matlab实验(西北农林科技大学)

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1、 真诚为您提供优质参考资料，若有不当之处，请指正。课 程 实 验 报 告学年学期 2015-2016学年第2学期 课程名称 MATLAB与科学计算 实验名称 实验一 MATLAB环境与数值计算实 验 室 测量测绘实验中心计算机室专业年级 土木13级 学生姓名 学生学号 20130 提交时间 2016-06-02 成绩 任课教师 王 增 红 水利与建筑工程学院1 / 20实验一 MATLAB环境与数值计算1、目的和要求（1）熟练掌握MATLAB的启动和退出、MATLAB的命令窗口；常用选单和工具栏，通过实例初步认识对MATLAB的命令和程序运行等。（2）熟练掌握MATLAB变量的使用；（3）熟练

2、掌握矩阵的创建、掌握MATLAB的矩阵和数组的运算；（4）熟悉MATLAB多项式的运用，掌握MATLAB的拟合和插值方法、积分运算和统计运算。2、内容和步骤参见教材实验一、二。3、实验报告提交要求 （1）用MALTAB命令和M程序两种方式求解三元一次方程组。答：以求解三元一次方程组2a-b+3c=53a+b-5c=54a-b+c=9 为例：MALTAB命令 a=2 -1 3;3 1 -5;4 -1 1; b=5;5;9; x=abx = 2 -1 0M程序a=2 -1 3;3 1 -5;4 -1 1;b=5;5;9;x=ab运行结果：x = 2 -1 0（2）用MALTAB命令和M程序两种方式

3、求解33复数矩阵的模和相角。答：MALTAB命令 a=fix(20*rand(3,3)a = 16 18 5 18 12 10 2 1 19 b=magic(3); A=a+b*I; r=abs(A)r = 17.8885 18.0278 7.8102 18.2483 13.0000 12.2066 4.4721 9.0554 19.1050 theta=angle(A)*180/pitheta = 26.5651 3.1798 50.1944 9.4623 22.6199 34.9920 63.4349 83.6598 6.0090M程序a=fix(20*rand(3,3)b=magic(3

4、);A=a+b*i;r=abs(A)theta=angle(A)*180/pi运行结果：a = 15 0 13 19 16 15 13 18 14r = 17.0000 1.0000 14.3178 19.2354 16.7631 16.5529 13.6015 20.1246 14.1421theta = 28.0725 90.0000 24.7751 8.9726 17.3540 25.0169 17.1027 26.5651 8.1301（3）创建一个44矩阵，求逆矩阵、产生对角矩阵、求矩阵的秩等。 a=fix(20*rand(4,4)a = 1 2 6 10 10 11 3 3 15

5、9 15 12 18 0 6 5 ni=inv(a)ni = -0.0054 0.0251 -0.0294 0.0664 -0.0079 0.0863 0.0074 -0.0536 -0.1375 -0.1174 0.1740 -0.0722 0.1846 0.0507 -0.1029 0.0474 duijiao=diag(a)duijiao = 1 11 15 5 zhi=rank(a)zhi = 4（4) 创建两个44矩阵进行加、减、乘法和左除运算。 a=fix(10*rand(4,4)+1)a = 3 7 2 3 8 9 2 9 3 10 3 3 6 6 9 10 b=fix(10*r

6、and(4,4)+1)b = 4 5 6 8 2 4 10 4 3 9 3 6 7 6 8 1 a-bans = -1 2 -4 -5 6 5 -8 5 0 1 0 -3 -1 0 1 9 a+bans = 7 12 8 11 10 13 12 13 6 19 6 9 13 12 17 11 a*bans = 53 79 118 67 119 148 216 121 62 100 151 85 133 195 203 136 abans = 14.0000 -5.0000 20.0000 28.0000 -2.1370 1.6438 -3.0822 -3.7397 5.4110 -0.9315

7、 6.2466 9.2192 -11.2877 3.4521 -14.9726 -22.7534（5）创建一个一元四次多项式，进行多项式求值，求根计算。解：以函数y=5x4+4x3+3x2+2x+1为例： p=5,4,3,2,1p =5 4 3 2 1 p=5,4,3,2,1; polyval(p,3) %计算x=3时多项式的值ans =547 roots(p) %计算多项式的根ans = 0.1378 + 0.6782i 0.1378 - 0.6782i -0.5378 + 0.3583i -0.5378 - 0.3583i（6）创建一个一元三次多项式，取十个不同自变量值，计算多项式的值，并

