MATLAB实验指导书（附答案）

MATLAB基础实验指导书

漳州师范学院物电系

2010年10月

1

目 录

实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算.................2 实验二MATLAB数值运算...........................................8 实验三 MATLAB语言的程序设计............................12 实验四 MATLAB的图形绘制....................................16 实验五 采用SIMULINK的系统仿真.........................20 实验六 MATLAB在电路中的应用............................25 实验七 MATLAB在信号与系统中的应用................27 实验八 MATLAB在控制理论中的应用................... 29

1

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 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。

变量名 ANS i或j pi eps realmax 表1 MATLAB的特殊变量与常量 功能说明 变量名 默认变量名，以应答 realmin 最近一次操作运算结果 虚数单位 INF(inf) 圆周率 NAN(nan) 浮点数的相对误差 nargin 最大的正实数 nargout 功能说明 最小的正实数 无穷大 不定值（0/0） 函数实际输入参数个数 函数实际输出参数个数 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 2

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 加 减 矩阵乘 数组乘 矩阵乘方 数组乘方 表3 MATLAB关系运算符 操作符 == ~= > < >= <= 表4 MATLAB逻辑运算符

逻辑运算符 & | ~ Xor 逻辑运算 And Or Not 说明 逻辑与 逻辑或 逻辑非 逻辑异或 功能说明 等于 不等于 大于 小于 大于等于 小于等于 操作符 \\ .\\ / ./ ' .' 功能说明 矩阵左除 数组左除 矩阵右除 数组右除 矩阵转置 数组转置 表5 MATLAB特殊运算

符号 ： ； ， （） [] {} 功能说明示例 1:1:4;1:2:11 分隔行 分隔列 构成向量、矩阵 构成单元数组

符号 功能说明示例 . .. … % 注释 ！ 调用操作系统命令 = 用于赋值 3

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) A(r,c)=Sa A(:)=D(:) 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 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

数组运算 指令 A．' A=s s+B s-B,B-s s.*A 矩阵运算 含义 指令 含义 非共轭转置 A’ 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 s*A 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的元expm(A) A的矩阵指数函数 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

4