MATLAB上机习题二
MATLAB上机习题二
请按以下步骤完成上机实验：
1）在FTP上下载“MATLAB上机习题二.doc”文件，所有习题列在该文件内；
2）在MATLAB中完成所有习题；
3）如果是仅需要在命令窗口输入完成的习题，则只需将屏幕截图粘贴到相应习题后面；
3）如果习题是问答题，请将答案写在题目后；
4）如果有的习题要求提供脚本文件，请将脚本文件内容拷贝到相应习题后，并将运行结果的截图粘贴到相应习题后；
5）将文件保存并重命名为自己的学号-姓名，例如“20110771-张三.doc”，上传到FTP上的“上传作业”
目录
1. 分别采用直接输入法和内置函数法创建满足下列要求的矩阵
1）3行4列元素全为1的矩阵；
2）4行3列元素全为1的矩阵；
3）对角元素为1、2、3、4的对角矩阵；
4）四阶单位矩阵；
5）采用ones和diag函数创建四阶单位矩阵；
6）采用rand函数创建2行3列元素值在2~6直接的随机矩阵。
解答：
（拷贝输入命令到如下方框中）：
运行屏幕截图：
2. 创建下面的矩阵并完成下列练习：
1532238514382a ????=??????， 156b ????=??????
， []121852
c = 1）用矩阵a 的第三列元素组成一个新矩阵
d ；
2）把矩阵b 和d 合并成一个三行两列的二维矩阵e ；
3）把矩阵b 和d 合并成一个六行一列的矩阵f ； 4）将矩阵c 的前三个元素和矩阵a 组成一个四行三列的矩阵g ；
5）创建一个向量h ，它的第一个元素是a 1,3，第二个元素是c 1,2，第三个元素是b 2,1。
6）查找a 中元素值在10～20之间的元素，显示元素值及其索引
解答：
（拷贝输入命令到如下方框中）：
运行屏幕截图：
3. 使用zeros 和size 函数创建与第2题中a 、b 、c 大小相同的全0矩阵。
解答：
（拷贝输入命令到如下方框中）：
运行屏幕截图：
4. 魔术矩阵是指每行元素的和、每列元素的和、两个对角线元素的和都相等的矩阵。采用MATLAB 中提供magic 函数创建一个6x6的魔术矩阵，并做如下计算进行验证：
1）每一行之和；
2）每一列之和；
3）对角线之和。
注意：除副对角线外，使用sum函数进行计算，手工相加无效。sum函数可参考教材3.3.3的第3小节。
解答：
（拷贝输入命令到如下方框中）：
运行屏幕截图：
5. 创建一个向量：
1）元素值为-5到5、间隔为1的向量
2）元素值为5到-5、间隔为1的向量
3）元素值为20～40之间的随机整数，元素个数为10的向量
4）使用linspace函数完成第1、2问
解答：
（拷贝输入命令到如下方框中）：
运行屏幕截图：
6. MATLAB中提供了logspace(a,b,n)函数，用于创建从10^a到10^b之间，元素个数为n的指数数列。采用该函数完成如下计算：
1）输入logspace(0,4,5)，观察输出结果
2）创建如下数列：2^0, 2^1, 2^2, …, 2^8
解答：
（拷贝输入命令到如下方框中）：
运行屏幕截图：
7. 完成如下操作：
1）创建两个字符串str1和str2，分别是小写字母a~z，大写字母A～Z
2）将上述两个字符串转换成数值，观察并找出二者在数值上的规律
3）创建一个值为自己的姓名的字符串，并转换成数值显示出来
4）利用第2问的结果，将第3问中的字符串中的小写字母转换成大写
解答：
（拷贝输入命令到如下方框中）：
运行屏幕截图：
8. 创建一个2*2的单元数组，其元素分别为：
完成如下运算：
1）使用celllist函数显示单元数组内容
2）使用cellplot函数画出单元数组的数据存储结构
3）设置你的年龄增加1，显示单元数组内容检查操作是否正确
4）移除其中的3阶魔术矩阵，使用cellplot函数画出单元数组，观察并说明与原来数组的差别。
解答：
（拷贝输入命令到如下方框中）：
运行屏幕截图：
9. 一般来说，站得越高会看的越远，那么到底能看多远呢？主要取决于山的高度和地球的半径，如下图所示：
由于月球和地球的半径相差很大，所以能看到的地平线距离相差也很远，现已知地球半径是6378km，月球半径是1737km，编写脚本文件horizon.m，使用向量方法，选取合适的步长，计算0到8000m高的山上（珠穆朗玛峰海拔8850m）在地球和月球上看到地平线的距离，并使用plot(x,y)函数画出地球和月球上地平线距离随海拔的变化曲线。
解答：
horizon.m（拷贝文件内容到如下方框中）：
运行屏幕截图：
10. 三角形的面积为底乘以高除以2，如图所示：
编写脚本文件triarea.m ，选择合适的步长，计算底边长在0～10 m 之间，高在2～6 m 之间的三角形面积，并使用disp 输出结果。（提示：结果应该为一个二维数组，手工给出结果无效） 解答：
triarea.m （拷贝到如下方框中）：
运行屏幕截图：
11. 完成如下任务：
1）使用随机数产生函数rand
生成一个长度为20，且每个字符都属于可打印字符的字符串，满足下列要求的字符串（参考下图中的红色部分）
底边长b
h
2）显示字符串的ASCII码，与上图中的数值比较，看看是否一致.
