matlab上機(jī)實(shí)習(xí)報(bào)告.doc

Matlab上機(jī)實(shí)習(xí)報(bào)告專 業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器班 級(jí)：測(cè)控081姓 名：王建巍學(xué) 號(hào)：200800454125指導(dǎo)教師：廖亮實(shí)習(xí)內(nèi)容一 MATLAB基本操作一、 實(shí)習(xí)目的掌握MATLAB的啟動(dòng)和退出；熟悉MATLAB的命令窗口；熟悉其它常用窗口和工具欄。二、實(shí)習(xí)內(nèi)容與步驟1、進(jìn)入MATLAB的開發(fā)環(huán)境。方法一：點(diǎn)擊桌面上的快捷方式或matlab文件夾下的快捷方式圖標(biāo)。方法二：開始所有程序MATLAB6.5MATLAB6.5.EXE。方法三：點(diǎn)擊matlabbinwin32文件夾下的matlab.exe。這三種方法的當(dāng)前目錄不同。優(yōu)先選用方法一?？梢姷饺缦陆换ソ缑妫簣DMatlab默認(rèn)桌名平臺(tái)2、 退出MATLAB的開發(fā)環(huán)境。退出Matlab的方式很多：（1）在Matlab命令窗口的“File”菜單下選擇“Exit Matlab”；（2）快捷鍵“Ctrl+q”；（3）在命令窗口輸入“quit”命令；（4）在命令窗口輸入“exit”命令；（5）用鼠標(biāo)單擊命令窗口右上角的“X”按鈕；（6）用鼠標(biāo)雙擊命令窗口左上角的圖標(biāo)“”。3、熟悉MATLAB的desktop操作桌面（1） 熟悉指令窗（command window）-界面見圖a、 點(diǎn)擊指令窗右上角的可以從將指令窗從操作桌面獨(dú)立出來，點(diǎn)擊指令窗中view菜單下的Dock Command window可以使指令窗嵌入回操作桌面。b、 在指令窗的提示符后面鍵入所以下指令：（122*(7-4)）/32觀察指令窗中的結(jié)果。c、通過下拉菜單File:Preferences改變?cè)O(shè)置指令窗中的字體、顏色等。如： 數(shù)據(jù)顯示格式的設(shè)置：format short 小數(shù)點(diǎn)后四位（缺省情況），如顯示為3.1416。format long 小數(shù)點(diǎn)后十四位，如顯示為3.14159265358979。format bank 小數(shù)點(diǎn)后兩位，如顯示為3.14。format short e 小數(shù)點(diǎn)后四位科學(xué)記數(shù)法，如顯示為3.1416e+000。format long e 小數(shù)點(diǎn)后十五位科學(xué)記數(shù)法，如顯示為3.141592653589793e+000。（2）熟悉當(dāng)前目錄瀏覽器（Current Directory）（A）觀察當(dāng)前目錄是什么？（B）打開我的電腦，在E盤下建立一個(gè)名為mydir的文件夾。在MATLAB操作桌面的右上方或當(dāng)前瀏覽器左上方，都有一個(gè)當(dāng)前目錄設(shè)置區(qū)。它包括：“目錄設(shè)置欄”和“瀏覽鍵”，在目錄設(shè)置欄中直接寫待設(shè)置的目錄名，或借助瀏覽鍵和鼠標(biāo)選擇待設(shè)目錄。（3）熟悉工作空間瀏覽器（Workspace Browser）在以上步驟的基礎(chǔ)上，觀察工作空間瀏覽器有哪些變量？在指令窗中who 和whos 兩條指令，觀察指令窗中的結(jié)果。（4）熟悉數(shù)組編輯器(Array Editor)點(diǎn)中Workspace中任意一個(gè)數(shù)組，然后雙擊所選數(shù)組或點(diǎn)擊圖標(biāo)打開數(shù)組編輯器。觀察此數(shù)值數(shù)組內(nèi)部的值。圖：工作空間瀏覽器按照以下步驟建立一個(gè)新的數(shù)組：（A） 在指令窗里，向一個(gè)新變量賦“空”陣。如：A= ;（B） 在內(nèi)存瀏覽器中，雙擊該變量，打開數(shù)組編輯器。（C） 在數(shù)組編輯器左上方的“行維”、“列維”欄中填寫待建數(shù)組的“大小”，于是在編輯窗中就出現(xiàn)待填寫的數(shù)組元素表格。（D） 逐格填寫元素值，直到完成為止。（5）熟悉腳本文件編輯器及運(yùn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的程序。（A）點(diǎn)擊MATLAB上的圖標(biāo)，彈出M文件編輯器；（B）M文件編輯調(diào)試器的空白框中寫入下面指令。t=0:pi/50:4*pi;y0=exp(-t/3);y=exp(-t/3).