MATLAB与系统仿真实验指导书

实验指导书（标准格式）《MATLAB与系统仿真》实验指导书课程编号：ME2121025课程名称：MATLAB与系统仿真适应专业：电气工程及其自动化课程类别：限选实验教学种类：上机课程总学时：30＋6实验学时：6执笔人：勾燕洁西安电子科技大学机电工程学院2006 年9 月目录实验一MA TLAB的基本使用及矩阵操作------------------- 3 实验二MA TLAB编程与图形处理---------------------------- 9 实验三MA TLAB中的数值运算与系统仿真---------------- 15实验一MA TLAB的基本使用及矩阵操作一、实验目的和要求熟悉MA TLAB的界面和基本操作，掌握矩阵的建立方法及各种运算。

1．熟悉MA TLAB软件的界面和帮助系统。

2．掌握MA TLAB软件中关于矩阵建立、矩阵初等变换以及矩阵算术、关系、逻辑运算的各种命令。

3．掌握MA TLAB软件中M函数和M文件的编写，以及程序结构与控制，学会编写一般程序。

二、实验内容1．启动与退出2．数、数组、矩阵的输入3．MA TLAB的基本命令4．矩阵大小的测试5．矩阵元素的操作6．特殊矩阵的产生7．矩阵的算术运算8．矩阵的关系运算9．矩阵的逻辑运算10．常用函数三、实验仪器、设备（软、硬件）及仪器使用说明PC机一台，注意正确开、关机及打开软件。

四、实验原理无五、实验方法与步骤1．启动与退出双击MA TLAB图标，进入MA TLAB命令窗口，即可输入命令，开始运算；观察各个窗口以及菜单；单击File菜单中的Exit，或使用MATLAB的Exit命令退出。

2．数、数组、矩阵的输入（1）数的输入>>a=25>>b=3-9i问题1.1：输入“>>a=25;”，结果有什么区别？（2）数组的输入>>c=[1,2,3,4;5,6,7,8]>>d=0:1:10>>e=linspace(1,11,6)问题1.2：体会以上输入方法有什么区别和联系？若A为在0～2 之间均匀分布的22个数据，B=(1.3,2.5,7.6,2,-3)，C=(23,20,17,14,11,8,5,2)，各用何种方法输入较简单？（3）矩阵的输入>>A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9]问题1.3：输入“A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]”，结果相同吗？MA TLAB中对变量名有什么规定？3．MA TLAB的基本命令（1）变量的存储与调用>>save data a b c>>load data（2）MA TLAB命令编辑使用↑键和↓键查看或执行以前执行过的命令（3）显示格式设定>>d=1223.58>>format short e>>d>>format rat>>d（4）工作空间管理>>who a b>>whos>>workspace>>path>>clear %注意工作空间的变化（5）窗口清屏命令>>clc问题1.4：执行命令“clc”和“clear”结果有何不同？（6）联机求助>>help eig>>demo4．矩阵大小的测试（1）>>f=length(A)（2）>>[n,m]=size(A)（3）>>g=nidms(A)问题1.5：以上三个命令有什么区别？5．矩阵元素的操作>>A (1,:)>>A ([1,3],:)>>A (2:3,1:2)问题1.6：输入“A (2,3)”，结果任何，输入“A (6)”，结果相同吗？>>A ([1,3],:)=A ([3,1],:)>>A (2,:)=4>>A (find(A==4))=0>>A (3,:)=[]>>reshape (A,3,2)问题1.7：如何将A的第2列和第3列互换？输入“reshape (2,4)”能否得到正确结果？>>A (4,5)=2>>[A(1:3,2:4),A(2:4,1:3);A,A(:,2)]>>diag(A,1)>>tril(A,2)>>triu(A,2)>>flipud(A)>>fliplr(A)>>rot90(A)问题1.8：输入“rot90(A,2)”和“rot90(A,-2)”结果有区别吗？6．特殊矩阵的产生>>B=eye(5)>>C=ones(2,3)>>D=zeros(3,2)>>E=rand(2,5)>>randn(3,4)>>vander([2 3 9])问题1.9：产生一个在[10,20]内均匀分布的4阶随机矩阵。

>>logspace (0,2,5)>>diag([3,5,2])>>hilb(4)>>F=magic(5)7．矩阵的算术运算>>A’>>det(F)>>rank(F)>>inv(F)>>eig(F)>>[V,D]=eig(F)>>trace(F)>>3*B>>B+F>>F-B>>B*F>>F/B>>F\B>>F^2问题1.10：分组比较“B*F”和“B.*F”，“F/B”和“F./B”，“F\B”和“F.\B”，“F^2”和“F.^2”以及“2^B”和“2.^B”的区别。