3）将字符串中的大写字母变成小写.
提示：首先生成满足相应ASCII码范围要求的数值数组，然后使用char函数转换为字符串。解答：
（拷贝输入命令到如下方框中）：
运行屏幕截图：
Matlab上机_测试题c答案讲课教案
<<<<<<精品资料》》》》》 Matlab 上机测试题答案 班级 姓名 学号 要求: （1）请将程序和运行结果粘贴到题目下面，写清楚哪部分是程序，哪部分是运行结果，运行结果包括图形，图形请适当缩小，然后将word 文档传到教育在线，注意保存格式是2003的doc ，文件名”自111_110110_张三” （2）在最开始前请将输入Matlab 命令窗口中输入”diary ”命令，随后在workspace 窗口中可以发现一个名为“diary ”的文件。在老师要求结束练习后，在命令窗口输入”diary off ”命令，然后将文件“diary ”上传到教育在线。 （3）注意题号不要弄乱。 --------------------------------------------------------------------- 1、 矩阵Y= ???? ? ???? ???3472123100451150425 ，给出元素1的全下标和单下标，并用函数练习全下标和单下标的转换，求出元素100的存储位置。取出子矩阵? ? ? ? ??21301，并求该矩阵的维数。 解：命令为： Y=[5,2,4;0,15,1;45,100,23;21,47,3] Y(2,3) Y(10) sub2ind([4 3],2,3) [i,j]=ind2sub([4 3],10) find(Y==100) sub2ind([4 3],3,2) B=Y(2:2:4,3:-2:1) 或 B=Y([2 4],[3 1]) [m n]=size(Y) --------------------------------------------------------------------- 2、已知矩阵A=[1 0 -1 ；2 4 1； -2 0 5]，B=[0 -1 0；2 1 3；1 1 2] 求2A+B 、A 2-3B 、A*B 、B*A 、A .*B ，A/B 、A\B 解：命令为： A=[1 0 -1 ；2 4 1； -2 0 5] B=[0 -1 0；2 1 3；1 1 2] E=2*A+B F=A^2-3*B G=A*B H=B*A I=A.*B J=A/B K=A\B --------------------------------------------------------------------- 3、利用函数产生3*4阶单位矩阵和全部元素都为8的4*4阶矩阵，并计算两者的乘积。 解：命令为： A=eye(3,4) B=8*ones(4) C=A*B --------------------------------------------------------------------- 4、创建矩阵a=????? ???????------7023021.5003.120498601 ,取出其前两列构成的矩阵b ，取出前两行构成矩阵c ，转置矩阵b 构成矩阵d ，计算a*b 、c Matlab 基础练习题 常量、变量、表达式 1、 MATLAB 中，下面哪些变量名是合法的？（ ） （A ）_num （B ）num_ （C ）num- （D ）-num 2、 在MA TLAB 中，要给出一个复数z 的模，应该使用（ ）函数。 （A ）mod(z) （B ）abs(z) （C ）double(z) （D ）angle(z) 3、 下面属于MATLAB 的预定义特殊变量的是？（ ） （A ）eps （B ）none （C ）zero （D ）exp 4、 判断：在MA TLAB 的内存工作区中，存放一个英文字符 'a' 需要占用1个字节，存放 一个中文字符‘啊’需要占用2个字节。（ 错，都是2个字节 ） 5、 判断：MA TLAB 中，i 和j （ 对 ） 6、 判断：MA TLAB 中，pi 代表圆周率，它等于3.14。（ 错，后面还有很多位小数 ） 7、 在MA TLAB 中，若想计算的5 1)3.0sin(21+= πy 值，那么应该在MA TLAB 的指令窗中 输入的MA TLAB 指令是__y1=2*sin(0.3*pi)/(1+sqrt(5))_。 8、 在MA TLAB 中，a = 1，b = i ，则a 占_8__个字节，b 占_16_个字节，c 占________字 节。 9、 在MA TLAB 中，inf 的含义是__无穷大__，nan 的含义是__非数（结果不定）___。 数组 1、 在MA TLAB 中，X 是一个一维数值数组，现在要把数组X 中的所有元素按原来次序 的逆序排列输出，应该使用下面的（ ）指令。 （A ）X[end:1] （B ）X[end:-1:1] （C ）X (end:-1:1) （D ）X(end:1) 2、 在MA TLAB 中，A 是一个字二维数组，要获取A 的行数和列数，应该使用的MATLAB 的命令是（ ）。 （A ）class(A) （B ）sizeof(A) （C ）size(A) （D ）isa(A) 3、 在MATLAB 中，用指令x=1:9生成数组x 。现在要把x 数组的第二和第七个元素都 赋值为0，应该在指令窗中输入（ ） （A ）x([2 7])=(0 0) （B ）x([2,7])=[0,0] （C ）x[(2,7)]=[0 0] （D ）x[(2 7)]=(0 0) 4、 在MA TLAB 中，依次执行以下指令：clear;A=ones(3,4); A(:)=[-6:5];这时， 若在指令窗中输入指令b=A(:,2)'，那么，MATLAB 输出的结果应该是（ ） （A ）b = -3 -2 -1 （B ）b = -2 -1 0 1 （C ）b = -5 -1 3 （D ）b = -5 -2 1 4 5、 在MA TLAB 中，A = 1:9，现在执行如下指令L1 = ~(A>5)，则MATLAB 的执行结果应 该是L1 =___ 1 1 1 1 1 0 0 0 0___。 