Matlab實驗報告 (2)

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1、華 北 電 力 大 學(xué) 實 驗 報 告 實驗環(huán)境 MATLAB 7.0 實驗名稱 實驗一：熟悉MATLAB環(huán)境及Matlab基本操作 實 驗 目 的 1、熟悉MATLAB環(huán)境及各種基本Matlab操作 實驗原理 MATLAB?是以復(fù)雜矩陣作為基本編程單元的一種程序設(shè)計語言。它提供了各種矩陣的運算與操作，并有較強的繪圖功能。 利用FILE菜單可方便對文件或窗口進(jìn)行管理。其中FILE|NEW的各子菜單，M-FILE（M文件）、FIGURE（圖形窗口）、或MODEL（SIMULINK編輯界面）分別可創(chuàng)建對應(yīng)文件或模塊。EDIT菜單允許用戶和WINDOWS的剪切

2、板交互信息。 MATLAB語言最基本的賦值語句結(jié)構(gòu)為：變量名列表=表達(dá)。表達(dá)式由操作符或其它字符，函數(shù)和變量名組成，表達(dá)式的結(jié)果為一個矩陣，顯示在屏幕上，同時輸送到一個變量中并存放于工作空間中以備調(diào)用。如果變量名和“=”省略，則ANS變量將自動建立，例如鍵入：1900/81，得到輸出結(jié)果：ans =23.4568。 在MATLAB中把數(shù)據(jù)繪成圖形可有多種命令一供選擇。下面列出了這些命令： ????????????繪圖命令 ???????? Plot????????線性X-Y坐標(biāo)圖 ???????? Loglog??????雙對數(shù)坐標(biāo)圖 ???????? Semilogx??? X軸

3、對數(shù)半對數(shù)坐標(biāo)圖 ???????? