MATLAB模拟试题

安徽农业大学2010―2011学年第 1学期 《MATLAB 程序设计》试卷（A 卷） 考试形式: 闭卷笔试，2小时 适用专业： 电信

一填空题：（共5小题，每小题4分，共20分） 1．MATLAB 具有功能强大、使用方便、 、 、 等特点。启动MA TLAB 后，将进入MATLAB 6.5集成环境。MATLAB 6.5集成环境包括 、 、 、 、当前目录窗口和启动平台窗口. 2．在通常情况下，左除x=a\b 是 的解，右除x=b/a 是 的解，一般情况下， ≠ 。 是指1×1的矩阵， 是指1×n 或n ×1的矩阵， 是一个矩形的m ×n 数组， 是指多维数组m ×n ×k ×…，其中矩阵和向量都是数组的特例。 3．M 文件分为 文件和 文件。 变量的作用范围只能在函数内部， 变量在使用前必须用“global ”声明。建立矩阵的四种方法：直接输入法， ， ， 。 4．已知：1432a ??=????。 求a 数组平方= ??????、a 数组矩阵平方=?????? 5

．已知：503020a -??=????，0063

14b ??=??-??。求a &b 运算的结果??????，a |b 逻运算的结果?????? 学院： 专业班级： 姓名： 学号：

装

订

线

二、修改程序（共10分）

6．下列程序是二维插值四种方法的对比，将顺序语句改为循环语句，并在各行执行语句后添加注释。

[x,y ,z]=peaks(7);

mesh(x,y ,z)

[xi,yi]=meshgrid(-3:0.2:3,-3:0.2:3);

z1=interp2(x,y ,z,xi,yi,'nearest');

z2=interp2(x,y ,z,xi,yi,'linear');

z3=interp2(x,y ,z,xi,yi,'spline');

z4=interp2(x,y ,z,xi,yi,'cubic');

figure,mesh(xi,yi,z1) figure,mesh(xi,yi,z2)

figure,mesh(xi,yi,z3)

figure,mesh(xi,yi,z4)

三简单编程题：（共4小题，每小题10分，共40分）

7.分别用多项式和符号方程方法，求32432x x x -++的根。

8 . y=sin(x)，x 从0到2 ， x=0.02 ，求y 的最大值、最小值、均值和标准差。

9. 曲线通过点（2，1）且在该曲线上任一点M(x,y)处的斜率为3x ，用符号微分方程求这曲线方程的通解和特解. 并显示结果。

四、编程题：（共15分）

11. 设计下图‘信号分析仪’图形用户界面程序，并编写调用函数代码。

五、仿真题：（共15分）

12. 分别使用Simulink 的积分模块和传递函数模块求解二阶微分方程：'''

0.4()0.9()0.7()2()x t x t u t x t --+=，()u t 是单位阶跃函数。 -0.2

MA TLAB的优点

1. 容易使用

2. 可以由多种操作系统支持

3. 丰富的内部函数

4. 强大的图形和符号功能

5. 可以自动选择算法

6. 与其他软件和语言有良好的对接性

MA TLAB的缺点

运行效率较低

由于MA TLAB是一种合成语言，因此，与一般的高级语言相比，用MA TLAB编写的程序运行起来时间往往要长一些。

价格比较贵

一般的用户可能支付不起它的高昂费用。但是，购买MA TLAB的昂贵费用在很大程度上可以由使用它所编写的程序的价值抵消。

1．数值计算和符号计算功能

MA TLAB以矩阵作为数据操作的基本单位，还提供了十分丰富的数值计算函数。

MA TLAB和著名的符号计算语言Maple相结合，使得MA TLAB具有符号计算功能。2．绘图功能

MA TLAB提供了两个层次的绘图操作：一种是对图形句柄进行的低层绘图操作，另一种是建立在低层绘图操作之上的高层绘图操作。

3．编程语言

MA TLAB具有程序结构控制、函数调用、数据结构、输入输出、面向对象等程序语言特征，而且简单易学、编程效率高。

4．MA TLAB工具箱

MA TLAB包含两部分内容：基本部分和各种可选的工具箱。

MA TLAB工具箱分为两大类：功能性工具箱和学科性工具箱。

?打开MA TLAB 7，默认打开的窗口包括：(1)命令窗口(Command Window)；(2)命令历史窗口(Command History)；(3)工作间管理窗口(Workspace)；(4)当前路径窗口(Current Directory)

?标量（scalar）：是指1×1的矩阵，即为只含一个数的矩阵；

?向量（vector）：是指1×n或n×1的矩阵，即只有一行或者一列的矩阵；

?矩阵（matrix）：是一个矩形的m×n数组，即二维数组；

?数组（array）：是指多维数组m×n×k×…，其中矩阵和向量都是数组的特例。?【例3-23】一维插值函数插值方法的对比。

?x=0:10;

?y=sin(x);

?xi=0:.25:10;

?% 将插值方法定义为单元数组

?strmod={'nearest','linear','spline','cubic'}

?% 将X轴标识定义为单元数组

?strlb={'(a) method=nearest', '(b) method=linear',...