MATLAB上机习题一 请按以下步骤完成上机实验： 1）在FTP上下载“MATLAB上机习题一.doc”文件，所有习题列在该文件内； 2）在MATLAB中完成所有习题，并将屏幕截图粘贴到相应习题后面； 3）如果习题是问答题，请将答案写在题目后； 4）如果有的习题要求提供脚本文件，请将脚本文件内容拷贝到相应习题后； 5）将文件保存并重命名为“自己的学号-姓名”，例如“20110771-张三.doc”； 6）上传该文件到FTP的相关目录。 1. 运行MATLAB软件，拖放、关闭界面上的子窗口，并恢复到原始试图。 2. 采用鼠标及命令两种方式将桌面添加到MATLAB搜索路径列表的起始及最后位置。 3. 采用鼠标及命令方式将当前工作目录设置为桌面指向的文件夹。 4. 通过使用帮助确定内置变量ispc 的含义。 6. 观察MATLAB中关键字、字符串、注释的字体显示颜色。 5. 创建double类型的变量，并进行计算 1）a=87，b=190，计算a+b、a-b、a*b； 2）创建uint8类型的变量，数值与（1）中相同，进行相同的计算，观察计算结果与预想的是否一致。 6. 计算如下表达式： 1）()sin 60 2）3e 3）3cos 4π?? ??? 4）2 7562323336 +?-?? 7. 设u=2，v=3，计算： 1）4log uv v 2）() 2 2u e v v u +- 3 8. 计算如下表达式： 1）()()3542i i -+ 2）()sin 28i - 9. 判断下面语句的运算结果，并与MATLAB 计算结果做比较： 1）420< 2）420≤ 3）420== 4）4~20= 5）''''b B < 10. 设a=39，b=58，c=3，d=7，判断下面表达式的值与MATLAB 计算结果做比较： 1）a b > 2）a b < 3）&&a b b c >> 4）a d == 5）|a b c > 6）~~d 11. 判断下列变量名哪些是合法的MATLAB 变量： 1）fred 7）fred! 2）book_1 8）book-1 3）2ndplace 9）Second_Place 4）#1 10）No_1 5）vel_5 11）vel.5 6）tan 12）while 提示，可以使用isvarname 对上述变量名进行检验。 12. 编写脚本程序，命名为barbell.m ，完成如下计算： 如图1所示的杠铃， 1.以下两种说法对吗？ （1）MATLAB进行数值的表达精度与其指令窗中的数据显示精度相同。 （2）MATLAB指令窗中显示的数据有效位数不超过七位。 2.历史指令窗所记录的内容与diary指令所产生的“日志”内容有什么不同？ DIARY filename causes a copy of all subsequent command window input and most of the resulting command window output to be appended to the named file. If no file is specified, the file 'diary' is used. DIARY OFF suspends it. DIARY ON turns it back on. DIARY, by itself, toggles the diary state. Use the functional form of DIARY, such as DIARY('file'), when the file name is stored in a string. 3.如何把用户自己的“工作目录”永久地设置在MATLAB的搜索路径上？“位于搜索路 径上的目录”与“当前目录”在MATLAB中的功用相同吗？ 4.如何向MATLAB工作空间输入一个含有100个左右元素的一维或二维数值数组？用直 接键入法？用数组编辑器？用M文件编辑器？ 5.运用数组算术运算符去掉下面程序里的for/end循环： x=11:15 for k=1:length(x) z(k)=x(k)^2+2.3*x(k)^0.5; end x=11:15 z1=x.^2+2.3*x.^0.5 6.不使用数组算术运算符，重写下面的程序代码： x=[2 1 4] z=1./(1+x.^2) x=2;k=1; while i<=4, z2(k)=1/(1+i^2); i=i+1;x=x+1; end 7．某公司销售电脑打印机的价格方案如下： （）如果顾客只买一台打印机，则一台的基本价格为$150。 （）如果顾客购买两台以上打印机，则第二台价格为$120。 （）第三台以后，每台$110。 1 一个三位整数各位数字的立方和等于该数本身则称该数为水仙花数。输出全部水仙花数。 for m=100:999 m1=fix(m/100); %求m的百位数字 m2=rem(fix(m/10),10); %求m的十位数字 m3=rem(m,10); %求m的个位数字 if m==m1*m1*m1+m2*m2*m2+m3*m3*m3 disp(m) end end 2.从键盘输入若干个数，当输入0时结束输入，求这些数的平均值和它们之和。 sum=0; n=0; val=input('Enter a number (end in 0):'); while (val~=0) sum=sum+val; n=n+1; val=input('Enter a number (end in 0):'); end if (n > 0) sum mean=sum/n end 3. 若一个数等于它的各个真因子之和，则称该数为完数，如6=1+2+3，所以6是完数。求[1,500]之间的全部完数。 for m=1:500 s=0; for k=1:m/2 if rem(m,k)==0 s=s+k; end end if m==s disp(m); end end 4. 从键盘上输入数字星期，在屏幕上显示对应英文星期的单词。 