MATLAB實驗指導書(2013)

MATLAB語言及應用實驗指導書機械與電氣工程學院黃高飛 余群 編寫目 錄實驗一基礎準備及入門（2學時，驗證性）1實驗二符號計算（2學時，驗證性）5實驗三數(shù)值數(shù)組及其運算（4學時，驗證性）6實驗四數(shù)據(jù)和函數(shù)的可視化（2學時，驗證性）9實驗五MATLAB語言的程序設計（4學時，綜合性）11實驗六SIMULINK交互式仿真集成環(huán)境（2學時，驗證性）14實驗一 基礎準備及入門一、 實驗目的1、 了解MATLAB操作桌面的基本結構和組成；2、 理解Command Window指令窗的作用，掌握指令窗的操作方式和指令的基本語法；3、 了解Command History歷史指令窗的作用、歷史指令的再運行方法；4、 理解Current Directory當前路徑、搜索路徑的作用，掌握當前路徑、搜索路徑的設置方法；5、 理解Workspace Browser工作空間瀏覽器的作用，掌握內存變量的查閱、刪除、保存和載入的基本方法；6、 了解Launch Pad的作用；7、 掌握M腳本文件的編寫、運行方法；8、 掌握利用幫助系統(tǒng)查詢函數(shù)等基本信息的方法。二、 實驗原理1、 MATLAB操作桌面的基本結構和組成 了解MATLAB的基本組件是正確使用MATLAB的基本前提。MATLAB由以下基本組件組成：（1） 指令窗Command Window：可鍵入各種送給MATLAB運作的指令、函數(shù)、表達式；顯示除圖形外的所有運算結果（2） 歷史指令窗Command History：記錄已經(jīng)運作過的指令、函數(shù)、表達式；（3） 當前目錄瀏覽器：進行當前目錄的設置；展示相應目錄上的M、MDL等文件；（4） 工作空間瀏覽器Workspace Browser：列出MATLAB工作空間中所有的變量名、大小、字節(jié)數(shù)；（5） 內存數(shù)組編輯器Array Editor：在工作空間瀏覽器中對變量進行操作時啟動（6） 開始按鈕（7） 交互界面分類目錄窗Launch Pad：以可展開的樹狀結構列著MATLAB提供的所有交互界面（8） M文件編輯/調試器（9） 幫助導航/瀏覽器2、MATLAB指令窗的基本操作 MATLAB指令窗給用戶提供了最直接的交互界面，可用于輸入和執(zhí)行指令、顯示指令運行結果、調試MATLAB程序等常用的MATLAB仿真計算功能。本實驗掌握以下在指令窗執(zhí)行的基本操作，達到熟悉使用指令窗的目的：（1） 最簡單的計算器使用方法：在MATLAB指令窗中，可按計算器的方式進行 一般的數(shù)學計算，MATLAB的運算符的含義大致與常見的運算規(guī)則一致；（2） 在指令窗中輸入和生成矩陣：與一般的計算器不同，在MATLAB中可直接輸入和生成矩陣。實際上，矩陣是MATLAB工作的基本元素。（3） 數(shù)值表述方法：在MATLAB中的大部分數(shù)值的表述方式與平常是相同的，需要注意的是在表示比較大的數(shù)時，MATLAB默認采用科學計數(shù)法顯示；（4） 變量命名規(guī)則：對于MATLAB變量命名規(guī)則，需要注意以下幾點：a、 變量名、函數(shù)名對字母大小寫敏感b、 變量名的第一個字母必須是英文字母，后續(xù)可以是字母、數(shù)字、下劃線c、 變量的有效時限：在變量定義賦值之后，會作為內存變量保存并顯示在Workspace Browser中。因此，凡是顯示在Workspace Browser中的變量都是“有效”的，其后可以被調用，否則不能被調用。d、 對于像等常用的數(shù)學常量，MATLAB定義了預定義變量與其對應，在使用時需多加留意。e、 復數(shù)和復數(shù)矩陣的表示方法。（5）其他操作的操作要旨和操作技巧的運用。3、計算結果的圖形表示 計算結果可視化是MATLAB的主要組成部分，借助圖形表現(xiàn)數(shù)據(jù)是十分常用的“數(shù)據(jù)表達手段”，尤其當數(shù)據(jù)量相當龐大時，因為圖形可以表現(xiàn)數(shù)據(jù)內在聯(lián)系和宏觀特征。