MATLAB实验指导书_matlab实验指导书

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MATLAB 实验指导书

皖西学院信息工程学院 实验一 MATLAB编程环境及简单命令的执行

一、实验目的1．熟悉MATLAB编程环境

二、实验环境

1．计算机

2．MATLAB7.0集成环境

三、实验说明

1．首先应熟悉MATLAB7.0运行环境，正确操作 2．实验学时：2学时

四、实验内容和步骤

1．实验内容

（1）命令窗口的使用。（2）工作空间窗口的使用。（3）工作目录、搜索路径的设置。（4）命令历史记录窗口的使用。（5）帮助系统的使用。（6）了解各菜单的功能。2．实验步骤

（1）启动MATLAB，熟悉MATLAB的桌面。（2）进入MATLAB7.0集成环境。

（3）在命令窗口执行命令完成以下运算，观察workspace的变化，记录运算结果。

1)（365-522-70）3 2)>>area=pi*2.5^2 3)已知x=3，y=4，在MATLAB中求z：

x2y3 z2xy4)将下面的矩阵赋值给变量m1,在workspace中察看m1在内存中占用的字节数。

162313511108 m1=97612414151执行以下命令 >>m1(2 , 3)>>m1(11)>>m1(: , 3)>>m1(2 : 3 , 1 : 3)>>m1(1 ,4)+ m1(2 ,3)+ m1(3 ,2)+ m1(4 ,1)5)执行命令>>help abs 查看函数abs的用法及用途，计算abs(3 + 4i)6)执行命令

>>x=0:0.1:6*pi;>>y=5*sin(x);>>plot(x,y)7)运行MATLAB的演示程序，>>demo，以便对MATLAB有一个总体了解。

五、思考题

1、以下变量名是否合法？为什么？（1）x2（2）3col（3）_row（4）for2、求以下变量的值，并在MATLAB中验证。（1）a = 1 : 2 : 5;（2）b = [ a' a' a' ];（3）c = a + b(2 , :)。

六、实验报告要求1．整理实验结果，按顺序填写实验结果 2．小结实验心得体会

实验二 矩阵基本运算

（一）一、实验目的1．通过实验，进一步熟悉MATLAB编程环境 2．通过实验掌握建立矩阵的几种方法 3．通过实验理解常用的矩阵运算

二、实验环境

1．计算机

2．MATLAB7.0集成环境

三、实验说明

1．首先应熟悉MATLAB7.0运行环境，正确操作 2．自主编写程序，必要时参考相关资料 3．实验学时：2学时

四、实验内容和步骤

1．实验内容

（1）设A和B是两个同维同大小的矩阵，问：

1）A*B和A.*B的值是否相等？ 2）A./B和B.A的值是否相等？ 3）A/B和BA的值是否相等？

4）A/B和BA所代表的数学含义是什么？（2）写出完成下列操作的命令。

1）将矩阵A第2—5行中第1，3，5列元素赋给矩阵B。2）删除矩阵A的第7号元素。3）将矩阵A的每个元素值加30。4）求矩阵A的大小和维数。

5）将含有12个元素的向量x转换成3*4矩阵。6）求一个字符串的ASCII码。7）求一个ASCII码所对应的字符。

（3）下列命令执行后，L1、L2、L3、L4的值分别是多少？

A=1:9;B=10-A;L1=A==B;L2=A3&A3&A

（1）分析实验内容，写出程序大致框架或完整的程序代码。（2）进入MATLAB7.0集成环境。（3）编辑程序并进行保存。

（4）运行程序，若有错误，修改错误后再次运行，如此反复进行到不显示出错为止。

（5）检查程序输出结果。

五、思考题

用MATLAB求下面的的方程组。

212x14791532x72 1)22115x3113213x40xyz1x2yzw82)