function week n=input('input the number:'); if isempty(n) errror('please input !!') end if n>7|n<1 error('n between 1 and 7') end switch n case 1 disp('Monday') case 2 disp('Tuesday') case 3 disp('Wednesday') case 4 disp('Thursday') case 5 disp('Friday') case 6 disp('Saturday') case 7 disp('Sunday') end 5. 某公司销售电脑打印机的价格方案如下： （）如果顾客只买一台打印机，则一台的基本价格为$150。 （）如果顾客购买两台以上打印机，则第二台价格为$120。 （）第三台以后，每台$110。 写一段程序分别计算出购买1--10台打印机所需的钱数。打印机台数可以在程序开始处指定，或通过input命令读入。运行程序，计算出购买10台打印机的总价格。 写出程序，生成分别购买1--10台打印机所需价格的图表（使用fprintf命令输出图表，不允许手算）。 x=input('请输入购买的打印机台数：'); for m=1:x if m<=1 y(m)=150*m; elseif m<=2 y(m)=150+120*(m-1); else y(m)=150+120+110*(m-2); y(1,m)=y(m); end end y(x) plot(1:m,y,'r*--') (1)在MATLAB的命令窗口中执行_____命令，将命令窗口的显示内容清空。（） A.clear B.clc C.echo off D.cd (2)在MATLAB的命令窗口中执行_____命令，使数据输出显示为十六进制表示。（） A.format long B.format rat C.format hex D.format short e (3)下列变量名中_____是合法的。（） A.x*y,a,1 B.x\y,a1234 C.end,1 bcx D.char_1,i,j (4)已知x=0:5,则x有_____个元素。（） A.5 B.6 C.7 D.8 (5)一下运算符中哪个的优先级最高_____。（） A./ B.^ C.~= D.& (6)使用检测函数isnumeric(10)的结果是_____。（） A.1 B.0 C.false D.true (7)三维图形中默认视角是_____度。（） A.方位角=0 俯仰角=90 B.方位角=90 俯仰角=0 C.方位角=37.5 仰俯角=30 D.方位角=0 仰俯角=180 (8)将符号表达式化简为因式分解因式分解因式分解因式分解形式，使用_____函数。（） A.collect B.expand C.horner D.factor (9)运行以下命令，则_____描述是正确的。（）>>syms a b c d >>A=[a b;c d] A.A占用的内存小于100B B.创建了5个符号变量 C.A占用的内存是a b c d的总和 D.不存在 （10）已知数组a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9],则a(:,end)是指_____元素。 （11）运行命令bitor（8,7）的结果是_____。 （12）运行以下命令： >>x=0:10; >>y1=sin(x); >>y2=5*sin(x); >>y3=[10*sin(x );20*sin(x)]; >>plot(x,y1,x,y2,x,y3) 则在一个图形窗口中，可以看到_____条曲线。 （13）符号表达式“g=sym(sin(a*z)+cos(w*v))”中的自由符号变量是_____。 （14）运行以下命令： >>syms t >>f1=1/t >>limitf1_r=limit(f1,'t','0','right'); 则函数limitf1_r趋向0的右极限为_____。 15.在MATLAB的命令窗口中执行______命令，使数值5.3显示为5.300000000000000e+000 A. format long B. format long e C. format short D. format short e 16.下列变量名中______是合法的。A．char_1,i,j B．1_1, a.1 C．x\y,a1234 D.end,1bcx 17.已知x=0:9,则x有_____个元素。 A.12 B.11 C.10 D.9 18.产生对角线上为全1其余为0的2行3列矩阵的命令是______ A. ones(2,3) B. ones(3,2) C. eye(2,3) D. eye(3,2) 19.已知数组a= [1 2 3 4 5 6 7 8 9] ，则运行a(:,1)=[]命令后______ A. a变成行向量 B. a数组为2行2列 C. a 数组为3行2列 D. a数组中没有元素3 20.按含义选出各个函数名：表示4舍5入到整数的是____，表示向最接近0取整的是____,表示向最接近-∞取整的是____,表示向最接近∞取整的是_____ A. round(x) B. fix(x) C. floor(x) D. ceil(x) 21.已知a=0:5,b=1:6,下面的运算表达式出错的为______ A. a+b B. a./b C. a’*b D. a*b 22.已知s=’显示”hello”’,则s的元素个数是______ A. 12 B. 9 C. 7 D.18 1设置matlab 的工作环境，将工作目录设置为d:\work ，添加搜索目录d:\example 2在matlab 的命令窗口里完成如下计算，其中t 的值分别取-1,0,1，表达式如下： 4/3)2 t y e π-= 3自行产生一个5行5列的数组，得到最中间的三行三行矩阵。 