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《MATLAB仿真技术》实验指导书2016附答案分析 (2).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

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

清除命令窗口中内容

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 realmin

默认变量名，以应答最小的正实数

最近一次操作运算结果

INF(inf)

i 或 j 虚数单位无穷大

pi NAN(nan)

圆周率不定值（0/0）

eps nargin

浮点数的相对误差函数实际输入参数个数

realmax nargout

最大的正实数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

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

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内涵的异同表

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 内维相同矩阵相乘

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

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、实验内容

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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