*sin(3*t);plot(t,y,-r,t,y0,:b,t,-y0,:b)（C）點(diǎn)擊M文件編輯器的（保存圖標(biāo)），或選中【File:Save】下拉菜單項(xiàng)，會(huì)出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的文件保存對(duì)話框。（D）在文件保存對(duì)話框中，選定目錄（如mydir）,填寫文件名（try1）,再按保存鍵，于是把try1.m腳本文件保存到了mydir目錄上了。（E）選中M文件編輯器下拉菜單項(xiàng)【Debug：Run】或按功能鍵F5，就可在圖形窗中看到該程序的運(yùn)行結(jié)果曲線。（6）在指令窗中分別輸入以下指令并觀察其功能： clc,clear,clf，cd，exit,quitclear 清除當(dāng)前工作區(qū)中的所有變量clc 清除指令窗內(nèi)容（未清除當(dāng)前工作區(qū)中的變量）clf 清除圖形窗口cd 設(shè)置當(dāng)前工作目錄exit，quit 退出MATLAB（7）設(shè)置文件存放路徑（A）新建一個(gè)文件夾（自己的名字命名，在機(jī)器的最后一個(gè)盤符）；（B）將該文件夾添加到MATLAB 路徑管理器中，見圖1-6。（C）保存，關(guān)閉對(duì)話框（8）了解MATLAB幫助系統(tǒng) 在指令窗中輸入 help eye，閱讀關(guān)于eye的幫助信息。 點(diǎn)擊MATLAB的菜單項(xiàng)help:Matlab Help。查看自己所需的幫助。實(shí)習(xí)內(nèi)容二 數(shù)值數(shù)組及其運(yùn)算一、實(shí)習(xí)目的1、掌握一維數(shù)組的創(chuàng)建和尋訪；2、掌握二維數(shù)組的創(chuàng)建和尋訪；3、掌握MATLAB的矩陣和數(shù)組的運(yùn)算；4、熟悉MATLAB關(guān)系操作和邏輯操作。二、實(shí)習(xí)內(nèi)容和步驟 （1） 常量與變量系統(tǒng)的變量命名規(guī)則：變量名區(qū)分字母大小寫；變量名必須以字母打頭，其后可以是任意字母，數(shù)字，或下劃線的組合。此外，系統(tǒng)內(nèi)部預(yù)先定義了幾個(gè)有特殊意義和用途的變量，見下表：特殊的變量、常量取 值ans用于結(jié)果的缺省變量名pi圓周率的近似值（3.1416）eps數(shù)學(xué)中無窮小（epsilon）的近似值（2.2204e - 016）inf無窮大，如 1/0 = inf （infinity）NaN非數(shù)，如 0/0 = NaN （Not a Number），inf / inf = NaNi，j虛數(shù)單位：i = j =（2） 數(shù)值型向量（矩陣）的輸入a任何矩陣（向量），可以直接按行方式輸入每個(gè)元素：同一行中的元素用逗號(hào)（，）或者用空格符來分隔；行與行之間用分號(hào)（；）分隔。所有元素處于一方括號(hào)（ ）內(nèi)；例1： Time = 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X_Data = 2.32 3.43；4.37 5.98 b系統(tǒng)中提供了多個(gè)命令用于輸入特殊的矩陣：函數(shù)功 能函數(shù)功 能compan伴隨陣toeplitzToeplitz矩陣diag對(duì)角陣vanderVandermonde矩陣hadamardHadamard矩陣zeros元素全為0的矩陣hankelHankel矩陣ones元素全為1的矩陣invhilbHilbert矩陣的逆陣rand元素服從均勻分布的隨機(jī)矩陣kronKronercker張量積randn元素服從正態(tài)分布的隨機(jī)矩陣magic魔方矩陣eye對(duì)角線上元素為1的矩陣pascalPascal矩陣meshgrid由兩個(gè)向量生成的矩陣上面函數(shù)的具體用法，可以用幫助命令help得到。如：meshgrid(x,y)輸入 x=1 2 3 4; y=1 0 5; X,Y=meshgrid(x, y)，則X = Y = 1 2 3 4 1 1 1 1 1 2 3 4 0 0 0 0 1 2 3 4 5 5 5 5目的是將原始數(shù)據(jù)x，y轉(zhuǎn)化為矩陣數(shù)據(jù)X，Y。（3）符號(hào)向量（矩陣）的輸入a用函數(shù) sym定義符號(hào)矩陣：函數(shù)sym實(shí)際是在定義一個(gè)符號(hào)表達(dá)式，這時(shí)的符號(hào)矩陣中的元素可以是任何的符號(hào)或者是表達(dá)式，而且長(zhǎng)度沒有限制。只需將方括號(hào)置于單引號(hào)中。