關于MATLAB繪圖的基本方法在后續(xù)章節(jié)中詳細講述，本實驗主要通過示例了解MATLAB繪圖的基本功能。4、Current Directory、路徑設置器和文件管理理解當前目錄Current Directory和搜索路徑的作用是正確使用MATLAB的關鍵環(huán)節(jié)。當前目錄指的是當前MATLAB工作的目錄，MATLAB運行指令需要打開或者保存的文件，都首先在目錄中查找或保存。搜索路徑則是MATLAB工作時，需查找相應的文件、函數(shù)或變量所在的相關文件夾所在的路徑。在理解當前目錄Current Directory和搜索路徑的作用的基礎上，也要掌握當前目錄Current Directory和搜索路徑的設置方法，這是正確使用MATLAB的必要步驟。為了理解MATLAB當前目錄Current Directory和搜索路徑的作用，可以大致了解一下當用戶從指令窗送入一個名為cow的指令后，MATLAB的“運作次序”：（1） MATLAB在內存中檢查，看cow是不是變量；如果不是，進行下一步；（2） 檢查cow是不是內建函數(shù)；如果不是進行下一步 ；（3） 在當前目錄下，檢查是否有名為cow的M文件存在；如果不是，進行下一步；（4） 在MATLAB搜索路徑的其他目錄下，檢查是否有名為cow的M文件存在。5、Workspace Browser和Array Editor工作空間瀏覽器Workspace Browser可以用于內存變量的查閱、保存和編輯，在使用MATLAB過程中，可以使用Workspace Browser跟蹤相應內存變量，對調試程序有很大的幫助。MATLAB也提供了相應的數(shù)據(jù)文件存取功能，可以在Workspace Browser中導入已保存的變量數(shù)據(jù)或者保存Workspace Browser中現(xiàn)有的變量數(shù)據(jù)。6、Editor/Debugger和腳本編寫初步通過指令窗直接輸入指令一般用于解決比較簡單的“一次性”問題，在以下情形是使用M文件特別有用：a、 待解決問題所需的指令較多且所用指令結構較復雜b、 一組指令通過改變少量參數(shù)就可以被反復使用去解決不同的問題M腳本文件中的指令形式和前后位置，與解決同一個問題時在指令窗中輸入的那組指令沒有任何區(qū)別，MATLAB在運行這個腳本時，只是簡單地從文件中讀取那一條條指令，送到MATLAB中去執(zhí)行。與在指令窗中直接運行指令一樣，腳本文件運行產(chǎn)生的變量都駐留在MATLAB基本工作空間中。M文件的擴展名是“.m”。7、MATLAB幫助系統(tǒng)MATLAB提供了強大的幫助系統(tǒng)以供用戶使用。在碰到MATLAB使用的各種相關問題時，查閱MATLAB幫助系統(tǒng)往往可以找到相應的解決辦法和答案。對于初學者，尤其需要重視幫助系統(tǒng)的使用。MATLAB帶有各種可利用的幫助系統(tǒng)，包括：（1） 純文本幫助（2） “導航/瀏覽器交互界面”幫助（3） PDF幫助（4） 演示幫助和PDF幫助其中，純文本幫助和“導航/瀏覽器交互界面”幫助是常用的幫助系統(tǒng)。三、 實驗內容1、指令窗的基本操作完成以下實驗內容，把相關結果以截屏方式保存：（1）使用值：x=10, y=3，用MATLAB進行以下計算，并用計算器檢驗結果：a. u=x+y b. v=xy c. w=x/y d. s=5sin(2y) （2）使用clear指令清除當前所有內存變量，使用clc清除指令窗的顯示結果。（3）指令窗顯示方式的操作a、在指令窗中輸入if（或for、while）等關鍵詞，觀察其顏色；b、在指令窗中輸入s=hello，觀察其顏色、c、指令行中的標點符號：運行指令x32，分別在最后加上和不加上分號，觀察并記錄其結果的區(qū)別。2、Current Directory、路徑設置器和文件管理 （1）在E盤新建一個文件夾并把其設置為當前目錄。