《Matlab与仿真》实验指导书00-2015

************************《Matlab与仿真》实验指导书************************
信息科学与工程学院电子教研室
曹燕燕
2015年9月
目录
实验一MATLAB工作环境熟悉及简单命令的执行 (1)
实验二MA TLAB语言的程序设计 (4)
实验一 MATLAB 工作环境熟悉及简单命令的执行
一、实验目的：熟悉MATLAB 的工作环境，学会使用MATLAB 进行一些简单的运算。

二、实验内容：MATLAB 的启动和退出，熟悉MATLAB 的桌面（Desktop ），包括菜单
（Menu ）、工具条 （Toolbar ）、命令窗口(Command Window)、历史命令窗口、工作空间(Workspace)等；完成一些基本的矩阵操作；学习使用在线帮助系统。

三、实验步骤：
1、启动MATLAB ，熟悉MATLAB 的桌面。

2、在命令窗口中输入不同的数值和语句，并查看其显示方式。

>>a=12.7
>> b='Hello'
>> if a>0 c=5 ,end
3、在命令窗口中使用不同的标点符号。

>> a=12.5,b='Hello' %逗号表示分隔命令,单引号构成字符串,点号为小数点
>>c=[1 2;3 4;5 6]
% [ ]表示构成矩阵,分号用来分隔行,空格用来分隔元素 >> d=a*... %...表示续行
4、在命令窗口执行命令完成以下运算，观察workspace 的变化，记录运算结果。

（1）（365-52⨯2-70）÷3
（2）>>area=pi*2.5^2
（3）已知x=3，y=4，在MATLAB 中求z ：
（4）将下面的矩阵赋值给变量m1,在workspace 中察看m1在内存中占用的字节数。

m1= 执行以下命令
>>m1( 2 , 3 )
>>m1( 11 )
>>m1( : , 3 )
>>m1( 2 : 3 , 1 : 3 )
>>m1( 1 ,4 ) + m1( 2 ,3 ) + m1( 3 ,2 ) + m1( 4 ,1)
（5）执行命令>>help abs
⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡11514412679810115133216()232y x y x z -=
查看函数abs的用法及用途，计算abs( 3 + 4i )
（6）执行命令
>>x=0:0.1:6*pi;
>>y=5*sin(x);
>>plot(x,y)
（7）运行MA TLAB的演示程序，>>demo，以便对MATLAB有一个总体了解。

（8）执行以下常用命令：who whos save load clc clear format which what.
5、在MATLAB的通用操作界面综合地作一个练习。

▪启动MATLAB。

▪在命令窗口(Command Window)中输入以下几行命令：
a=[1 2 3; 4 5 6;7 8 9];
b=[1 1 1;2 2 2;3 3 3 ];
c='计算';
d=a+b*i
▪打开工作空间浏览器窗口(Workspace Browser)查看变量。

▪双击其中的变量“d”，出现数组编辑器窗口(Array Editor)，显示了该变量的详细信息。

▪打开历史命令窗口(Command History)，选择上面的四行命令，单击鼠标右键在快捷菜单中选择“Create M-File”命令生成M文件。

▪出现M文件编辑／调试器窗口(Editor／Debugger)，选择工具栏的“Save”按钮，将该文件保存为“c:\MyDir\Ex0101.m”。

▪打开当前目录浏览器窗口(Current Directory Browser)，将当前目录设置为“c:\MyDir”，可以看到刚保存的“Ex0101.m”文件，在命令窗口输入“Ex0101”运行该文件。

▪在命令窗口输入“save Ex0101”命令，在当前目录浏览器窗口可以看到在当前目录下生成了一个“Ex0101.mat”数据文件。

▪在命令窗口输入“exit”命令退出MATLAB。

▪重新启动MATLAB后，在命令窗口输入“Ex0101”则不能运行该文件，因为该文件不在MA TLAB的搜索路径中。

单击MA TLAB界面的菜单“File”→“Set Path”，打开设置路径对话框，将“c:\MyDir”目录添加到搜索路径中，重新输入“Ex0101”则可以运行该文件。

▪将“Ex0101.mat”数据文件的变量导入，可选择菜单“File”→“Import Data”命令，然后选择“c:\MyDir\ Ex0101.mat”文件。

>> type Ex0101
四、思考题
求以下变量的值，并在MATLAB中验证。

（1）a = 1 : 2 : 5 ; （2）b = [ a' a' a' ] ; （3）c = a + b ( 2 , : )
实验二 MATLAB 语言的程序设计
一、实验目的及要求
1.掌握一些矩阵运算的基本函数应用方法
2.熟悉MA TLAB 程序编辑与设计环境
3.掌握各种编程语句语法规则及程序设计方法
4.会编写程序M 文件和函数M 文件
5.初步掌握程序的调式方法
二、实验内容
1.掌握以下矩阵操作函数
实际给定一些数据后，使用各种函数计算，观察运算结果：
zeros(n) 生成nxn 的零阵
zeros(n,m) 生成n 行m 列的零阵
ones(n,m) 生成n 行m 列的全1阵
eye(n) 生成nxn 的单位阵
randn(n,m) 生成元素为正态分布随机阵
x=[] 生成空矩阵
1、
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡=654321a ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=531142b ⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢⎢⎣⎡-=201c
⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=063258741d 下列运算是否合法，为什么？如合法，结果是多少？
(1) result1 = a'
(2) result2 = a * b
(3) result3 = a + b
(4) result4 = b * d
(5) result5 = [b ; c' ] * d
(6) result6 = a . * b
(7) result7 = a . / b
(8) result8 = a . * c
(9) result9 = a . \ b
(10) result10 = a . ^2
(11) result11 = a ^2
(12) result11 = 2 . ^ a
2、关系运算与逻辑运算
已知a=20,b=-2,c=0,d=1
(1) r1 = a > b
(2) r2 = a > b & c > d
(3) r3 = a == b* (-10)
(4) r4 = ~b | c
2.熟悉MATLAB 程序编辑与设计环境
要求：
1） 简单程序的编写与运行。

2） 熟练掌握各种程序控制语句。

循环语句：for 循环 ，while 循环
条件语句：if else elseif
分支语句：switch
break 语句
1、启动MATLAB 后，点击File|New|M-File ，启动MATLAB 的程序编辑及调试器
（Editor/Debugger ），编辑以下程序，点击File|Save 保存程序，注意文件名最好用英文字符。

点击Debug|Run 运行程序，在命令窗口查看运行结果，程序如有错误则改正。

注：数论中一个有趣的题目：任意一个正整数，若为偶数，则用2除之，若为奇数，则与3相乘再加上1。

重复此过程，最终得到的结果为1。

如：
2→1
3→10→5→16→8→4→2→1
6→3→10→5→16→8→4→2→1
运行下面的程序，按程序提示输入n=1,2,3,5,7等数来验证这一结论。

%classic "3n+1" problem from number theory.
while 1
n=input('Enter n,negative quits:');
if n<=0
break
end
a=n;
while n>1
if rem(n,2)==0
n=n/2;
else
n=3*n+1;
end
a=[a,n];
end
a
end
2、编程求满足
∑=>m i i 1100002的最小m 值。

3、
109910101022222++++==---=∑ n n y ,求y=？（用format long 查看y 的值）。