例2： sym_matrix = sym（a b c；Jack Help_Me NO_WAY） sym_matrix = a, b, c Jack, Help_Me, NO_WAYb用函數(shù)syms定義符號(hào)矩陣先定義矩陣中的每一個(gè)元素為一個(gè)符號(hào)變量，而后像普通矩陣一樣輸入符號(hào)矩陣。例3： syms a b c ； M1 = sym（Classical）； M2 = sym（ Jazz）； M3 = sym（Blues）； A = a b c； M1， M2， M3；sym（2 3 5） a, b, cA = Classical, Jazz, Blues 2, 3, 5（4） 數(shù)組（矩陣）的點(diǎn)運(yùn)算運(yùn)算符：+（加）、-（減）、./（右除）、.（左除）、.（乘方），數(shù)組元素之間直接進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算。例4： g = 1 2 3 4；h = 4 3 2 1； s1 = g + h, s2 = g.*h, s3 = g.h, s4 = g.2, s5 = 2.hs1 = 5 5 5 5s2 = 4 6 6 4s3 = 1 8 9 4s4 = 1 4 9 16s5 = 16 8 4 2（5） 矩陣的運(yùn)算運(yùn)算符：+（加）、-（減）、*（乘）、/（右除）、（左除）、（乘方）、（轉(zhuǎn)置）等；常用函數(shù)：det（行列式）、inv（逆矩陣）、rank（秩）、eig（特征值、特征向量）、rref（化矩陣為行最簡(jiǎn)形）例5： A=2 0 1;1 3 2; B=1 7 1;4 2 3;2 0 1; M = A*B % 矩陣A與B按矩陣運(yùn)算相乘 det_B = det(B) % 矩陣A的行列式 rank_A = rank（A） % 矩陣A的秩 inv_B = inv（B） % 矩陣B的逆矩陣 V,D = eig(B) % 矩陣B的特征值矩陣V與特征向量構(gòu)成的矩陣D X = A/B % A/B = A*B-1，即XB=A，求XM = 0 14 -3 17 13 10X = 0.4000 -1.4000 3.6000 0.0000 1.5000 -2.5000 常見數(shù)學(xué)函數(shù)函 數(shù) 名數(shù) 學(xué) 計(jì) 算 功 能函 數(shù) 名數(shù) 學(xué) 計(jì) 算 功 能abs（x）實(shí)數(shù)的絕對(duì)值或復(fù)數(shù)的幅值floor（x）對(duì)x朝-方向取整acos（x）反余弦arcsingcd（m，n）求正整數(shù)m和n的最大公約數(shù)acosh（x）反雙曲余弦arccoshimag（x）求復(fù)數(shù)x的虛部angle（x）在四象限內(nèi)求復(fù)數(shù) x 的相角lcm（m，n）求正整數(shù)m和n的最小公倍數(shù)asin（x）反正弦arcsinlog（x）自然對(duì)數(shù)（以為底數(shù)）asinh（x）反雙曲正弦arcsinhlog10（x）常用對(duì)數(shù)（以10為底數(shù)）atan（x）反正切arctanreal（x）求復(fù)數(shù)x的實(shí)部atan2（x,y）在四象限內(nèi)求反正切rem（m，n）求正整數(shù)m和n的m/n之余數(shù)atanh（x）反雙曲正切arctanhround（x）對(duì)x四舍五入到最接近的整數(shù)ceil（x）對(duì)x朝+方向取整sign（x）符號(hào)函數(shù)：求出x的符號(hào)conj（x）求復(fù)數(shù)x的共軛復(fù)數(shù)sin（x）正弦sincos（x）余弦cossinh（x）反雙曲正弦sinhcosh（x）雙曲余弦coshsqrt（x）求實(shí)數(shù)x的平方根：exp（x）指數(shù)函數(shù) tan（x）正切tanfix（x）對(duì)x朝原點(diǎn)方向取整tanh（x）雙曲正切tanh如：輸入 x=-4.85 -2.3 -0.2 1.3 4.56 6.75，則： ceil(x)= -4 -2 0 2 5 7 fix(x) = -4 -2 0 1 4 6 floor(x) = -5 -3 -1 1 4 6 round(x) = -5 -2 0 1 5 7（6）在指令窗中輸入x=2 3 pi/2 9 ；x=2,3,pi/2,9 觀察結(jié)果是否一樣？答：結(jié)果一樣（7） 要求在閉區(qū)間上產(chǎn)生50個(gè) 等距采樣的一維數(shù)組A ，試用兩種不同的 指令實(shí)現(xiàn)。