截屏相關過程結果并保存。 （2）在E盤新建一個文件夾并把其加入搜索路徑。截屏相關過程結果并保存。（3）逐步按照以下步驟進行并記錄各個步驟的結果：1） 在指令窗中輸入clear指令；2） 在指令窗中輸入cow，并運行；3） 在指令窗中輸入cow=21，并運行；4） 再次在指令窗中輸入cow，并運行；5） 再次在指令窗中輸入clear指令后，輸入cow；6） 使用M文件編輯器新建一個M文件，在該文件中輸入一條指令： x2。保存在當前目錄下，命名為cow.m。7） 再次在指令窗中輸入cow，并運行；8） 把cow.m暫時移動到另一個無關的文件夾，如“我的文檔”。9） 再次在指令窗中輸入cow，并運行；10） 把cow.m再次剪切，移動到（2）建立的搜索路徑的文件夾中，并確認該文件夾已加入到搜索路徑中。11） 再次在指令窗中輸入cow，并運行。以上各個步驟是否驗證了MATLAB對cow的搜索次序？3、Workspace Browser和Array Editor（1） 運行以下指令：clear;x=-8:0.5:8; y=x; X=ones(size(y)*x; Y=y*ones(size(x); R=sqrt(X.2+Y.2)+eps; Z=sin(R)./R; （2） 保存全部變量為數(shù)據(jù)文件Mydata.mat；在對應文件夾中找到該文件，截屏后保存結果；（3） 使用clear清除變量X和Y；（4） 刪除全部內存變量；（5） 把Mydata.mat的所有變量再次裝入內存。4、Editor/Debugger和腳本編寫初步把以下指令編寫為M腳本文件，并運行：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) grid 5、幫助系統(tǒng)的使用（1）使用help指令查找zeros函數(shù)的作用。（2）在指令窗口中輸入sin，用鼠標選中此指令，并使用鼠標右鍵彈出菜單，選中help on selection。你發(fā)現(xiàn)了什么？此方法也是查詢函數(shù)注釋的有效方法，請牢記。四、 實驗報告要求1、簡述實驗目的、實驗原理及其要點；2、把實驗過程中的結果以截屏方式保存并打印出來，按實驗步驟附在實驗報告中，并對所得結果進行分析和解釋。3、 總結實驗中的主要結論，記錄心得體會。 實驗二 符號計算一、 實驗目的1、 掌握符號對象和符號表達式的創(chuàng)建方法；2、掌握符號表達式和符號函數(shù)的操作方法；3、掌握符號微積分的基本方法；4、掌握符號積分變換的基本方法。二、實驗內容1、符號對象及其定義方法（1）分別定義數(shù)字類常數(shù)和符號類常數(shù)，計算兩類數(shù)字之間的差（提示：參考教材例 2.1-1）（2）使用syms函數(shù)定義符號變量x、y、z，并由此定義符號表達式2、 利用MATLAB幫助系統(tǒng)，查閱函數(shù)numden的用法。寫出使用numden函數(shù)求解表達式的分子和分母的MATLAB指令，并根據(jù)求解結果寫出其表達式。3、 使用limit函數(shù)求極限。4、 使用diff函數(shù)對求微分5、 對函數(shù) ， 當為正實數(shù)時，求。（提示：參考教材例2.3-8，）6、 使用int函數(shù)求以下不定積分和定積分：（1）； （2）7、求的傅里葉變換，并用反變換驗算。7、 實驗報告要求1、簡述實驗目的、實驗原理及其要點；2、把實驗過程中的結果以截屏方式保存并打印出來，按實驗步驟附在實驗報告中，并對所得結果進行分析和解釋。3、總結實驗中的主要結論，記錄心得體會。實驗三 數(shù)值數(shù)組及其運算一、實驗目的1、掌握一維數(shù)組的創(chuàng)建方法；掌握一維數(shù)組子數(shù)組的尋訪和賦值方法；2、掌握二維數(shù)組的創(chuàng)建方法；掌握二維數(shù)組子數(shù)組的尋訪和賦值方法；3、掌握數(shù)組的各種運算，理解數(shù)組運算和矩陣運算的區(qū)別。