MATLAB及Simulink应用实验指导书+答案

《MATLAB及应用》实验指导书

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汽车工程系

电测与汽车数字应用中心

目录

实验04051001 MATLAB语言基础1

实验04051002 MATLAB科学计算及绘图4实验04051003 MATLAB综合实例编程6

实验04051001MATLAB 语言基础

1实验目的

1) 熟悉MATLAB 的运行环境 2) 掌握MATLAB 的矩阵和数组的运算 3) 掌握MATLAB 符号表达式的创建 4) 熟悉符号方程的求解

2实验内容

说明：从下面的题目、第1~4章课后习题中任选10题，学号为奇数的选择奇数号题，学号为偶数的选择偶数号题，并在答案之前标注题目来源，例如“课本第1章题2”、“指导书题3”等。可以采用notebook 格式输出结果（关于notebook 请查阅其他参考资料，或上网搜索） 例如：

课本第4章题1.一个半径为r 的求体积V 和表面积A 分别为:3

3

4r V π=

、24r A π= a.给出以下程序的伪代码描述：计算当30≤≤r 米时的V 和A ，并同时绘制V 相对于A 的图形。 b.编写和运行部分a 中所描述的程序。

解：clc,clear; r=0:0.1:3; V=4/3*pi*r.^3; A=4*pi*r.^2; plot(A,V);grid on; xlabel('Surface Area'); ylabel('Volume');

1.在一个已知的测量矩阵T（100×100）中，删除整行全为0的行，删除整列内容全为0的整列（判

断某列元素是否为0方法：检查T(: ,i).*(T(: ,j))是否为0）。

2.假设汽车系在下列各年度的人口统计如表所示

试用一个二维矩阵STU表示上述数据，并请计算出下列各数值：

（1）汽车系在2002~2006年之间的每年平均新生、毕业生人数。

（2）5年来汽车系共有多少毕业生？

（3）在哪几年，新生数目比毕业生多？

（4）5年来每年的毕业生对新生的比例平均值为何？

3.完成下列矩阵运算：

（1） 使用randn 产生一个（10×10）的矩阵A

（2） 计算B=（A+A ’）/2。请注意，B 一定是一个对称矩阵 （3） 计算矩阵B 的特征向量e 1 e 2 … e 10（使用函数eig ） （4） 验证在i 不等于j 的情况下，e i 和e j 的内积必定为0 4. 下列 MATLAB 语句用于画出函数 x

0.2e

2)-=y(x 在[0,10]的值。

x = 0:0.1:10; y = 2*exp(-0.2*x); plot(x, y);

利用 MATLAB 的M-文件编辑器创建一个新的 M-文件，输入上述代码，保存为文件test1.m 。然后在命令窗口中输入 test1 执行这个文件。看得到什么结果？ 5. 熟悉MATALB 帮助的使用：

1) 通过以下两种方式得到关于 exp 函数的帮助

（a ） 在命令窗口中输入 help exp 命令； （b ） 运用帮助空间窗口。

2) 使用lookfor 命令寻找以10为底的对数函数。 6. 假设u=1和v=3,用 MATLAB 语句编写下列语句

a. 3v

4u

b.)v u /(2v

2

+- c.)u v /(v 333- d.3/v 42π

7. 应用 MATLAB 帮助窗口查找显示当前目录的命令。

a) MATLAB 启动时的当前目录是什么？

b) 创建一个新的目录mynewdir ，并将其改变为当前目录。然后打开M-文件编辑窗口，增加以

下语句：

% create an input array from -2*pi to 2*pi t = -2*pi:pi/10:2*pi; % calculate|sin(t)| x=abs(sin(t)); %plot result plot(t,x);

把此文件以 test2.m 为文件名保存，然后在命令窗口中输入 test2 执行此文件。

c) 关闭绘图窗口，返回到原始目录，然后在命令窗口中输入 test2。看有何情况发生，为什么。

3思考题

1. MATLAB 中，数组与矩阵在表示与应用上有哪些区别。

实验04051002 MATLAB 科学计算及绘图

1实验目的

1) 熟悉MATLAB 所提供的常用数值计算的函数(方程（组）的求解、插值、拟合)； 2) 掌握MATLAB 二维图形绘制命令及其图形控制（plot 、loglog 、contour 、polar 等）； 3) 熟悉MATLAB 三维图形绘制命令及其图形控制(mesh 、surf 等)。

2实验内容

说明：从下面的题目、第5~8章课后习题中任选10题，学号为奇数的选择奇数号题，学号为偶数的选择偶数号题，并在答案之前标注题目来源，例如“课本第7章题2”、“指导书题3”等。可以采用notebook 格式输出结果（关于notebook 请查阅其他参考资料，或上网搜索）

1. 求f(x) = 4x 6

-x+x 3

-95在（0，100）上最大值、最小值，根。（使用函数fminbnd 、roots ） 2. 求解常微分方程x ’’=-x ’+x+1，x ’(0)=1，x(0)=0（使用函数dsolve ） 3. 已知t=an 2+bn ，测得对应数据如下：（多项式插值interp1）

t = [0,20,40,60,80,100,120,140,160,183.5];

n = [0,1153,2045,2800,3466,4068,4621,5135,5619,6152]; 试求a 和b 的值。

4. 请用梯形法、辛普森法分别计算积分值

⎰

++1

21dx x x （trapz 、quad ）