8、分别进行一阶、二阶拟合，图示原始数据和拟合结果解： p=fix(10*rand(1,4)+1)p = 7 7 8 5 x=1:2:20; y=polyval(p,x); p1=polyfit(x,y,1);p2=polyfit(x,y,2); y1=polyval(p1,x);y2=polyval(p2,x); plot(x,y1,r) hold on plot(x,y2)（7）自建一个一元三次多项式，取十个不同自变量值，计算多项式的值，并用线性、相邻点和三次插值，图示其插值结果。解： p=fix(10*rand(1,4)+1)p = 7 1 3 6 x=1:3:30; y=polyval(p

9、,x); y01=interp1(x,y,12) %线性插值y01 = 12774 y02=interp1(x,y,12,nearest) %相邻点插值y02 = 15593 y03=interp1(x,y,12,cubic) %三次插值y03 = 1.2310e+004 plot(x,y) hold on plot(12,y01,or) plot(12,y02,*g) plot(12,y03,+)（8）给出多组温度的测定值（内含平均温度、最低、最高温度），并求其平均温度、最低、最高温度的平均值、标准差等。解： a=fix(40*rand(6,3)+1)a = 39 32 28 20 39 3

10、1 33 27 30 6 2 16 17 34 27 37 38 7 mean(a) %各列的平均值ans = 25.3333 28.6667 23.1667 std(a) %各列的标准差ans = 13.0639 13.7647 9.5795课 程 实 验 报 告学年学期 2015-2016学年第2学期 课程名称 MATLAB与科学计算 实验名称 实验二 MATLAB的符号计算与可视化实 验 室 测量测绘实验中心计算机室专业年级 土木13级 学生姓名 学生学号 提交时间 2016-06-02 成绩 任课教师 王 增 红 水利与建筑工程学院实验二 MATLAB的符号计算与可视化1、目的和要求（

11、1）熟练掌握MATLAB符号表达式的创建、代数运算及化简。（2）熟悉符号方程的求解。（3）熟练掌握MATLAB二维曲线、三维图形的绘制。（4）熟练掌握各种特殊图形的绘制。2、内容和步骤参见教材实验三、四。3、实验报告提交要求 （1）使用sym和syms命令创建符号变量和符号表达式；sym命令 sym(x,real)ans =x sym(y=3*x8+7*x6+x+1)ans =y = 3*x8 + 7*x6 + x + 1syms命令 syms x y real yy=x +i*y3yy =y3*i + x （2）用常数替换符号变量。解： syms x y z=x6+y5+x*yz =x6 +

12、 x*y + y5 subs(z,x,5) %用5替换了xans =y5 + 5*y + 15625（3）寻找两个一元三次符号表达式，分别进行其符号表达式的加、减、乘等运算； 两个一元三次符号表达式 y1=sym(3*x3+2*x2+x+10)y1 =3*x3 + 2*x2 + x + 10 y2=sym(5*x3+3*x2+x+20)y2 =5*x3 + 3*x2 + x + 20加、减、乘运算 y1+y2 %符号表达式相加ans =8*x3 + 5*x2 + 2*x + 30 y1-y2 %符号表达式相减ans =- 2*x3 - x2 - 10 y1*y2 %符号表达式相乘ans =(3

13、*x3 + 2*x2 + x + 10)*(5*x3 + 3*x2 + x + 20)（4）寻找一个可化简的符号表达式，并化简；解： y=sym(x7+x5+1)y =x7 + x5 + 1 factor(y)ans =(x2 + x + 1)*(x5 - x4 + x3 - x + 1)(5) 绘制二维曲线，寻找四种二维的曲线，把图形窗口分割为2列2行，并分别标明图名、坐标等。解：M文件x=-2*pi:0.01:2*pi;subplot(221)plot(x,sin(x)title(y=sin(x)xlabel(x)ylabel(y)subplot(222)plot(x,cos(x)titl

14、e(y=cos(x)xlabel(x)ylabel(y)subplot(223)plot(x,x.2)title(y=x2)xlabel(x)ylabel(y)subplot(224)plot(x,exp(x)axis(-5,5,0,12)title(y=ex)xlabel(x)ylabel(y)(6) 绘制特殊图形。参照教材中相关内容，选取不同的数据绘制三维条形图；M文件y=fix(50*rand(4,3)+1)x=2:5bar3(x,y)（7）随机产生正态分布的数据100个，给出统计数据，并绘制饼状图。解：M文件a=fix(100*randn(10,10)s1=0;s2=0;s3=0;s4