二、實驗原理1、數(shù)組的創(chuàng)建和尋訪數(shù)值數(shù)組（Numeric Array）和數(shù)組運算（Array Operations）始終是MATLAB的核心內容。自MATLAB5.x版起，由于其“面向對象”的特征，這種數(shù)值數(shù)組（以下簡稱為數(shù)組）成為了MATALB最重要的一種內建數(shù)據(jù)類型（Built-in Data Type），而數(shù)組運算就是定義在這種數(shù)據(jù)結構上的方法（Method）。數(shù)組是指實數(shù)或復數(shù)組成的長方陣列（Array），可以是一維、二維、三維或更高的維數(shù)。不同維數(shù)的數(shù)組創(chuàng)建和訪問的方法有相同之處，也有不同之處。一維數(shù)組的創(chuàng)建方法有：（1）逐個輸入法；（2）冒號生成法；（3）定數(shù)線性采樣法；（4）定數(shù)對數(shù)生成法。對于一維數(shù)組的尋訪，常用的有以下幾種類型：（1）x(3)； （2）x(1 2 5) ；（3）x(1:3) ；（4）x(3:end) ；（5）x(3:-1:1) ；（6）x(find(x0.5) ；（7）x(1 2 3 4 4 3 2 1) 。在這里假設x是長度為5的一維數(shù)組。二維數(shù)組則是由實數(shù)或復數(shù)排列稱矩形而成。二維數(shù)組和矩陣在數(shù)據(jù)結構上相同；一個矩形陣列是二維數(shù)組或矩陣取決于所使用的運算符號。二維數(shù)組的創(chuàng)建方法有：（1）直接輸入法，用于生成較小數(shù)組；（2）利用M文件創(chuàng)建和保存數(shù)組，用于經(jīng)常要調用的數(shù)組，尤其是較大而且復雜的數(shù)組。對于二維數(shù)組的尋訪，常用的有以下幾種類型：（1）全下標標識法，如A(2,3)；（2）單下標標識法，如A(10)，這種方法比較少用；（3）單下標全元素標識，如A(:)，指的是A的各列按先左后右的次序、首尾相接排成“一維長列”后，得到的一維數(shù)組的全部元素，其結果是一個一維列數(shù)組；類似地，也需注意A(r,:)、A(:,c)的含義。（4）“邏輯1”標識。在MATLAB中，提供了相關的函數(shù)用作常用的標準數(shù)組的生成，如全0數(shù)組、全1數(shù)組、單位矩陣、對角陣、均勻分布的隨機數(shù)組、正態(tài)分布的隨機數(shù)組等，都有相關的生成函數(shù)。對于一些數(shù)組的特殊操作，MATLAB也提供了相應的操作函數(shù)。如提取對角元素或生成對角陣、逆時針旋轉二維數(shù)組90度、提取數(shù)組下三角部分、提取數(shù)組上三角部分等，都有相應的函數(shù)。在應用中注意利用這些函數(shù)，可以事半功倍。2、數(shù)組運算數(shù)組運算是指無論在數(shù)組上施加什么運算（加減乘除或函數(shù)），總認定那種運算對被運算數(shù)組中的每個元素平等地實施同樣的操作。數(shù)組運算包括加、減、乘、除、乘方等，除加減外，數(shù)組之間進行乘、除、乘方都必須在運算符號前加“.”，否則視為矩陣運算。此外，數(shù)組運算還包括轉置、關系運算和邏輯運算。除了以運算符號執(zhí)行數(shù)組運算外，也可以對數(shù)組施加函數(shù)，以函數(shù)形式進行數(shù)組運算。如對數(shù)組X執(zhí)行函數(shù)f的運算：，其中X為m行n列的數(shù)組。執(zhí)行數(shù)組運算的常用函數(shù)有三角函數(shù)和雙曲函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、復數(shù)函數(shù)、圓整函數(shù)和求余函數(shù)、坐標變換函數(shù)等。