MATLAB 語言試驗指導(dǎo)書

MATLAB語言試驗指導(dǎo)書華東交通大學(xué)電氣學(xué)院葉滿園202312月13試驗一MATLAB工作環(huán)境生疏及簡潔命令的執(zhí)行一、試驗?zāi)康模荷鐼ATLAB的工作環(huán)境，學(xué)會使用MATLAB進(jìn)展一些簡潔的運算。二、試驗內(nèi)容：MATLAB的啟動和退出，生疏MATLAB的桌面Deskto，包括菜單〔Men、工具條〔Toolba(CommandWindow空間(Workspace)等；完成一些根本的矩陣操作；學(xué)習(xí)使用在線幫助系統(tǒng)。三、試驗步驟：1、啟動MATLABMATLAB的桌面。2、在命令窗口執(zhí)行命令完成以下運算，觀看workspace的變化，記錄運算結(jié)果。1〔365-52-7〕3〔2〕>>area=pi*2.5^2x=3，y=4，在MATLAB中求z：x2y3zxy2將下面的矩陣賦值給變量m1,在workspace中觀看m1在內(nèi)存中占用的字節(jié)數(shù)。16 2 3 135 11 10 8m1= 9 7 6 124 14 15 1 執(zhí)行以下命令>>m1(2,3)>>m1(11)>>m1(:,3)>>m1(2:3,1:3)>>m1(1,4)+m1(2,3)+m1(3,2)+m1(4,1)執(zhí)行命令>>helpabs查看函數(shù)abs的用法及用途，計算abs(3+4i)執(zhí)行命令>>x=0:0.1:6*pi;>>y=5*sin(x);>>plot(x,y)〔6〕運行MATLAB的演示程序，>>demo，以便對MATLAB有一個總體了解。四、思考題1、以下變量名是否合法？為什么？〔1〕x2〔2〕3col_rowfor2MATLAB中驗證?！?〕a=1:2:5;〔2〕b=[a” a” a”];〔3〕c=a+b(2,:)試驗二MATLAB語言矩陣運算一、試驗?zāi)康模喊盐崭镜木仃囘\算及常用的函數(shù)。二、試驗內(nèi)容：1 2 3 2 4

1

1 4 7a

b

d8 5 24 5 6 1 3 51、以下運算是否合法，為什么？如合法，結(jié)果是多少？result1=a”result2=a*bresult3=a+bresult4=b*dresult5=[b;c”]*dresult6=a.*bresult7=a./bresult8=a.*cresult9=a.\bresult10=a.^2result11=a^2result11=2.^a2、MATLAB求下面的的方程組。

2

3 6 07 2 1 2

4 2 2

1 7(1)2 2 11 5 x 10 3 01 3 2 13 x

4 xyz1x2yzw8(2)2xy3w33x3y5z6w57 2 1 29 15 3 23、A 2 2 11 51 3 2 13 求矩陣A的秩(rank)求矩陣A的行列式(determinant)(3)求矩陣A的逆(inverse)(4)求矩陣A的特征值及特征向量(eigenvalueandeigenvector)4、關(guān)系運算與規(guī)律運算a=20,b=-2,c=0,d=1r1=a>br2=a>b & c>d(3)r3=a==b*(-10)(4)r4=~b|c三、思考題10y

2n210

29

,求y=？〔用format long查看y的值〕n10試驗三程序的編輯及調(diào)試一、試驗?zāi)康模喊盐誐ATLAB程序編輯、運行及調(diào)試方法。二、試驗內(nèi)容：1、啟動MATLAB后，點擊File|New|M-File，啟動MATLAB的程序編輯及調(diào)試器〔Editor/Debugge，編輯以下程序，點擊File|Save保存程序，留意文件名最好用英文字符。點擊Debug|Run注：數(shù)論中一個好玩的題目：任意一個正整數(shù)，假設(shè)為偶數(shù)，則用2除之，假設(shè)為奇數(shù)，則與3相乘再加上1。重復(fù)此過程，最終得到的結(jié)果為1。如：21310516842163105168421運行下面的程序，按程序提示輸入n=1,2,3,5,7等數(shù)來驗證這一結(jié)論。%classic“3n+1“problemfromnumbertheory.while1n=input(”Entern,negativequits:”);ifn<=0breakenda=n;whilen>1ifrem(n,2)==0n=n/2;elseend