4用magic 产生一个5*5的矩阵，将这个矩阵的第二行与第三行互换位置 5求方程组的根 x 1+4x 2-3x 3=2 2x 1+5x 2-x 3=11 x 1+6x 2+x 3=12 6已知：一个多项式的系数向量是p=[1 -6-72 -27]，求这个多项式的根。 7已经两个多项式的系数分别是：[1 2 3 4]和[1 4 9 16]，请求这两个多项式的乘积，及商和余数。 8给定一个多项式的根是[-5 -3+4i -3-4i],求原来的多项式 9 A=[2 3 4； 1 5 7； 6 2 5] 用什么函数，保证第一列排序的时候，其他列跟着变化。最后的结果是： [1 5 7； 2 3 4； 6 2 5] 10补充题：电路分析 电路分析常常涉及到对方程组的求解，这些方程常常是利用描述电流进入和离开节点的电流方程，或者描述电路中网络回路上的电压的电压方程得出的。下图描述了3个回路电压的方程 方程式如下： 11121222132423432 532()0()()0()0V R I R I I R I I R I R I I R I I R I V -++-=??-++-=??-++=? 假设5个电阻值为已知，2个电压值也为已知，求3个电流值。 11自行产生一个5行5列的数组，用两种方法得到最中间的三行三行矩阵。 12根据a=reshape(-4:4,3,3)做一个矩阵，然后（1）取出所有大于0的元素构成一个向量（可推广到从一个矩阵里筛选出符合条件的元素组成一个向量）（2）将原矩阵中大于0的元素正常显示，而小于等于0的元素全部用0来表示(可推广到将原矩阵中不符合条件的全用0来表示，符合条件的值不变)。(思考：大于0的正常显示，小于等于0的用-10来表示) 13建立如下一个元胞数组，现在要求计算第一个元胞第4行第2列加上第二个元胞+第三个元胞里的第二个元素+最后一个元胞的第二个元素。 a={pascal(4),'hello';17.3500,7:2:100} 14建立一个结构体的数组，包括3个人，字段有姓名，年龄，分数，其中分数由随机函数产生一个3行10列的数据表示了有10门课程，每门课程有三个阶段的分数。问题是： 问题1，如何找到第2个人的分数并显示出来 问题2，如何找到第2个人的每门课程3个阶段的平均分数并显示出来 问题3，全班同学（指这3个学生）的10门课程的每门课程的平均分如何计算出来？要求放到一个数组里。 问题4，找到这个班所有同学的姓名放到一个元胞数组里 15给定一个图像文件，格式是jpg ，通过inportdata 引入这个文件，查看引入后数据保存是一个数组，是100*100*3的一个数组，这是一个三维的数组，表明有100*100个点，每个点有RGB 三个方面决定的。现在，要求将这些点的中间部分30个象素宽度的正方形用黑点表示。 16手动构造一个长宽页是1000*1000*3的图像，每个图像的点有三个0-255之间的随机值构成。然后使用image 函数显示这个图像，再用imwrite 函数保存这个图像，使这个图像用图片浏览器也能够查看。 17给定一个矩阵 a = 1 2 3 4 5 6 编写一个M 函数，要求输入是a ，输出有三个：平均数，标准差，秩。程序运行 五、某公司投资2000万元建成一条生产线。投产后，在时刻t 的追加成本和追加收益分别为3/225)(t t t G ++=（百万元/年），3/218)(t t H -=（百万元/年）。试确定该生产线在何时停产可获最大利润？最大利润是多少？ 提示：利用函数?=T G H t R 0t 20-d ))t (-)t (()(（百万元），由于H （t ）-G （t ）单调 下降，所以H （t ）=G （t ）时，R （t ）取得最大利润。 5.解：构造函数f(t)=H(t)-G(t)=13-t-3t 2/3=0 ; 令t 1/3=x,则f(t)=-t 3-3t 2+13 可得矩阵P=[-1,-3,0,13] 求最佳生产时间的源程序如下： p=[-1,-3,0,13]; x=roots(p); t=x.^3 运行结果如下： t = 3.6768 +21.4316i 3.6768 -21.4316i 4.6465 再分别将t 的三个值带入函数f(t)，比较大小后，得到最大利润与最佳生产时间。 求最大利润的程序代码如下： ① t=3.6768 +21.4316i; x=0:0.01:t; y=13-x-3*x.^(2/3); trapz(x,y) 运行结果： ans = 25.2583 ② t=3.6768 -21.4316i; x=0:0.01:t; y=13-x-3*x.^(2/3); trapz(x,y) 运行结果： ans = 25.2583 ③ t=4.6465; x=0:0.01:t; y=13-x-3*x.^(2/3); trapz(x,y) 运行结果： ans = 26.3208 比较以上三组数据，可知最佳生产时间t=4.6465年，可获得的最大利润 26.3208（百万元/年）。 clear; close; fplot('18-t^(2/3)',[0,20]);grid on;hold on; fplot('5+t+2*t^(2/3)',[0,20],'r');hold off; %发现t 约为4 【例】水资源系统规划调度常应用系统分析方法处理，以一个水资源分配问题为例，讨论线性规划问题。例：有甲、乙两个水库同时给A、B、C三个城市供水，甲水库的日供水量为28万m3/d，乙水库的日供水量为35万m3/d，三个城市的日需水量分别为A≥10万m3/d，B≥15万m3/d，C≥20 万m3/d。由于水库与各城市的距离不等，输水方式不同，因此单位水费也不同。各单位水费分别为c11＝2000元/万m3、c12＝3000元/万m3、c13＝4000元/万m3、c21＝4500元/万m3、c22＝3500元/万m3、c23＝3000元/万m3。试作出在满足对三个城市供水的情况下，输水费用最小的方案。 设甲水库向三城市日供水量分别为x ll、x12、x13，乙水库向三城市日供水量分别为x2l、x22、x23。 