2xy3w33x3y5z6w5

六、实验报告要求1．整理实验结果，填入相应表格中 2．小结实验心得体会

实验三 矩阵基本运算

（二）一、实验目的1．熟悉矩阵和向量的建立方式 2．理解矩阵拆分的方法

3．通过实验进一步掌握矩阵的基本运算

二、实验环境

1．计算机

2．MATLAB7.0集成环境

三、实验说明

1．熟练操作MATLAB7.0运行环境 2．自主编写程序，必要时参考相关资料 3．实验前应写出程序大致框架或完整的程序代码 5．实验学时：2学时

四、实验内容和步骤

1．实验内容

154831，B253 078（1）已知A3203617求下列表达式的值：

1）A+6B和A2-B+I（I为单位矩阵）2）A*B，A.*B和B*A 3）A/B和BA

4）[A,B]和 [A([1,3]，：);B^2]（2）已知 0.778023104145655，取出其前三行构成矩阵B，其前两列构成矩A32503269.54543.14阵C，其右下角3×2子矩阵构成矩阵D，B与C的乘积构成矩阵E，分别求E=10&A

（1）分析实验内容，写出程序大致框架或完整的程序代码。（2）进入MATLAB7.0集成环境。（3）编辑程序并进行保存。

（4）运行程序，若有错误，修改错误后再次运行，如此反复进行到不显示出错为止。

（5）检查程序输出结果。

五、思考题

n10991022222，求y=？(循环语句做)10y n10

六、实验报告要求

1．整理实验结果，填入相应表格中 2．小结实验心得体会

实验四

矩阵分析

一、实验目的1．学会求矩阵的对角线元素、对角阵和逆矩阵 2．学会求矩阵的行列式的值、秩 3．学会求矩阵的特征值和特征向量 4．通过练习熟悉矩阵分析方法

二、实验环境

1．计算机

2．MATLAB7.0集成环境

三、实验说明

1．熟练操作MATLAB7.0运行环境 2．自主编写程序，必要时参考相关资料 3．实验前应写出程序大致框架或完整的程序代码 5．实验学时：2学时

四、实验内容和步骤

1．实验内容

（1）使用函数，实现方阵左旋90°或右旋90°的功能。例如，原矩阵为A,A左旋后得到B,右旋后得到C。

101112321471078965，CA25811，B4569836912123121114 710（2）建立一个方阵A，求A的逆矩阵和A的行列式的值，并验证A与A-1是互逆的。

（3）求下列矩阵的主对角线元素、上三角阵、下三角阵、秩和迹(矩阵对角线元素之和，也等于矩阵的特征值之和)。

1125141）A3051115030.434322

2)B 28.94219（4）求矩阵A的特征值其中V是特征向量，D为特征值）和相应的特征向量。

10.51 A110.250.50.2522．实验步骤

（1）分析实验内容，写出程序大致框架或完整的程序代码。（2）进入MATLAB7.0集成环境。（3）编辑程序并进行保存。

（4）运行程序，若有错误，修改错误后再次运行，如此反复进行到不显示出错为止。

（5）检查程序输出结果。

五、实验报告要求1．整理实验结果，填入相应表格中 2．小结实验心得体会

实验五

分支结构程序设计

一、实验目的1．理解MATLAB的编程方法

2．掌握if语句和switch语句的使用 3.掌握分支结构程序设计方法

4.通过练习理解MATLAB编程方法和分支结构程序设计方法。

二、实验环境

1．计算机

2．MATLAB7.0集成环境

三、实验说明

1．熟练操作MATLAB7.0运行环境 2．自主编写程序，必要时参考相关资料 3．实验前应写出程序大致框架或完整的程序代码 5．实验学时：2学时

四、实验内容和步骤

1．实验内容

（1）从键盘输入1到5000之内的一个数，例如输入693，输出为396，如果数据超出范围，请输出提示“输入数据有误，请输入1～5000之内的数”将它反向输出，如果数据是个位数，则直接输出。（2）输入一个百分制成绩，要求输出成绩等级A，B，C，D，E其中90-100位A，80-89为B，70-79为C，60-69为D，60以下为E 1）分别用if语句和switch语句实现