8．矩阵的关系运算>>A>3>>B~=0>>C==0>>F<=B问题1.11：输入“2<4”，结果如何？9．矩阵的逻辑运算>>h=4|0>>k=xor(3,5)>>B-1&F>>G=~C问题 1.12：输入“x=1:5”，“y=3:7”，“t1=x-2>3”，“t2=（x>3)-y”，“t3=~t1-2”，“t4=(x>1)&(y<6)”，结果如何？从中体会逻辑操作符、关系操作符、计算操作符的优先等级和计算先后次序。

10．常用函数>>floor(5.8)>>ceil(-6.2)>>round(7.5)>>fix(4.4)问题1.13：以上四个取整函数有什么区别？>>rem(-3,2)>>mod(-3,2)问题1.14：以上两个求余函数有什么区别？六、实验报告要求1．将实验步骤中的每一条命令输入软件中，观察执行结果并记录下来，体会相似命令之间的差异；回答实验步骤中的问题。

2．将所有命令的执行结果及其后的问题写成实验报告。

七、实验注意事项无八、参考资料朱衡君主编《MATLAB语言及实践教程》（第一版），北京：清华大学出版社；北京交通大学出版社，2004.10徐金明主编《MATLAB实用教程》，北京：清华大学出版社，2005九、讨论与思考实验二MA TLAB编程与图形处理一、实验目的和要求掌握MA TLAB编程，掌握二维绘图和基本数值计算，了解三维绘图。

1．掌握MA TLAB软件的程序结构与控制、程序文件和函数文件的建立及调用函数。

2．掌握MA TLAB软件中关于二维绘图、图形修饰和标注以及绘制一些特殊图形的命令。

3．掌握MA TLAB软件中多项式运算、线性方程组的解法。

4．了解三维绘图的命令。

二、实验内容1．M文件2．选择语句3．循环语句4．二维绘图基本命令5．图形修饰与控制6．特殊二维图形7．绘制三维图形三、实验仪器、设备（软、硬件）及仪器使用说明PC机一台，注意正确开、关机及打开软件。

四、实验原理无五、实验方法与步骤1．M文件（1）程序文件单击MA TLAB菜单栏上的新建按钮，进入MA TLAB文件编辑窗口，即可输入各种程序及函数，编辑完成后保存文件，并在命令窗口中执行。

建立程序文件，在文件编辑窗口输入：A=[1 2;3 4]B=[5 6;7 8]C=A*BD=rank(A+B)以文件名“ex”存盘，回到命令窗口输入“ex”调用程序文件。

>>ex（2）函数文件单击MA TLAB菜单栏上的新建按钮，进入MA TLAB文件编辑窗口，定义函数之后，编写函数，编辑完成后保存文件，文件名必须要与函数名相同。

然后可以在命令窗口或程序文件中调用。

建立文件名为“my”的文件，在文件编辑窗口输入：function [v,s]=my(v0,a,t)v=v0+a*t;s=v0*t+a*t^2/2;存盘，在命令窗口调用my函数，要注意参数的匹配：>>[v,s]=my(2,4,5)2．选择语句（1）if条件语句编写程序文件比较数的大小a=3;b=6;if a>bmax=aelseif a==bmax=’两数相等’elsemax=b;disp([‘最大值为：’,num2str(max)]);end保存并在命令窗口调用。

问题2.1：编程：从键盘输入三个数，按大小顺序输出。

（2）switch分支选择语句var=input(‘输入一位数’)switch varcase{1,2,3},disp(‘第一种情况’)case{4,5,6},disp(‘第二种情况’)case{7,8,9},disp(‘第三种情况’)otherwise,disp(‘意外的情况’)end保存并在命令窗口调用。

3．循环语句（1）for循环语句编写程序利用for循环求出从100～200之间的所有素数for m=101:200k=fix(sqrt(m));for i=2:k+1if rem(m,i)==0;break;endendif i>k+1disp(int2str(m))endend保存并在命令窗口调用。

问题2.2：建立一个程序文件A=[2,5,0;2,4,7;3,1,9]for k=Ay=k(1)-k(2)+k(3)end执行结果如何？（A为矩阵，计算时将按列分步赋值）问题2.3：编程求nnS a aa aaa aa a=++++的值，其中a是一个1～9之间的数字，a和n都由键盘输入。

（2）while循环语句用while循环求100～200的和sum=0;i=1;while i<=100sum=sum+I;i=i+1;endsum保存并在命令窗口调用。