?'(c) method=spline', '(d) method=cubic'};

?for i=1:4

?yi=interp1(x,y,xi,strmod{i});

?% 在一个图形窗口绘制多幅图形

?subplot(2,2,i),plot(x,y,'ro',xi,yi,'b')

?xlabel(strlb(i)) ；end

二维插值四种方法的对比。

[x,y,z]=peaks(7); % 生成双峰函数值

mesh(x,y,z) % 绘制网格图

% 生成供插值的数据网格

[xi,yi]=meshgrid(-3:0.2:3,-3:0.2:3);

z1=interp2(x,y,z,xi,yi,'nearest');

z2=interp2(x,y,z,xi,yi,'linear');

z3=interp2(x,y,z,xi,yi,'spline');

z4=interp2(x,y,z,xi,yi,'cubic');

% 绘制邻近点方法插值结果的网格图

figure,mesh(xi,yi,z1) figure,mesh(xi,yi,z2)

figure,mesh(xi,yi,z3)

figure,mesh(xi,yi,z4)

tp=0:2048; % 时域数据点数N yt=sin(0.08*pi*tp).*exp(-tp/80); % 生成正弦衰减曲线

t=0:800/2048:800; % 频域点数Nf

f=0:1.25:1000;

yf=fft(yt); % 快速傅里叶变换

ya=abs(yf(1:801)); % 幅值

yp=angle(yf(1:801))*180/pi; % 相位

yr=real(yf(1:801)); % 实部

yi=imag(yf(1:801)); % 虚部

plot(tp,yt), axis([0,200,-1,1]) % 绘制正弦衰减曲线

figure, plot(f,ya), axis([0,200,0,60]) % 绘制FFT幅值曲线

figure, plot(f,yp), axis([0,200,-200,10]) % 绘制FFT相位曲线

figure, plot(f,yr), axis([0,200,-40,40]) % 绘制FFT实部曲线

figure, plot(f,yi), axis([0,200,-60,10]) % 绘制FFT虚部曲线

分类：命令(脚本)文件(Script File)

函数文件(Function File

1. M命令文件

M命令文件的说明如下：

（1）MA TLAB在运行命令文件时，只是简单地按顺序从文件中读取一条条命令，送到MA TLAB命令窗口中去执行；

（2）M命令文件运行产生的变量都驻留在MA TLAB的工作空间中，可以很方便地查看变量，在命令窗口中运行的命令都可以使用这些变量；

（3）脚本命令的命令可以访问工作空间的所有数据，因此要注意避免工作空间和命令文件中的同名变量相互覆盖，一般在M命令文件的开头使用“clear”命令清除工作空间的变量。

2. M函数文件

M函数文件的说明如下：

（1）M函数文件中的函数声明行是必不可少的；

（2）M函数文件在运行过程中产生的变量都存放在函数本身的工作空间中，函数的工作空间是独立的、临时的，随具体的M函数文件调用而产生并随调用结束而删除，在MA TLAB运行过程中如果运行多个函数则产生多个临时的函数空间；

（3）当文件执行完最后一条命令或遇到“return”命令时就结束函数文件的运行，同时函数工作空间的变量被清除；

（4）一个M函数文件至少要定义一个函数。

使用continue语句，显示文件行数。

fid = fopen(…magic.m','r'); % 打开文件

count = 0; % 计数器置零

while ~feof(fid) % while循环的判断条件：是否文件末尾

line = fgetl(fid); % 从文件中读行

if isempty(line) | strncmp(line,'%',1)

% 判断是否为空行或注释行

continue % 如果是空行或注释行继续下一次循环

end

count = count + 1; % 如果不是空行或注释行计数器加1

end

disp(sprintf('%d lines',count)); % 显示剔除后的行数

1.什么是SIMULINK

SIMULINK是MA TLAB软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包，它与MA TLAB语言的主要区别在于，其与用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入，其结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建，而非语言的编程上。

2. Simulink的特点

（1）设计简单，系统结构使用方框图绘制，以绘制模型化的图形代替程序输入，以鼠标操作代替编程；

（2）分析直观，用户不需要考虑系统模块内部，只要考虑系统中各模块的输入输出；

（3）仿真快速、准确，智能化地建立各环节的方程，自动地在给定精度要求下以最快速度仿真，还可以交互式地进行仿真。

SIMILINK模块库按功能进行分类，包括以下8类子库：

Continuous（连续模块）

Discrete（离散模块）

Function&Tables（函数和平台模块） Math（数学模块）

Nonlinear（非线性模块）

Signals&Systems（信号和系统模块） Sinks（接收器模块）

Sources（输入源模块）

f1 = str2double(get(handles.f1_input，?String?)); f2 = str2double(get(handles.f2_input，?String?)); t = eval(get(handles.t_input,?String?));

x = sin(2*pi*f1*t) + sin(2*pi*f2*t);

y = fft(x,512);

m= y.*conj(y)/512;

f = 1000*(0:256)/512;

axes (handles.frequency_axes)

plot(f,m(1:257))

set(handles.frequency_axes,?XMinorTick?,?on?) grid on

axes(handles.time_axes)

plot(t,x)

set(handles.time_axes,?XMinorTick?,?on?)

grid on