三、實驗內容1、一維數(shù)組的創(chuàng)建 （1）、利用逐個輸入法、冒號生成法以及定數(shù)線性采樣法創(chuàng)建以下一維數(shù)組：X1=1，2，3，4，5，6，7，8，9，10（2）、利用冒號生成法創(chuàng)建以下數(shù)組： X2=(1,2,3,4,9,8,7,6,5)（3）、利用定數(shù)對數(shù)生成法創(chuàng)建一個第一個元素為10，最后一個元素為100，元素個數(shù)為51的一維數(shù)組X3。2、 一維數(shù)組子數(shù)組的尋訪和賦值 以冒號生成法創(chuàng)建一個第一個元素為0，步長為0.1，最后一個元素為2的一維數(shù)組X4，并寫出尋訪或賦值的以下指令：a、 尋訪X4的第6個元素；b、 同時尋訪X4的第2、5、7個元素；c、 尋訪前3個元素組成的子數(shù)組；d、 尋訪除前3個元素外的全部的其他元素；e、 由后三個元素倒排構成的子數(shù)組；f、 由大于0.5的元素構成的子數(shù)組；g、 把第三個元素重新賦值為0；把當前x數(shù)組的第一、四個元素都賦值為1。3、二維數(shù)組的創(chuàng)建，子數(shù)組的尋訪和賦值創(chuàng)建一個M文件（文件名為myMatrix.m），定義一個二維數(shù)組A，第一行為11至15、30至26共10個元素，第二行為110共10個元素。然后運行改M文件，生成數(shù)組AM，并按以下方式尋訪該數(shù)組：（1） 尋訪A的第一行；（2） 尋訪A的第三列；（3） 同時尋訪A的第三列和第五列；（4） 把A的各列按自左至右的次序，首尾相接生成一個“一維長列”；（5） 把A的第1行第1列、第2行第2列以及第1行第5列的元素重新賦值為10、20、30；（6） 把A的第二行賦值為1120。4、標準數(shù)組的生成和數(shù)組操作函數(shù)生成以下數(shù)組或矩陣：（1）長度為4的全1行數(shù)組和44的全1行數(shù)組；（2）5階單位陣；（3）生成一矩陣A，第一行為1、2，第二行為3、4；并使用diag函數(shù)生成A的對角線元素所組成的對角陣。（4）生成一維數(shù)組A，其值為110，并使用reshape函數(shù)把其重排成25的數(shù)組B；（5）使用flipdim和fliplr函數(shù)對B進行翻轉操作，從返回結果觀察和總結各個函數(shù)的作用。注：flipdim的調用方式為：flipdim（B，1）和flipdim（B，2）；其他均為function(B).5、數(shù)組運算和矩陣運算生成以下矩陣，并進行以下計算：（1） B的第二列乘以A的第一列；（2） 使用MATLAB幫助系統(tǒng)查閱max函數(shù)的使用方法，并使用它求解B中的第二列與A中的第一列逐行元素相乘所得矢量中的最大值。提示：ln函數(shù)在matlab中為log6、多項式的表達方式及其操作（1） 求根為5，2i，2i，2，3的對應線性方程表達式。（2） 求以下有理分式部分分式展開式，寫出求解代碼，并根據(jù)返回結果寫出展開式的數(shù)學表達式（3） 使用roots函數(shù)求方程3x7+2x-1=0的根。五、 實驗報告要求1、簡述實驗目的、實驗原理及其要點；2、把實驗過程中的結果以截屏方式保存，并對所得結果進行分析和解釋。3、總結實驗中的主要結論。實驗四 數(shù)據(jù)和函數(shù)的可視化一、 實驗目的1、 掌握MATLAB繪圖的基本步驟和相關指令調用的先后順序。2、 掌握MATLAB繪圖指令的調用方法。二、 實驗內容1、 數(shù)學函數(shù)從形式上可以分為離散函數(shù)和連續(xù)函數(shù)。MATLAB對這兩種函數(shù)數(shù)據(jù)的可視化都提供了相應的指令。仔細閱讀教材【例5.1-1】的實現(xiàn)代碼，運行并保存結果；并改用stem函數(shù)，畫出【例5.1-1】的序列圖。2、 仔細閱讀教材【例5.1-2】的實現(xiàn)代碼，運行并保存結果；并分別使用描點和連折線方式，畫出連續(xù)函數(shù)y=xcosx的近似圖形（采樣點數(shù)自定，要求畫出的圖盡量接近原連續(xù)函數(shù)的圖）。