MATLAB程序设计实验指导书

MATLAB程序设计实验指导书MATLAB是集数值计算、符号运算及图形处理等强大功能于一体的科学计算

语言。作为强大的科学计算平台，它几乎能满足所有的计算需求。在美国及其他发达国家的理工科院校里，MATLAB已经作为一门必修的课程；在科研院所、大型公司或企业的工程计算部门，MATLAB也是最普遍的计算工具之一。有鉴于此，我院开设了《MATLAB程序设计》这门课程，它需要一定的理论基础，同时又具有很强的实践性。如何加强理论课程的学习、加深学生对本课程中的基本理论知识及基本方法的理解，如何培养学生实践动手能力是教学的当务之急。而MATLAB程序设计实验课程就是一种重要的教学手段和途径。

实验将MATLAB程序设计的基本方法灵活地运用在数学、电路等课程中，重点突出，内容丰富。同时，注重理论分析与实际动手相结合，以理论指导实践，以实践验证基本原理，旨在提高学生分析问题、解决问题的能力及动手能力，使学生进一步巩固基本理论知识，建立比较全面的MATLAB程序设计的概念。

实验注意事项

1、实验系统接通电源前请确保电源插座接地良好。

2、完成实验后请确保关闭电脑电源及插座电源。

实验一 矩阵及其运算

一、实验目的

1、熟悉MATLAB 工作环境

2、掌握矩阵和数组的创建、寻访和运算 二、实验内容

验证欧姆定律：i

u

r ，其中i u r , ,分别是电阻（欧姆）、电压（伏特）、电流

（安培）。已知u=[0.89, 1.20, 3.09, 4.27, 3.62, 7.71, 8.99, 7.92, 9.70, 10.41]，i=[0.028, 0.040, 0.100, 0.145, 0.118, 0.258, 0.299, 0.257, 0.308, 0.345]。 三、实验器材

PC 机 （装有 MA TLAB 软件 ） 1台 四、实验原理 4.1 Desktop 简介

MATLAB R2006a 版的Desktop 操作桌面，是一个高度集成的MATLAB 工作界面。其默认形式，如图1-1所示。

图1-1 Desktop 操作桌面的默认外貌

该桌面的上层铺放着三个最常用的界面：指令窗（Command Window ）、当前目录（Current Directory ）浏览器、历史指令（Command History ）窗。在当前目录窗的下面还铺放一个MATLAB 内存工作空间（Workspace ）浏览器。 ● 指令窗

该窗是进行各种MATLAB 操作的最主要窗口。在该窗内，可键入各种送给MATLAB 运作的指令、函数、表达式；显示除图形外的所有运算结果；运行错误时，给出相关的出错提示。 ● 历史指令窗

该窗记录已经运作过的指令、函数、表达式，及它们运行的日期、时间。该窗中的所有指令、文字都允许复制、重运行及用于产生M 文件。 ● 当前目录浏览器

在该浏览器中，展示着子目录、M 文件、MA T 文件和MDL 文件等。对该界

面上的M文件，可直接进行复制、编辑和运行；界面上的MA T数据文件，可直接送入MATLAB工作内存。此外，对该界面上的子目录，可进行Windows平台的各种标准操作。

工作空间浏览器

该浏览器默认地位于当前目录浏览器的后台。该窗口罗列出MATLAB工作空间中所有的变量名、大小、字节数；在该窗中，可对变量进行观察、图示、编辑、提取和保存。

捷径（Start）键

引出通往本MATLAB所包含的各种组件、模块库、图形用户界面、帮助分类目录、演示算例等的捷径，以及向用户提供自建快捷操作的环境。

4.2 数值数组的创建和寻访

4.2.1 一维数组的创建

1、递增/减型一维数组的创建

1）“冒号”生成法

x=a:inc:b

a是数组的第一个元素；inc是采样点之间的间隔，即步长，inc可以缺省，省略时，默认其取值为1；若(b-a)是inc的整数倍，则所生成数组的最后一个元素等于b，否则小于b。

2）线性或对数定点法

x=linspace(a,b,n) 以a、b为左右端点，产生线性等间隔的(1×n)行数组

x=logspace(a,b,n) 以a、b为左右端点，产生对数等间隔的(1×n)行数组2、其他类型一维数组的创建

1）逐个元素输入法

这是最简单，但又最通用的构造方法。

2）运用MATLAB函数生成法

MATLAB提供许多生成特殊数组的函数，表1-1列出了最常用函数。

例1-1一维数组的常用创建方法举例。

a1=1:6

a2=1:-0.1:0

a1 =

1 2 3 4 5 6

a2 =

Columns 1 through 6

1.0000 0.9000 0.8000 0.7000 0.6000 0.5000

Columns 7 through 11

0.4000 0.3000 0.2000 0.1000 0

b1=linspace(0,pi,4)

b1 =

0 1.0472 2.0944 3.1416

rand('state',0) %把伪随机发生器置为0状态

c1=rand(1,5)

c1=

0.9501 0.2311 0.6068 0.4860 0.8913

4.2.2 二维数组的创建

1、小规模数组的直接输入法

对于较小数组，从键盘上直接输入最简便。二维数组必须有以下3个要素：1）整个输入数组必须以方括号“[ ]”为其首尾；

2）数组的行与行之间必须用分号“;”或回车键隔离；

3）数组元素必须由逗号“,”或空格分隔。

2、中规模数组的数组编辑器创建法

当数组规模较大，元素数据比较冗长时，就不宜采用指令窗直接输入法，此时借助数组编辑器比较方便。

图1-2 工作空间变量数组编辑器

3、中规模数组的M文件创建法

对于经常需要调用的数组，当数组规模较大而复杂时，可以为它专门建立一个M文件。下面通过例子来说明这种M文件的创建过程。

例1-2创建和保存数组AM的MyMatrix.m 文件。

（1）打开文件编辑调试器，并在空白填写框中输入所需数组（见图1-3）。（2）最好在文件的首行编写文件名和简短说明，以便查阅（见图1-3）。（3）保存此文件，并且文件起名为MyMatrix.m 。

（4）以后只要在MATLAB指令窗中，运行MyMatrix.m文件，数组AM 就会自动生成于MATLAB内存中。