n=3*n+1;a=[a,n];endaend

m

100002、編程求滿足三、思考題

i1

的最小m值。2ex

sinx在[0，1]內(nèi)的解，并驗證，在程序中統(tǒng)計出對分次數(shù)。提示：先將原方程轉(zhuǎn)化成f(x)2exsinx0的形式。對分法的根本思想是：一個一元方程f(x)=0，假設(shè)f(x1)*f(x2)<0，則在[x1,x2]區(qū)間內(nèi)有實數(shù)解。取該區(qū)間的中點xm=(x1+x2)/2，判定f(x1)和f(x2)二者中哪一個與f(xm)異號，假設(shè)f(x1)*f(xm)<0，則解存在的區(qū)間縮小為[x1,xm]，否則解存在的區(qū)間縮小為[xm,x2]。重復(fù)這樣的步驟，直到區(qū)間的長度小于一個可以承受的小數(shù)〔比方1e-10〕,則認(rèn)為中點即是原方程的解。試驗四函數(shù)的編寫及調(diào)試一、試驗?zāi)康模喊盐誐ATLAB函數(shù)的編寫及調(diào)試方法。二、試驗內(nèi)容：1、編寫一個函數(shù)，計算下面函數(shù)的值，給出標(biāo)量x的值，調(diào)用該函數(shù)后，返回y的值。function[y]=myfun1(x)sinx,y(x)x,x6,

x00x3x3選擇一些數(shù)據(jù)測試你編寫的函數(shù)。2、編寫一個函數(shù)求向量x中元素的平均值、最大值、最小值、均方根值。function[m_x,max_x,min_x,rms_x]=myfun2(x)方均根值(RootMeanSquare)的計算公式為：Nx2i1用下面數(shù)據(jù)測試你寫的函數(shù)：〔1〕x=sin(0:0.01:6*pi)〔2〕x=rand(1,200)，得到的x200個〔0，1〕之間均勻分布的隨機數(shù)。13、xx1

,x, x2 n

]，生成如下范德蒙矩陣。1 1

1x xfunction[v]=myvander(x)1 2

xnx2 x2 x2n 1 2 n xn11例如：>>v=myvander([2 3 4 5])v=

xn12

xn1n11111234549162582764125 生成一些數(shù)據(jù)測試你寫的函數(shù)。三、思考題a編寫程序，用如下迭代公式求a

，a的值分別為：3，17，113。迭代的終止條件為n1 n x x105，迭代初值x 1.0,n1 n

100次。分別對迭代結(jié)果和準(zhǔn) 確 值 進(jìn)

行 比 較 ， 并 統(tǒng) 計

迭 代 次 數(shù) 。x2a2x2

x2

ax

n1 axn1x

2 2x

n1試驗五MATLAB 的繪圖1、在同一坐標(biāo)系下繪制下面三個函數(shù)在t[0，4]的圖象。y ttt4e0.1tsin(t)y 2y32、編寫程序，選擇適宜的步距，繪制下面函數(shù)在區(qū)間[-6，6]中的圖象。sinx,y(x)x,x6,

x00x3x33、用compass函數(shù)畫下面相量圖ua=1;ub=cos(-2*pi/3)+sin(-2*pi/3)*i;uc=cos(2*pi/3)+sin(2*pi/3)*i;compass([ua,ub,uc,ua-ub,ub-uc,uc-ua])90 90 2120601.51501300.518002103302403002704z=0:0.1:4*pi;x=cos(z);y=sin(z);plot3(x,y,z)5meshsurfxy的取值范圍設(shè)為[-3，3]。zx2y210 10三、思考題在同一坐標(biāo)系下，用不同顏色和線型繪制以下兩個函數(shù)在t[-2，2]范圍內(nèi)的圖象。y20.5t y1

2e0.2t試驗六MATLAB 一、試驗?zāi)康模喊盐誐ATLAB常用的數(shù)值運算函數(shù)。二、試驗內(nèi)容：1、求代數(shù)方程3x5

4x4

7x3

2x2

9x1205個根，并將其用星號〔*〕標(biāo)記在〔roots和plot函數(shù)。2x5plot函數(shù)。

10的5個根，并將其用星號〔*〕標(biāo)記在復(fù)平面圖上〔用roots和3、求下面函數(shù)在[0.5,4]〔fzero函〕1f(x)x32x2sin(x)5xcos(x)x4、R=50歐姆，U=4V，二極管D正向電流與電壓的關(guān)系為：Udq1KT I Id

e s其中：Ud為二極管正向電壓10-12AK為玻爾茨曼常數(shù)，1.38*10-23T300開爾文〔27攝氏度〕q1.6*10-19Cd求此電路中的電流Id和二極管正向電壓U〔要求用fsolve函數(shù)求解〕d5、試驗數(shù)據(jù)處理：某壓力傳感器的測試數(shù)據(jù)如下表p0.01.12.12.84.25.06.16.98.19.09.9u1011131417182224293439p為壓力值，uup)