要尋訪1到5個(gè)元素如何實(shí)現(xiàn)；尋訪7到最后一個(gè)元素如何實(shí)現(xiàn)；尋訪第2，6，8個(gè)元素如何實(shí)現(xiàn)；尋訪大于2的元素如何實(shí)現(xiàn)。給第3，5，9個(gè)元素賦值100如何實(shí)現(xiàn)； A=linspace(0,2*pi,50); A(1:5)ans = 0 0.1282 0.2565 0.3847 0.5129 A(7:50)ans = Columns 1 through 10 0.7694 0.8976 1.0258 1.1541 1.2823 1.4105 1.5387 1.6670 1.7952 1.9234 Columns 11 through 20 2.0517 2.1799 2.3081 2.4363 2.5646 2.6928 2.8210 2.9493 3.0775 3.2057 Columns 21 through 30 3.3339 3.4622 3.5904 3.7186 3.8468 3.9751 4.1033 4.2315 4.3598 4.4880 Columns 31 through 40 4.6162 4.7444 4.8727 5.0009 5.1291 5.2574 5.3856 5.5138 5.6420 5.7703 Columns 41 through 44 5.8985 6.0267 6.1550 6.2832 A(2 6 8)ans = 0.1282 0.6411 0.8976 pos=find(A2)pos = Columns 1 through 17 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Columns 18 through 34 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50（8）在指令窗中輸入A=1 2 3;4 5 6 觀察結(jié)果；分別用“全下標(biāo)”和“單下標(biāo)”來尋訪第2行第1列的元素，并說明二維數(shù)組元素的存儲(chǔ)順序。 A=1 2 3;4 5 6; A(2,1)ans =4 A(2)ans =4（9）在指令窗中輸入B【1，2，3；6，7，8】，并計(jì)算A.*B;和A*B并說明矩陣相乘和數(shù)組相乘的區(qū)別。 A.*Bans = 1 4 9 24 35 48 A*B? Error using = mtimesInner matrix dimensions must agree.（10）關(guān)系操作和邏輯操作表2-4 Matlab常用關(guān)系運(yùn)算符關(guān)系運(yùn)算符= =說 明小于小于等于大于大于等于等于不等于表2-4 Matlab常用邏輯運(yùn)算符邏輯運(yùn)算符&|Xor說 明與或非異或在指令窗中輸入下列程序，觀察結(jié)果并逐行分析程序的功能。rand(state,0);A=rand(3,5);ii,jj=find(A0.5);disp(ii jj)disp(ii jj) disp(ii jj) ii jjdisp(ii jj) 1 1 3 1 2 2 3 2 3 3 2 4 3 4 1 5 2 5（11）在時(shí)間區(qū)間中，繪出曲線。t=linspace(0,10,100);y0=exp(-t/2);y=1-exp(-t/2).*cos(2*t);plot(t,y)（12）寫出生成如圖2-1所示波形的 MATLAB腳本M文件。圖中虛線為正弦波，要求它的負(fù)半波被置零，且在 處被削頂。x=linspace(0,10,1000);y=sin(x);pos = find(y sqrt(3)/2);pos1 = find(y 0.05);ts=max(tt);plot(t,y,r-,linewidth,3)axis(-inf,6*pi,0.6,inf)set(gca,xtick,2*pi,4*pi,6*pi,ytick,0.95,1,1.05,max(y)grid ontitle(ity=1-e-alphatcosomegat)text(13.5,1.2,fontsize12alpha=0.3)text(13.5,1.1,fontsize12omega=0.7)hold on;plot(ts,0.95,bo,markersize,10);hold offcell_string1=fontsize12uparrow;cell_string2=fontsize16fontname隸書鎮(zhèn)定時(shí)間;cell_string3=fontsize6;cell_string4=fontsize14rmt_s= num2str(ts);text(ts,0.85,cell_string)xlabel(fontsize14bftrightarrow)ylabel(fontsize14bfyrightarrow)觀察指令窗及圖形窗中的結(jié)果。