Matlab实验

MATLAB实验报告

学 校： 湖北文理学院

学 院： 物理与电子工程学院

专 业： 电子信息工程 学 号： 2013128182 姓 名： 张 冲 指导教师： 宋立新

精选

实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算

一、实验目的：

1．熟悉MATLAB开发环境

2．掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算

二、实验内容

1、学习使用help命令，例如在命令窗口输入help eye，然后根据帮助说明，

学习使用指令eye（其它不会用的指令，依照此方法类推）

2、学习使用clc、clear，观察command window、command history和workspace

等窗口的变化结果。

3、初步程序的编写练习，新建M-file，保存（自己设定文件名，例如exerc1、

exerc2、 exerc3……），学习使用MATLAB的基本运算符。

三、练习

1) help rand，然后随机生成一个2×6的数组，观察command window、

command history和workspace等窗口的变化结果。 2) 学习使用clc、clear，了解其功能和作用。 3) 用逻辑表达式求下列分段函数的值

4) 求[100,999]之间能被21整除的数的个数。（提示：rem,sum的用法）

四、实验结果

1）

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2）clc:清除命令窗口所有内容，数值不变；clear:初始化变量的值。

3）

4）

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实验二 MATLAB数值运算

一、实验目的

1、掌握矩阵的基本运算 2、掌握矩阵的数组运算

二、实验内容

1) 输入C=1:2:20，则C（i）表示什么？其中i=1,2,3,…,10。

2) 输入A=[7 1 5；2 5 6；3 1 5]，B=[1 1 1; 2 2 2; 3 3 3]，在命令窗

口中执行下列表达式，掌握其含义：

A(2, 3) A(:,2) A(3,:) A(:,1:2:3) A(:,3).*B(:,2) A(:,3)*B(2,:) A*B A.*B A^2 A.^2 B/A B./A 3) 二维数组的创建和寻访，创建一个二维数组（4×8）A，查询数组A第2

行、第3列的元素，查询数组A第2行的所有元素，查询数组A第6列的所有元素。

4) 两种运算指令形式和实质内涵的比较。设有3个二维数组A2×4，B2×4，C2×2，

写出所有由2个数组参与的合法的数组运算和矩阵指令。 5) 学习使用表4列的常用函数（通过help方法） 6) 学习使用表5数组操作函数。

7) 生成一个3行3列的随机矩阵，并逆时针旋转90°，左右翻转，上下翻转。 8) 已知a=[1 2 3]，b=[4 5 6]， 求a.\\b和a./ b

9) 用reshape指令生成下列矩阵，并取出方框内的数组元素。

三、实验结果

1）C(i)表示C中的第i个的数值；

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2）

精选

3）

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4）

5） 略 6） 略 7） 8）

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9

）

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10）数组和矩阵有何不同？

数组中的元素可以是字符等，矩阵中的只能是数，这是二者最直观的区别。从外观形状和数据结构上看，二维数组和数学中的矩阵没有区别。但是矩阵作为一种变换或映射算子的体现，矩阵运算有着明确而严格的数学规则。而数组运算是Matlab软件所定义的规则，其目的是为了数据管理方便、操作简单、指令形式自然和执行计算的有效。虽然数组运算尚缺乏严谨的数学推理，而且数组运算仍在完善和成熟中，但是它的作用和影响正随着matlab的发展而扩大。

实验三 符号工具箱的应用

一、实验目的：

1、掌握创建符号表达式和矩阵的方法。 2、掌握符号函数极限及导数求解方法。

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3、掌握符号表达式的微分和积分运算。 4、掌握数值插值与曲线拟合的方法及其应用

二、实验内容

1、求阶跃函数的傅里叶、拉普拉斯及Z变换。 2、求下列变上限积分对变量x的导数：

x2xaxdx。

3、求解方程 1）x12x28

2x13x213 x12x212）2x13x22

3x4x321 3）x12x23x31

2x13x24x32

4、用两种方法创建符号矩阵，A =[ a, 2*b]

[3*a, 0]

5、计算二重不定积分

xyxedxdy6、对符号方程f = ax2+bx+c 求解。1）对x求解，2）对a求解。

d2ydydy7、求解微分方程222y0,y(0)1,(0)0。

dxdxdx8、绘制线性系统x0.25x0的相平面图。（分别给出x(0)=1,x’(0)=0; x(0)=2,x’(0)=0; x(0)=3,x’(0)=0;）

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三、实验结果

1）2）3）

4）5）6）7）8）

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实验三 MATLAB语言的程序设计

一、实验目的：

1、熟悉MATLAB程序编辑与设计环境

2、掌握各种编程语句语法规则及程序设计方法 3、函数文件的编写和设计

4、了解和熟悉跨空间变量传递和赋值

二、实验内容：

1、熟悉MATLAB程序编辑与设计环境。 2、用for循环语句实现求1～100的和。

3、用for循环语句实现编写一个求n阶乘的函数文件。

4、一行100列的Fibonacci数组a，元素满足Fibonacci 规则：a(1)=a(2)=1， a(i)=a(i-1)+a(i-2)(i=3,4,…)，求该数组中第一个大于10000的元素。 练习B 思考题

4、已知一维数组A=[2,4,5,8,10],B=[4,6,9,3,4]，用for循环语句实现AiBni1。

i1n求和函数可用sum()。.

