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《MATLAB仿真技术》实验指导书2016附问题详解.pdf
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实验项目及学时安排
实验一 MATLAB 环境的熟悉与基本运算
2 学时
实验二 MATLAB 数值计算实验
2 学时
实验三 MATLAB 数组应用实验
2 学时
实验四 MATLAB 符号计算实验
2 学时
实验五 MATLAB 的图形绘制实验
2 学时
实验六 MATLAB 的程序设计实验
2 学时
实验七 MATLAB 工具箱 Simulink 的应用实验
2 学时
实验八 MATLAB 图形用户接口 GUI 的应用实验
2 学时
实验一 MATLAB 环境的熟悉与基本运算
一、实验目的
1.熟悉 MATLAB 开发环境
2.掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算
实用文档
二、实验基本知识
1.熟悉 MATLAB 环境:
MATLAB 桌面和命令窗口、命令历史窗口、帮助信息浏览器、工作空间浏览
器、文件和搜索路径浏览器。
2.掌握 MATLAB 常用命令
clc
clear
help
lookfor
who
清除命令窗口中容
清除工作空间中变量
对所选函数的功能、调用格式及相关函数给出说明
查找具有某种功能的函数但却不知道该函数的准确名称
查询工作空间中的变量信息
3.MATLAB 变量与运算符
变量命名规则如下:
(1) 变量名可以由英语字母、数字和下划线组成
(2) 变量名应以英文字母开头
(3) 长度不大于 31 个
(4) 区分大小写
MATLAB 中设置了一些特殊的变量与常量,列于下表。
表 1 MATLAB 的特殊变量与常量
变量名 功能说明 变量名 功能说明
ANS 默认变量名,以应答 realmin 最小的正实数
最近一次操作运算结果
i 或 j 虚数单位 INF(inf) 无穷大
pi 圆周率 NAN(nan) 不定值(0/0)
eps 浮点数的相对误差 nargin 函数实际输入参数个数
realmax 最大的正实数 nargout 函数实际输出参数个数
MATLAB 运算符,通过下面几个表来说明 MATLAB 的各种常用运算符
表 2 MATLAB 算术运算符
操作符 功能说明 操作符 功能说明
+ 加 \ 矩阵左除
- 减 .\ 数组左除
* 矩阵乘 / 矩阵右除
实用文档
.*
^
.^
数组乘
矩阵乘方
数组乘方
./
'
.'
数组右除
矩阵转置
数组转置
符号
:
;
,
()
[]
{}
表 3 MATLAB 关系运算符
操作符 功能说明
== 等于
~= 不等于
> 大于
< 小于
>= 大于等于
<= 小于等于
表 4 MATLAB 逻辑运算符
逻辑运算符 逻辑运算 说明
& And 逻辑与
| Or 逻辑或
~ Not 逻辑非
Xor 逻辑异或
表 5 MATLAB 特殊运算
功能说明示例 符号 功能说明示例
1:1:4;1:2:11 .
分隔行 ..
分隔列 …
% 注释
构成向量、矩阵 ! 调用操作系统命令
构成单元数组 = 用于赋值
4.MATLAB 的一维、二维数组的寻访
表 6 子数组访问与赋值常用的相关指令格式
指令格式
A
(
r
,
c
)
A
(
r
,:)
A
(:,
c
)
A
(:)
A
(
i
)
指令功能
数组
A
中
r
指定行、
c
指定列之元素组成的子数组
数组
A
中
r
指定行对应的所有列之元素组成的子数组
数组
A
中
c
指定列对应的所有行之元素组成的子数组
数组
A
中各列元素首尾相连组成的“一维长列”子数组
"一维长列"子数组中的第
i
个元素
实用文档
A
(
r
,
c
)=
Sa
A
(:)=
D
(:)
数组
A
中
r
指定行、
c
指定列之元素组成的子数组的赋值
数组全元素赋值,保持 A 的行宽、列长不变,A、D 两组元素
总合应相同
5.MATLAB 的基本运算
表 7 两种运算指令形式和实质涵的异同表
指令
A.'
A=s
s+B
s-B,B-s
s.*A
数组运算
含义
非共轭转置
把标量 s 赋给 A 的每个元素
标量 s 分别与 B 元素之和
标量 s 分别与 B 元素之差
标量 s 分别与 A 元素之积
指令
A’
矩阵运算
含义
共轭转置
标量 s 分别与 A 每
个元素之积
s./B,B.\s 标量 s 分别被 B 的元素除 S*inv(B) B 阵的逆乘 s
A.^n A 的每个元素自乘 n 次 A^n A 阵为方阵,自乘 n
次
A.^p 对 A 各元素分别求非整数幂 A^p 方阵 A 的非整数乘
方
A+B 对应元素相加 A+B 矩阵相加
A-B 对应元素相减 A-B 矩阵相减
A.*B 对应元素相乘 A*B 维相同矩阵相乘
A./B A 的元素别 B 的对应元素除 A/B A 右除 B
B.\A 与上相同 B\A A 左除 B
exp(A) 以自然数 e 为底,分别以 A 的 expm(A) A 的矩阵指数函数
元素为指数,求幂
log(A) 对 A 的各元素求对数 logm(A) A 的矩阵对数函数
sqrt(A) 对 A 的各元素求平方根 sqrtm(A) A 的矩阵平方根函
数
6.MATLAB 的常用函数
表 8 标准数组生成函数
指令 含义 指令
diag 产生对角形数组(对高维不适 rand
用)
含义
产生均匀分布随机数组
s*A
实用文档
eye 产 生 单 位 数 组 ( 对 高 维 不 适 randn
用)
magic 产 生 魔 方 数 组 ( 对 高 维 不 适 zeros
用)
ones 产生全 1 数组 size()
表 9 数组操作函数
指令
diag
flipud
fliplr
reshape
rot90
det
rank
产生正态分布随机数组
产生全 0 数组
返回指定矩阵的行数和列
数
含义
提取对角线元素,或生成对角阵
以数组“水平中线”为对称轴,交换上下对称位置上的数组
元素
以数组“垂直中线”为对称轴,交换左右对称位置上的数组
元素
在总元素数不变的前提下,改变数组的“行数、列数”
矩阵逆时针旋转 90 度
方阵的行列式值
矩阵的秩
三、实验容
1、学习使用 help 命令,例如在命令窗口输入 help eye,然后根据帮助说
明,学习使用指令 eye(其它不会用的指令,依照此方法类推)
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苦茶子12138
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