（5）提高部分本實(shí)習(xí)要求事先編寫好解決下面問題的程序，然后上機(jī)輸入程序并調(diào)試運(yùn)行程序。畫出的曲線（t的取值范圍是0到2），在x軸上標(biāo)上0.5，1.2和4.5三個(gè)刻度。在y軸上標(biāo)0.2，1.0，3.5三個(gè)刻度。用xlabel在橫軸下標(biāo)上t;用ylabel在y軸左側(cè)標(biāo)y在圖上用“小紅圈”標(biāo)出第一次使y=0.6的那點(diǎn)位置，并要求在該點(diǎn)旁邊用12號(hào)字，斜體標(biāo)出其橫坐標(biāo)。 clf;t=0:0.001:2*pi;y=exp(-0.5*t).*cos(t);tt=t(find(abs(y-1)0.4);ts=min(tt);plot(t,y,r-,linewidth,3)axis(-inf,2*pi,-0.4,inf)set(gca,xtick,0.5,1.2,4.5,ytick,0.2,0.6,1.0,1.4,3.5)grid ontitle(ity=e-alphatcosomegat)text(5.0,0.9,fontsize12alpha=0.5)text(5.0,0.7,fontsize12omega=1.0)hold on;plot(ts,0.6,bo,markersize,10);hold off;cell_string1=fontsize12uparrow;cell_string2=fontsize16fontname隸書鎮(zhèn)定時(shí)間;cell_string3=fontsize6;cell_string4=fontsize14rmt_s= num2str(ts);text(ts,0.15,cell_string)xlabel(fontsize14bftrightarrow)ylabel(fontsize14bfyrightarrow) 實(shí)習(xí)內(nèi)容四 SIMULINK仿真基礎(chǔ)一、實(shí)習(xí)目的1、 熟悉Simulink的模型窗口。2、 掌握Simulink模型的創(chuàng)建。 3、 掌握連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)的模型分析。4、 了解子系統(tǒng)和封裝。二、實(shí)習(xí)內(nèi)容1、打開Simulink模塊庫瀏覽器兩種方法：在command窗口運(yùn)行指令Simulink或點(diǎn)擊圖形窗中的圖標(biāo)。2、在庫瀏覽器的預(yù)覽窗口查看并熟悉各種子庫。3、打開一個(gè)空白模型窗口。兩種方法：在file菜單下選擇指令new或點(diǎn)擊工具欄中的快捷圖標(biāo)。4、熟悉模型窗的操作：（1）模塊的操作：打開source子庫，選定一個(gè)constant信源，拖動(dòng)到新建的模型窗中；打開continous子庫，選定一個(gè)integrator模塊，拖動(dòng)到新建的模型窗中；打開continous子庫，選定一個(gè)transfer fcn模塊，拖動(dòng)到新建的模型窗中；打開sinks子庫，選定一個(gè)scope信宿，拖動(dòng)到新建的模型窗中。練習(xí)模型快的選定、復(fù)制、移動(dòng)、刪除、旋轉(zhuǎn)及修改模塊名等操作。（2）信號(hào)線的操作：產(chǎn)生水平或垂直的連線、分支線，信號(hào)線的折曲。（3）模塊的設(shè)置：將constant的值設(shè)置為5；將transfer fcn模塊設(shè)置為2/（s2+3s+2）。雙擊模塊，在Numerator填入2，在Denominator填入1 3 2 （4）仿真操作：將constant、integrator、transfer fcn、scope組成一個(gè)新的模型并將其存盤；雙擊示波器圖標(biāo)，打開示波窗，選擇模型窗中的菜單simulation：start ，觀察仿真圖形。 實(shí)習(xí)五 句柄圖形和圖形用戶界面制作一、實(shí)習(xí)目的1、熟悉句柄圖形體系的對(duì)象樹結(jié)構(gòu)。2、熟練掌握句柄圖形體系的對(duì)象屬性的創(chuàng)建、設(shè)置、查詢。 3、熟練掌握句柄的獲取。4、熟練掌握?qǐng)D形用戶界面（GUI）的制作。二、實(shí)習(xí)內(nèi)容1、句柄的獲取gcf 、gca、gco、findobj、圖形創(chuàng)建指令、追溯法等方法獲取圖形句柄的聯(lián)系。常用的圖形句柄操作函數(shù)如下表在command窗口鍵入以下指令： X = linspace(-pi,pi,25); Y =