ap3bp2cpd來擬合其特性函數(shù)，求出a,b,c,d，并把擬合曲線和各個測試數(shù)據(jù)點畫在同一幅圖上。試驗七M(jìn)ATLAB 應(yīng)用1、以原點為奇對稱中心的方波y(wt)，可以用相應(yīng)頻率的基涉及其奇次諧波合成。4 1 1 1 y(wt)sinwt3sin3wt5sin5wt(2n1)sin(2n1)wt 取的階數(shù)越多，越接近方波，但總消退不了邊緣上的尖峰，這稱為吉布斯效應(yīng)。設(shè)方波頻率為50Hz,時間t取0~0.04秒(f=50Hz,w=2*pi*f,h=1e-5,tf=40e-3,t=0:h:tf)，編寫程序，畫出如下用1次諧波、1,3次諧波、1,3,5,7,9次諧波，1,3,5,…,19諧波合成的近似方波。(產(chǎn)生方波的函數(shù)為:square)2Simulink0~100微秒內(nèi)的響應(yīng)。R=6*10-4歐，C=1700微法，L=6*10-9享，uc(0)=15kV。RiRiGain2Scope1/L1sIntegrator-1/CULii1sUcUcGain1GainIntegrator1Scope1模塊參數(shù)設(shè)置:Integrator1Initialcondition:15kVR,L,C賦值。仿真參數(shù)設(shè)置如下：Starttime:0Stoptime:100e-6SolverType:Variable-stepSolver:ode45Maxstepsize:1e-7Minstepsize:autoInitialstepsize:autoRelativetolerance:1e-3Absolutetolerance:1e-6試驗八生疏Simulink一、試驗?zāi)康模喊盐誐ATLAB中Simulink下主要工具箱的模塊功能。二、試驗內(nèi)容：MatlabSimulink下如何建立模型文件，并進(jìn)展仿真。重點把握以下模塊：commonlyusedblocks；continuous；logicandbitoperations；mathoperations；signalrouting；sinks；sources中個各個模塊用法。并要求configurationparameters重點學(xué)習(xí)把握。試驗九單相半波整流電路的仿真一、試驗?zāi)康模喊盐諉蜗喟氩ㄕ麟娐返姆抡?。二、試驗?nèi)容：利用Simulink/simpowersystems建立單相半波整流電路的仿真模型。1.單相半波整流電路的主電路圖及仿真波形如下：帶電阻性負(fù)載引入兩個重要的根本概念：8,用a表示,也稱觸發(fā)角或把握角。導(dǎo)通角：晶閘管在一個電源周期中處于通態(tài)的電角度稱為，用θ表示。帶組感性負(fù)載阻感負(fù)載的特點：電感對電流變化有抗拒作用，使得流過電感的電流不發(fā)生突變。分析方法：抱負(fù)化開關(guān)，分別分析通態(tài)與斷態(tài)留意：晶閘管的關(guān)斷條件試驗十單相橋式全控整流電路的仿真一、試驗?zāi)康模喊盐諉蜗喟氩ㄕ麟娐返姆抡?。二、試驗?nèi)容：利用Simulink/simpowersystems建立單相半波整流電路的仿真模型。1.單相全橋整流電路的主電路圖及仿真波形如下：〔a〕帶電阻負(fù)載的工作狀況工作原理及波形分析VT1VT4組成一對橋臂u2u2，得到觸發(fā)脈沖即導(dǎo)通u2過零時關(guān)斷。VT2VT3u2負(fù)半周承受電壓-u2，得到觸發(fā)脈沖即導(dǎo)通u2過零時關(guān)斷。9〔b〕阻感負(fù)載的工作狀況假設(shè)電路已工作于穩(wěn)態(tài)，id的平均值不變。假設(shè)負(fù)載電感很大，負(fù)載電流id連續(xù)且波形近似為一水平線。u2過零變負(fù)時，由于電感的作用晶閘管VT1和VT4中仍流過電流id，并不關(guān)斷。101011試驗十一Simulink下的畫圖及對圖像的處理一、試驗?zāi)康模喊盐誗imulink仿真下利用Scope模塊向工作空間〔workspace〕傳送數(shù)據(jù)的方法及利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)展畫圖。二、試驗內(nèi)容：利用已經(jīng)建立好的模型進(jìn)展做圖。以以下圖給出了一個仿真模型，如何利用Scope1－Scope4做出不同形式的仿真波形圖。Format有一下三種形式：StructurewithtimeStructureArray一、Structurewithtime4種狀況：plot(a.time,a.si