建立约束条件： x11 + x21 ≥10 x12 + x22 ≥15 x13 + x23 ≥20 x11 + x12 + x13 ≤28 x21 + x22 + x23 ≤35 x11，x12，x13，x21，x22，x23，≥0 目标函数： fmin=c11x11+c12x12+c13x13+c21x21+c22x22+c23x23 这样的问题单纯求解是非常繁琐的，而MLTLAB求解是十分简单的，只要在命令行输入： 》f=[0.2 0.3 0.4 0.45 0.35 0.3]’； 》A=[-1 0 0 -1 0 0；0 -1 0 0 -1 0；0 0 -1 0 0 -1；1 1 1 0 0 0； 0 0 0 1 1 1]； 》B=[-10 -15 -20 28 35]； 》lb=zeros（6，1）； 》[X，Zmin]=linprog(f，A，B，[]，[]，lb,[]) 最后得出x=[10 15 0 0 0 20]万m3，Zmin=12.5万元。 上机题汇总 1设置matlab 的工作环境，将工作目录设置为d:\work ，添加搜索目录d:\example 2在matlab 的命令窗口里完成如下计算，其中t 的值分别取-1,0,1，表达式如下： 4/3)t y e π-= 3自行产生一个5行5列的数组，得到最中间的三行三列矩阵。 4用magic 产生一个5*5的矩阵，将这个矩阵的第二行与第三行互换位置 5求方程组的根 x 1+4x 2-3x 3=2 2x 1+5x 2-x 3=11 x 1+6x 2+x 3=12 6已知：一个多项式的系数向量是p=[1 -6-72 -27]，求这个多项式的根。 7已经两个多项式的系数分别是：[1 2 3 4]和[1 4 9 16]，请求这两个多项式的乘积，及商和余数。 8给定一个多项式的根是[-5 -3+4i -3-4i],求原来的多项式 9 A=[2 3 4； 1 5 7； 6 2 5] 用什么函数，保证第一列排序的时候，其他列跟着变化。最后的结果是： [1 5 7； 2 3 4； 6 2 5] 10补充题：电路分析 电路分析常常涉及到对方程组的求解，这些方程常常是利用描述电流进入和离开节点的电流方程，或者描述电路中网络回路上的电压的电压方程得出的。下图描述了3个回路电压的方程 方程式如下： 11121222132423432 532()0()()0()0V R I R I I R I I R I R I I R I I R I V -++-=??-++-=??-++=? 假设5个电阻值为已知，2个电压值也为已知，求3个电流值。 11自行产生一个5行5列的数组，用两种方法得到最中间的三行三列矩阵。 12根据a=reshape(-4:4,3,3)做一个矩阵，然后（1）取出所有大于0的元素构成一个向量（可推广到从一个矩阵里筛选出符合条件的元素组成一个向量）（2）将原矩阵中大于0的元素正常显示，而小于等于0的元素全部用0来表示(可推广到将原矩阵中不符合条件的全用0来表示，符合条件的值不变)。(思考：大于0的正常显示，小于等于0的用-10来表示) 13建立如下一个元胞数组，现在要求计算第一个元胞第4行第2列加上第二个元胞+第三个元胞里的第二个元素+最后一个元胞的第二个元素。 a={pascal(4),'hello';17.3500,7:2:100} 14建立一个结构体的数组，包括3个人，字段有姓名，年龄，分数，其中分数由随机函数产生一个3行10列的数据表示了有10门课程，每门课程有三个阶段的分数。问题是： 问题1，如何找到第2个人的分数并显示出来 问题2，如何找到第2个人的每门课程3个阶段的平均分数并显示出来 问题3，全班同学（指这3个学生）的10门课程的每门课程的平均分如何计算出来？要求放到一个数组里。 问题4，找到这个班所有同学的姓名放到一个元胞数组里 15给定一个图像文件，格式是jpg ，通过inportdata 引入这个文件，查看引入后数据保存是一个数组，是100*100*3的一个数组，这是一个三维的数组，表明有100*100个点，每个点有RGB 三个方面决定的。现在，要求将这些点的中间部分30个象素宽度的正方形用黑点表示。 1、标点符号;可以使命令行不显示运算结果，%用来表示该行为注释行。 2、x为0～4pi，步长为0.1pi的向量，使用命令x=0:0.1*pi:4*pi创建。4、输入矩阵A= 错误！未找到引用源。 ，使用全下标方式用A(2,2)取出元素 “-5”，使用单下标方式用A(5)取出元素“-5”。 5、符号表达式sin(2*a+t)+m中独立的符号变量为t。 6、M脚本文件和M函数文件的主要区别是M脚本文件没有函数定义和M函数文件有函数定义。 7. 设x是一维数组，x的倒数第3个元素表示为 ______x(_end-2_)________________；要在x的第36和37个元素之间插入一个元素154，使用的命令(集)为_x=x(_1:36,[154],37:end)_；设y为二维数组，要删除y 的第34行和48列，可使用命令_y(34,:)=[];y(:,48)=[]_； 8. 将变量x以Ascii文本格式存储到文件fname.txt，应使用命令__save _x_；将Excel文件data.xls读入WorkSpace并赋值给变量x，可使用命令 _x=xlsread('data.xls')_； 9. 在while表达式,语句体,End 循环语句中，表达式的值__非零__时表示循环 条件为真，语句体将被执行，否则跳出该循环语句； 10. 打开Matlab的一个程序文件fname.m，以添加的方式进行读写，应当使用命 令_fid= fopen('fname.m','w+'); 11.要从键盘读入一个字符串并赋值给变量x，且给出提示“Who is she?”，应使用命令__x=input(…Who is she??,?s?)_；使用fprintf()函数以含有2位小数的6位浮点格式输出数值变量weight到文件wt.txt，使用的命令（集）为fid = fopen(…wt.txt?,??,_); fprintf () ；12．设A= 错误！