解Simulink仿真的基本配置方法與內在運行機制。三、儀器設備1．局域網多媒體微機實驗室；2．MATLAB2016a以上版本的軟件；四、實驗/實踐原理、方法、手段和步驟1．參見《MATLAB程序設計與應用（第3版）》（劉衛(wèi)國主編，高等教育出版社）實驗篇——實驗15Simulink的應用；五、實驗/實踐結