5、利用for循环求1！+2！+3！+ … +5！的值。.

6、编写M函数表示曲线y2=e-t/3sin(3t)以及它的包络线y1=e-t/3，并从命令窗口输入命令语句绘制曲线，t的取值范围是[0,4π]。

7、设f(x)11，编写一个M函数文件，使得调用f(x)24(x2)0.1(x3)0.01时，x可用矩阵代入，得出的f(x) 为同阶矩阵

三、实验结果：

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1）2）

3）4）

5）6）

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实验五 MATLAB图形绘制

一、实验目的：

1、学习MATLAB图形绘制的基本方法；

2、熟悉和了解MATLAB图形绘制程序编辑的基本指令；

3、熟悉掌握利用MATLAB图形编辑窗口编辑和修改图形界面，并添加图形 的各种标注；

4、掌握plot、subplot的指令格式和语法。

二、实验内容：

1. 二维曲线绘图基本指令演示。本例运作后，再试验plot(t), plot(Y),

plot(Y,t) ，以观察产生图形的不同。

2. 用图形表示连续调制波形Y=sin(t)sin(9t) 及其包络线。

3. 在一个图形窗口绘制正弦和余弦曲线，要求给图形加标题“正弦和余弦

曲线”，X轴Y轴分别标注为“时间t”和“正弦、余弦”，在图形的某个位置标注“sin(t)”“cos(t)”，并加图例，显示网格，坐标为正方形坐标系。

三、实验结果：

1）

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精选

2）

3）

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实验六 MATLAB数值及符号运算

一、实验目的：

1、掌握矩阵的基本运算； 2、掌握矩阵的数组运算； 3、掌握多项式的基本运算； 5、掌握求解代数方程的方法。

二、实验内容：

1.已知a=[1 2 3;4 5 6;7 8 0]，求其特征多项式并求其根。 2.用MATLAB求解下面的的方程组。

212x14791532x72 22115x3113213x403.已知多项式a(x)=x2+2x+3，b(x)=4x2+5x+6，求a，b的积。

d2ydydy4.求解微分方程222y0,y(0)1,(0)0，并画出相平面图。

dtdtdt5.已知系统冲激响应为h(n)=[0.05,0.24,0.40,0.24,0.15,-0.1,0.1] ，系

统 输入u(n)由指令randn('state',1);u=2*(randn(1,100)>0.5)-1产生，该输入信号的起始作用时刻为0。试用直杆图（提示：用stem指令）画出分别显示该系统输入、输出信号的两张子图。

三、实验结果：

1）2）3）

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4）

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5）

实验七 采用SIMULINK的系统仿真

精选

一、实验目的：

1、熟悉SIMULINK 工作环境及特点

2、掌握线性系统仿真常用基本模块的用法 3、掌握SIMULINK 的建模与仿真方法

二、实验内容：

d2xdx1. 利用SIMULINK求解微分方程 2(1x2)x0，方程的初始

dtdt条件为x(0)=1，

dx(0)0。在增益模块‘Gain’取值分别为2和100dt的情况下（即2，100）运行，给出运行结果。

2. 已经系统框图，求传递函数，并求阶跃响应。

UA1+-1s1+-A2G21s1A3+-G11s1G31s1G4Y1s1G6-+A51s1G5-+A4

3、用两种滤波器设计方法实现教材例7.2-1

三、实验结果

1）

系统模型:

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运行波形：

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2）

3）

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幅频，相频响应曲线：

冲击响应：

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实验八 MATLAB综合应用应用

一、实验内容：

1. 利用Simulink求解I(t)exdx在区间t[0,1]的积分，并求出积分值

0t2I(1).

2. 时变系统的仿真：对时变受控对象模型 ，考虑一个控制系统模型如图所

示， 其中：KP200,Ki10,2，均为常 数，试分析闭系统的阶跃响应曲线。

二、实验结果：

1）

模型图：

波形图：

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2）

模型图：

波形图：

精选

实验九 MATLAB在信号与系统中的应用

一、实验目的：

1、掌握利用MATLAB求解LTI系统的方法； 2、掌握用MATLAB中滤波分析的函数命令； 3、熟悉MATLAB信号处理工具箱；

二、实验内容：

2n1、已知二阶系统传递函数为H(s)2，当n1时，试计算阻2s2nsn

尼比从0.1～1时的二阶系统的阶跃响应，并绘制阶跃响应三维网格曲面图。

1,2、某LTI系统的单位冲激响应h(t)e0.1t，输入x(t)0,

初始条件为 0，求系统响应 y(t).

1t10其它，

3、求教材P251例7.2-1滤波器对信号输入x(n)=0.8n（n=0:31）的响应y(n). 画出输入x(n)、输出y(n)波形。

三、实验结果：

1）

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2）

3）

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