未找到引用源。,和B= 错误！未找到引用源。 和 C=错误！未找到引用源。均为m*n矩阵，且存在于WorkSpace中，要产生矩阵D= matlab练习题和答案 控制系统仿真实验 Matlab 部分实验结果 目录 实验一MATLAB基本操作..................................................................... .......................1 实验二Matlab 编程..................................................................... ...............................5 实验三Matlab 底层图形控制..................................................................... .....................6 实验四控制系统古典分析...................................................................... .......................12 实验五控制系统现代分析..................................................................... . (15) 实验六PID 控制器的设计..................................................................... ......................19 实验七系统状态空间设计...................................................................... .......................23 实验九直流双闭环调速系统仿真..................................................................... . (25) 实验一MATLAB基本操作 1.根据下面的方程绘制图形，y=cos(x)+x ，x 取值-pi-pi ，然后用多项式拟合函数进行拟合。 2.要求编写一个函数文件，将一个给定图片的所有颜色都变深（变深多少自己斟酌）,其中黑色为0，白色为255 3.根据下面的方程绘制图形，y=cos(2x)+sin(2x),然后用5次多项式进行拟合。 4.要求编写一个M 函数，完成下列函数的求解：y ＝sin （x ）；y ＝sin （x ＋pi ）；y ＝sin （x ＋pi ／3）；y ＝sin （x ＋pi/2）自变量x 的变化范围从－pi 到pi ，要求四个图像画在同一个图形窗体中。 5.M 文件的编写 计算分段函数 ?????≠+=+++=10101)1cos(2x x x x x x x y 6.函数文件的编写 编写函数文件，求半径为r 的圆的周长和面积。 7.题目见教材p85，其中的数据可以给出文本文件或者由下面的式子表达 a=[10*rand(24,1)+15,1*rand(24,1)+30,2*rand(24,1)+45]，这是24行3列的一个矩阵，第一列表示温度，第二列表示湿度，第三列表示气压。要求如下： （1） 将温度数据取出 （2） 找出一天中最高温度 （3） 按温度进行从小到大（默认）排序 （4） 求出最高温度的时刻 （5） 按温度进行从大到小排序 8.已知Fibonacci （斐波那）数列由式子??=+=--4,3,21k a a a k k k 可以生成，其中初值为121==a a ，试编写出生成某项Fibonacci 数值的MATLAB 函数，并求20a 的值。 9.编写M 函数，判断给定的三边能够构成一个三角形？并求其周长 10.给定一个声音文件，如1.wav ，引入这段声音，将音量改为2倍之后，再保存成2.wav >> vpa('pi',20) ans = 3.1415926535897932385 >> vpa('exp(1)',20) ans = 2.7182818284590452354 >> x=linspace(-pi,pi,21); >> y=sin(x) y = Columns 1 through 6 -0.0000 -0.3090 -0.5878 -0.8090 -0.9511 -1.0000 Columns 7 through 12 -0.9511 -0.8090 -0.5878 -0.3090 0 0.3090 Columns 13 through 18 0.5878 0.8090 0.9511 1.0000 0.9511 0.8090 Columns 19 through 21 0.5878 0.3090 0.0000 >> k=1:1000; >> kk=1./k; >> kkk=kk./k; >> res=sum(kkk)-(pi^2)/6 res = -9.9950e-04 %承接上题 >> sum(kk)-log(1000) ans = 0.5777 >> power(1+eps,1/eps) ans = 2.7183 >> a=rand(2,3) a = 0.8147 0.1270 0.6324 0.9058 0.9134 0.0975 >> x=a(1,:) x = 0.8147 0.1270 0.6324 >> y=a(2,:) y = 0.9058 0.9134 0.0975 >> norm(x) ans = 1.0391 >> norm(y) ans = 1.2900 >> acos(dot(x,y)/norm(x)/norm(y)) ans = 0.8189 >> rand(3,3) ans = 0.2785 0.9649 0.9572 0.5469 0.1576 0.4854 0.9575 0.9706 0.8003 >> det(ans) ans = 实验五二维绘图 实验目的： ①掌握绘制数据曲线图的方法； ②掌握绘制其他坐标系下的数据曲线图和统计分析图的方法； ③掌握绘制隐函数图形的方法。 ④掌握图形修饰处理方法； 实验要求:给出程序和实验结果。 实验内容： 8. 编制程序，该程序绘制两条曲线，x的取值在[0,2pi]，易pi/10为步长，一条是正弦曲线，一条是余弦曲线，线宽为6个象素，正弦曲线为绿色，余弦曲线为红色，线型分别为实线和虚线。给所绘的两条曲线增添图例，分别为“正弦曲线”和“余弦曲线”。 9. 在同一坐标内，分别用不同线型和颜色绘制曲线y1= 和y2=(πx)，标记两曲线交叉点。 10. 在0≤x≤2区间内，绘制曲线y1=和y2=cos(4πx)，并给图形添加图形标注。 11.重新绘制第一题所描述的曲线，将正弦曲线和余弦曲线分别画在两个子图中，子图竖向排列。 12、绘制r=sin(t)cos(t)的极坐标图； 13、分别以条形图、阶梯图、杆图和填充图形式绘制曲线y=2sin(x)。 实验程序与结果： 1 x=-2::2; y=sin(x).*cos(x); plot(x,y,'-r') -2 -1.5 -1 -0.5 0.5 1 1.5 2 -0.5-0.4-0.3-0.2-0.100.10.20.30.4 0.5 2 ezplot('x^2/9+y^2/16-1',[-5,5,-5,5]); x y x 2/9+y 2/16-1 = 0 -5 -4 -3 -2 -1 01 2 3 4 5 -5-4-3-2-101234 5 3 x1=-2::2; x2=-2::2; y1=sin(x2).*x1; y2=cos(x1).*x2; plot3(x1,x2,y1,'d',x1,x2,y2,'d') 1、完成下列操作：(1) 求[100,999]之间能被21整除的数的个数。(2) 建立一个字符串向 量，删除其中的大写字母。 （1） m=100:999; n=find(mod(m,21)==0); length(n) ans = 43 （2）>> ch='Maybe One Day' p=find(ch>='A'&ch<='Z') ch(p)=[] ch = Maybe One Day 2、自行产生一个5行5列的数组，分别得到最中间的三行三列矩阵、右下角2行2列矩阵， 奇数行矩阵、奇数列矩阵、奇数行奇数列矩阵。 >> t=rand(5)%生成矩阵 A=t(2:4,2:4)%中间三行散列矩阵 B=t(4:5,4:5)%右下角两行两列矩阵 C=t(1:2:end,:)%奇数行矩阵 D=t(:,1:2:end)%奇数列矩阵 E=t(1:2:end,1:2:end)%奇数行列矩阵 3、求方程组的根 syms x y z [X Y Z]=solve('x+4*y-3*z=2','2*x+5*y-z=11','x+6*y+z=12',x,y,z) 4、已知矩阵A=[1 2;3 4],运行指令B1=A.^(0.5), B2=A^(0.5), 可以观察到不同运算方法所得结果不同。（1）请分别写出根据B1, B2恢复原矩阵A的程序。（2）用指令检验所得的两个恢复矩阵是否相等(利用norm(…,’fro’)指令,误差矩阵F-范数，接近eps量级，认为实际相等)。 5、先运行clear,format long,rng('default'),A=rand(3,3)，然后根据A写出两个矩阵：一个对角 阵B，其相应元素由A的对角元素构成；另一个矩阵C，其对角元素全为0，而其余元素与对应的A阵元素相同（diag指令的使用）。 >> format long >> rand('twister',1) >> A=rand(3,3) A = 0.417022004702574 0.302332572631840 0.186260211377671 MATLAB 期末上机考试试题带答案版 姓名： 学号： 成绩： 1.请实现下图： 50 100 150 200 250 -1 -0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81x y y=sin(x) x=linspace(0,8*pi,250); y=sin(x); plot(x,y) area(y,-1) xlabel('x') ylabel('y') title('y=sin(x)') 2.请实现下图： x=linspace(0,2*pi,100); y1=sin(x); subplot(2,2,1) plot(x,y1,'k--') grid on xlabel('x') ylabel('y') title('sin(x)') legend('y=sin(x)') y2=cos(x); subplot(2,2,2) plot(x,y2,'r--') grid on xlabel('x') ylabel('y') title('cos(x)') legend('y=cos(x)') y3=tan(x); subplot(2,2,3) plot(x,y3,'k-') grid on xlabel('x') ylabel('y') title('tan(x)') legend('y=tan(x)') y4=cot(x); subplot(2,2,4) plot(x,y4) grid on xlabel('x') ylabel('y') title('cot(x)') legend('y=cot(x)') 3.解方程组： a=[3 2 1;1 -1 3;2 4 -4]； b=[7;6;-2] ； x=a\b 4.请实现下图： 2 4 6 8 10 12 14 -1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81x y '自己的姓名' sin(x)sin(2*x) x=linspace(0,4*pi,1000); y1=sin(x);matlab基础练习题带答案
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