15、=0;for n=1:100 if a(n)=-100 s1=s1+1; elseif a(n)=0 s2=s2+1; elseif a(n)100 s3=s3+1; else s4=s4+1; endendy=s1,s2,s3,s4explode=1 1 1 1;pie(y,explode,(=100)注:所有题目要求不同的学生采用不同的符号数字，报告中应列明命令或M文件及结果，（5）（7）题要求用M文件表达。课 程 实 验 报 告学年学期 2015-2016学年第2学期 课程名称 MATLAB与科学计算 实验名称 实验三 MATLAB程序设计 实 验 室 测量测绘实验中心计算机室专业年级

16、级 学生姓名 学生学号 1 提交时间 2016-06-02 成绩 任课教师 王 增 红 水利与建筑工程学院实验三 MATLAB程序设计1、目的和要求（1）熟练掌握MATLAB的程序流程控制结构。（2）熟练掌握M文件的结构。（3）熟练掌握函数调用和参数传递。2、内容和步骤参见教材实验五。3、实验报告提交要求 用for语句、while和函数调用三种方式分别对下述两题进行编程，并上机进行操作、运行出结果。(1) n30即可While语句：function cos234(x,n)f=1;sum=1;i=1;while i cos234(pi,30)sum = -1函数调用function z=cos1

17、23(x,n)y=1;for m=1:n y=y+(-1)m*x(2*m)/jiecheng(2*m);endyfunction s=jiecheng(n)s=1;for i=1:n s=i*s;end结果： cos123(pi,32)y = -1.0000For 语句function z=cos222(x,n)y=1;for m=1:n s=1; for i=1:2*m s=s*i; end y=y+(-1)m.*x(2*m)/s;endy结果： cos222(pi,34)y = -1.0000（2） (-1x1) n2000即可For语句function zky(x,n)s=x;for i

18、=1:n s=s+(-1)i*x(i+1)/(i+1);ends结果： zky(1,2000)s = 0.6934While语句function zky2(x,n)s=x;j=1;while j zky2(1,2000)s = 0.6934函数调用function zky3(x,n)s=x;for i=1:n s=s+xx(x,i);endsfunction y=xx(x,n) y=(-1)n*x(n+1)/(n+1);结果： zky3(1,2000)s = 0.6934课 程 实 验 报 告学年学期 2015-2016学年第2学期 课程名称 MATLAB与科学计算 实验名称 实验四 Simu

19、link仿真 实 验 室 测量测绘实验中心计算机室专业年级 土级 学生姓名 学生学号 提交时间 2016-06-02 成绩 任课教师 王 增 红 水利与建筑工程学院实验四 Simulink仿真1、目的和要求掌握Simulink的模型窗口、创建过程，会设置模块和信号线参数。2、内容和步骤参见教材7.5.2小节内容。3、实验报告提交要求 (1) 使用Simulink模型窗口用两种方法建立二阶系统的仿真模型，并写出具体步骤。法一： 打开simulink窗口，新建一个模型。 在“Sources”模块库选择“Step”模块，在“Conyinuous”模块库选择“Transfer Fcn”模块，在“Mat

20、h Operations”模块库选择“Sum”模块，在“Sinks”模块库选择“Scope”模块。连接各模块，从信号线引出分支点，构成环闭系统。 设置模块参数，打开“Sum”模块“参数设置”对话框，将“Icon shape”设置为“rectangular”，将“List of signs”设置为“+-”。在“Transfer Fcn”模块的“参数设置”对话框中，将坟墓多项式“Denominator”设置为“1 0.6 0”。在“Step”模块的“参数设置”对话框中，将“Step time”修改为0。 添加信号线文本注释。 方针并分析。 在Simulink模型窗口，选择菜单“Simulation

21、”“Simulation parameters”命令，在“Solver”页将“Stop time”设置为15，单机“Start simulation”按钮，示波器显示时间为15s。打开示波器的“y坐标设置”对话框，将y坐标的“Y-min”改为0，“Y-max”改为2。运行后得到下图。 图二图一法二：将法一中系统的结构修改成使用积分模块（integrater）和零极点模块（zero-pole）串联，反馈使用“math operations”模块库中的“gain”模块结构成反馈环的增益为-1，二阶系统结构如图一所示，因此运行后的波形图也与法一所得到的波形图相同。图一图二(2) 使用Simulink模型窗口创建如下所示的模型，并进行仿真。步骤： 选择“sources”模块库中选择两个“sine wave”模块，在“Math Operations”中选择“sum”模块，在“sinks”模块中选择“scope”模块，在“continuous”模块库中选择“integrator”模块。 然后用信号线连接个模块，构成闭环系统。 仿真并分析，单击工具栏中的“start simulation”按钮开始仿真，在示波器上显示仿真波形。图二图一 温馨提示：最好仔细阅读后才下载使用，万分感谢！