3、 仔細閱讀【例5.2-2】的實現(xiàn)代碼，理解plot指令畫多條曲線的運用方法，運行并保存結果；并使用plot函數(shù)和legend函數(shù)，在同一個圖形窗口上畫出y=sint和y=sin(2t)在0,2pi區(qū)間上的圖形，并標出圖例。4、 仔細閱讀【例5.2-4】的實現(xiàn)代碼，理解圖形標識選項的運用方法，運行并保存結果；并修改代碼，把“sin(t)”字體改為正體，大小改為20，“極大值”改為宋體。5、 閱讀【例5.2-6】，理解使用hold on指令畫多幅圖的方法，運行并保存結果。6、 閱讀【例5.2-8】，理解使用subplot函數(shù)畫多個子圖的方法，運行并保存結果。7、 綜合實驗: 閱讀以下關于通過繪制二階系統(tǒng)階躍響應綜合演示圖形標識的示例，理解示例中所有圖形標識指令的作用，掌握各個圖形標識指令的運用方法，并在原指令上改動以實現(xiàn)以下功能：（1） 把橫坐標范圍改為0至5pi，縱坐標范圍改為0至2；（2） 把圖中的橫軸的刻度改為從0開始到4pi，中間各點間隔為pi/2；縱軸刻度改為從0開始到1.5，中間各點間隔為0.3；（3） 把圖中的改為。【附】二階系統(tǒng)階躍響應綜合演示圖形標識的示例代碼clf;t=6*pi*(0:100)/100;y=1-exp(-0.3*t).*cos(0.7*t);tt=t(find(abs(y-1)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 on;title(it y = 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 off;xlabel(fontsize14 bft rightarrow);ylabel(fontsize14 bfy rightarrow) ;三、 實驗報告要求1、所有實驗內容涉及的指令都以M文件方式創(chuàng)建并運行，保存實驗結果圖形。2、非教材示例在實驗報告中寫出相關指令。實驗五 MATLAB語言的程序設計一、 實驗目的1、 掌握M腳本文件和函數(shù)文件的創(chuàng)建方法，理解兩者在形式上和運行上的區(qū)別；2、 理解基本空間和函數(shù)空間的含義。3、 掌握以控制流進行MATLAB程序設計的方法以及向量化程序設計方法，了解兩者之間的異同；二、 實驗原理1、 M腳本文件和函數(shù)文件用MATLAB語言編寫的程序，稱為M文件。M文件是一個文本文件，它可以用任何編輯程序來建立和編輯，而一般常用且最為方便的是使用MATLAB提供的文本編輯器。M文件可以根據(jù)調用方式的不同分為兩類：腳本文件(Script File)和函數(shù)文件(Function File)。M 文件是MALTAB從前到后順序執(zhí)行文件所寫的指令，只是一串按用戶意圖排列而成的MATLAB指令集合。腳本文件執(zhí)行后，所產(chǎn)生的所有變量都駐留在MALTAB基本工作空間；只有用戶不用clear指令加以清除，且不退出MATLAB，這些變量一直保存在基本工作空間中?；竟ぷ骺臻g隨著MATLAB的啟動而產(chǎn)生；只有關閉MATLAB時，該基本空間才被刪除。類似于C語言中函數(shù)的定義，M函數(shù)文件是專門用于對函數(shù)進行定義的。對外界來看，只需關心函數(shù)的輸入?yún)⒘亢退统鰜淼挠嬎憬Y果，內部運作可以不需知道。M函數(shù)文件與腳本文件在形式上和運行上都不同。函數(shù)文件第一行總是以”function”引導的“函數(shù)聲明行”形式書寫 function x,y,z=fun(a,b,c)函數(shù)聲明行羅列出函數(shù)與外界的聯(lián)系的全部輸入輸出宗量，輸入輸出宗量的數(shù)目沒有限制（可以很多，也可以沒有）。