2）输入百分制成绩后要判断成绩的合理性，对不合理的成绩应输出出错信息

(3)某商场对顾客所购买的商品实行打折销售，标准如下(商品价格用price 来表示)：

price

（1）分析实验内容，写出程序大致框架或完整的程序代码。（2）进入MATLAB7.0集成环境。（3）编辑程序并进行保存。

（4）运行程序，若有错误，修改错误后再次运行，如此反复进行到不显示出错为止。

（5）检查程序输出结果。

五、思考题

1、一个三位整数各位数字的立方和等于该数本身，则称该数为水仙花数。试编写程序找到并输出全部水仙花数

六、实验报告要求

1．整理实验结果，填入相应表格中 2．小结实验心得体会

实验六

循环结构程序设计

一、实验目的1、理解循环控制结构的执行过程

2、掌握for语句和while语句的使用

3、掌握循环结构程序设计方法

4、通过练习进一步理解MATLAB的编程方法和循环结构程序设计方法

二、实验环境

1．计算机

2．MATLAB7.0集成环境

三、实验说明

1．熟练操作MATLAB7.0运行环境 2．自主编写程序，必要时参考相关资料 3．实验前应写出程序大致框架或完整的程序代码 5．实验学时：2学时

四、实验内容和步骤

1．实验内容

（1）随机产生二个相同维数的方阵A、B，其元素全为整数，且在0～10之间，试编写程序实现求两矩阵A*B,A.*B。

（2）随机产生一个4X4的矩阵A，编写程序实现求矩阵的转置。(3)若一个数等于它的各个真因子之和，则称该数为完数，如6=1+2+3，所以6 是完数。求[1 500]之间的全部完数(4)写一程序求1！+2！+„+10！

(5)键盘上输随便输入一个矩阵，试编程找出矩阵A 中最大元素和最小元素所在的行列号 2．实验步骤

（1）分析实验内容，写出程序大致框架或完整的程序代码。（2）进入MATLAB7.0集成环境。（3）编辑程序并进行保存。

（4）运行程序，若有错误，修改错误后再次运行，如此反复进行到不显示出错为止。

（5）检查程序输出结果。

五、实验报告要求1．整理实验结果，填入相应表格中 2．小结实验心得体会

实验七

曲线、曲面图的绘制

一、实验目的1、理解MATLAB绘图方法

2、掌握绘制二、三维数据曲线图的方法

3、掌握用plot函数和fplot函数绘制曲线的方法

4、通过练习掌握绘制二维数据曲线图的方法和plot函数和fplot函数的使用

5、通过练习熟悉三维曲线和曲面图的绘制方法

二、实验环境

1．计算机

2．MATLAB7.0集成环境

三、实验说明

1．熟练操作MATLAB7.0运行环境 2．自主编写程序，必要时参考相关资料 3．实验前应写出程序大致框架或完整的程序代码 4．实验学时：2学时

四、实验内容和步骤

1．实验内容

（1）绘制下列曲线：

xxrsintx312①yx

②y e

③x22y26④32yrcost2（2）通过用plot和fplot函数绘制ysin（3）绘制下列三维曲线

1的曲线，并分析其区别。

xxet/20cost1)yet/20sint,0t2

ztxt2)yt2,0t1

zt32．实验步骤

（1）分析实验内容，写出程序大致框架或完整的程序代码。（2）进入MATLAB7.0集成环境。（3）编辑程序并进行保存。

（4）运行程序，若有错误，修改错误后再次运行，如此反复进行到不显示出错为止。

（5）检查程序输出结果。

五、思考题

绘制曲面图f(x,y)51xy22,x3,y3

六、实验报告要求

1．整理实验结果，填入相应表格中 2．小结实验心得体会

实验八

Simulink建模仿真

一、实验目的学会SIMULINK仿真基本操作

二、实验器材

1．计算机

2．MATLAB7.0集成环境

三、实验说明

1．自主编写程序，必要时参考相关资料 2．实验前应写出程序大致框架或完整的程序代码 5．实验学时：2学时

四、实验内容和步骤

1． 实验内容

（1）在MATLAB命令窗口中输入simulink 结果是在桌面上出现一个称为Simulink Library Browser的窗口，在这个窗口中列出了按功能分类的各种模块的名称。