每當函數(shù)文件運行，MATLAB就會專門為它開辟一個臨時工作空間，該控制稱為函數(shù)工作空間。所有中間變量都存放在函數(shù)工作空間中，當執(zhí)行完文件最后一條指令時，或遇到return，就結束該函數(shù)文件的運行，同時該函數(shù)空間及其所有的中間變量就立即被清除。函數(shù)空間隨具體M函數(shù)文件的被調用而產(chǎn)生，隨調用結束而刪除。在MATLAB整個運行期間，可以產(chǎn)生任意多個臨時函數(shù)空間。假如在函數(shù)文件中，發(fā)生對某腳本文件的調用，那么該腳本文件運行產(chǎn)生的所有變量都存放于該函數(shù)空間中，而不是存放在基本空間。3、MATLAB控制流與C語言一樣，MATLAB提供了控制程序流的結構，包括：（1） for循環(huán)（2） while循環(huán)（3） if-else-end分支結構（4） switch-case結構（5） try-catch結構各種結構的使用方法與C語言中基本相同，在此不再贅述。三、 實驗內容（一）控制結構1、 求下列分段函數(shù)的值：要求：用if語句實現(xiàn)，分別輸出x=-5, -3, 1, 2, 2.5, 3, 10, 20時的值2、 輸入一個數(shù)，判斷該數(shù)是否能被5整除？要求：用switch語句實現(xiàn)。3、 使用for循環(huán)產(chǎn)生以下矩陣：4、 已知，當時，求y的值。要求：使用for循環(huán)實現(xiàn)5、 從鍵盤輸入若干個數(shù)，當輸入0時結束輸入，求這些數(shù)的和以及平均值。要求：使用while循環(huán)和if控制語句實現(xiàn)。提示：設輸入的數(shù)存放在x中，sum表示和，n表示讀入的個數(shù)，則求若干個數(shù)的和，就是對x進行累加，即sum=sum+x，其中sum的初值為0。如果輸入的數(shù)x等于0，則輸出sum、sum/n。（二）、函數(shù)文件和腳本文件1、分別建立M腳本文件和函數(shù)文件，將華氏溫度f轉換為攝氏溫度c,已知c=5*(f-32)/9。其中f從鍵盤輸入（提示：使用input函數(shù)）。(1) 建立腳本文件，實現(xiàn)以上功能；(2) 建立函數(shù)文件實現(xiàn)華氏溫度轉換為攝氏溫度（提示：輸入?yún)?shù)為f，輸出參數(shù)為c），并重新編寫一腳本文件，調用所建立的函數(shù)文件，實現(xiàn)把從鍵盤輸入的華氏溫度轉換為攝氏溫度。2、利用函數(shù)文件，實現(xiàn)直角坐標(x,y)與極坐標之間的轉換。已知極坐標的矢徑、相角分別為：，。提示：輸入?yún)?shù)為x和y，輸出參數(shù)為r和theta。要求：腳本文件中使用input函數(shù)輸入要轉換的直角坐標，使用disp函數(shù)顯示轉換之后的結果。3、定義一個函數(shù)文件，求給定復數(shù)的指數(shù)、對數(shù)、正弦和余弦，并在腳本文件中調用該函數(shù)文件。提示：輸入?yún)?shù)為復數(shù)的實部和虛部，輸出參數(shù)為轉換后的指數(shù)、對數(shù)、正弦和余弦值。要求：腳本文件中使用input函數(shù)輸入復數(shù)的實部和虛部，使用disp函數(shù)顯示轉換之后的結果。四、 實驗報告要求1、簡述實驗目的、實驗原理及其要點；2、把所有實驗內容涉及的指令都以M文件方式創(chuàng)建并運行，保存實驗結果。3、總結實驗中的主要結論。實驗六 SIMULINK交互式仿真集成環(huán)境一、 實驗目的1、 掌握SIMULINK組件模塊操作的基本方法；2、 掌握常用連續(xù)系統(tǒng)模塊的使用方法；3、 掌握連續(xù)系統(tǒng)建模的基本方法；4、 理解SIMULINK仿真的基本配置方法與內在運行機制。二、 實驗原理Simulink是MATLAB的重要組成部分，提供建立系統(tǒng)模型、選擇仿真參數(shù)和數(shù)值算法、啟動仿真程序對該系