也可以通过MATLAB主窗口的快捷按钮来打开Simulink Library Browser窗口。

（2）SIMILINK模块库按功能进行分为以下8类子库：

 Continuous（连续模块） Discrete（离散模块）

 Function&Tables（函数和平台模块） Math（数学模块） Nonlinear（非线性模块） Signals&Systems（信号和系统模块） Sinks（接收器模块） Sources（输入源模块）

（3）简单模型的建立

1)建立模型窗口

2)将功能模块由模块库窗口复制到模型窗口 3)对模块进行连接，从而构成需要的系统模型

（4）功能模块的基本操作，包括模块的移动、复制、删除、转向、改变大小、模块命名、颜色设定、参数设定、属性设定、模块输入输出信号等。

 模块库中的模块可以直接用鼠标进行拖曳（选中模块，按住鼠标左键不放）而放到模型窗口中进行处理。

 在模型窗口中，选中模块，则其4个角会出现黑色标记。此时可以对模块进行以下的基本操作。

1)移动：选中模块，按住鼠标左键将其拖曳到所需的位置即可。若要脱离线而移动，可按住shift键，再进行拖曳。

2)复制：选中模块，然后按住鼠标右键进行拖曳即可复制同样的一个功能模块。

3)删除：选中模块，按Delete键即可。

4)转向：为了能够顺序连接功能模块的输入和输出端，功能模块有时需要转向。在菜单Format中选择Flip Block旋转180度，选择Rotate Block顺时针旋转90度。

5)改变大小：选中模块，对模块出现的4个黑色标记进行拖曳即可。6)模块命名：先用鼠标在需要更改的名称上单击一下，然后直接更改即可。7)颜色设定： Format菜单中的Foreground Color可以改变模块的前景颜色，Background Color可以改变模块的背景颜色；而模型窗口的颜色可以通过Screen Color来改变。

8)参数设定：用鼠标双击模块，就可以进入模块的参数设定窗口，从而对模块进行参数设定。

9)属性设定：选中模块，打开Edit菜单的Block Properties可以对模块进行属性设定。10)模块的输入输出信号：模块处理的信号包括标量信号和向量信号；标量信号是一种单一信号，而向量信号为一种复合信号，是多个信号的集合，它对应着系统中几条连线的合成。

（5）仿真：构建好一个系统的模型之后，接下来的事情就是运行模型，得出仿真结果。运行一个仿真的完整过程分成三个步骤：设置仿真参数，启动仿真和仿真结果分析 2．实验步骤

（1）打开Simulink Library Browser窗口，练习功能模块的基本操作。

（2）用MATLAB对一阶惯性环节的动态特性进行仿真研究。

G(S)1S1

仿真系统模型图

（3）用MATLAB对下列控制系统的动态特性进行仿真研究。

G(S)G(S)1

S24S82 322S3SS8

（4）已知系统的状态方程为

其中

y 1(0)=

0.25,y2(0)=0.25，请构建该系统的仿真模型，并用XYGraph模型观察y1,y2轨迹。

(5)利用 SIMULINK 及其标准模块设计一个低通滤波器，从受噪声干扰的多频率混合信号x(t)中获取10Hz 的信号。其中x(t)= sin(2p ×10 × t)+ cos(2p ×100 × t)+ n(t)，而n(t)~ N(0,0.2)

五、实验报告要求1．整理实验结果，填入相应表格中 2．小结实验心得体会

MATLAB实验指导书

MATLAB及其应用实验指导书物理与信息工程系目录实验一 MATLAB编程环境 ..............................................3 实验二 矩阵基本运算（一） ..............................

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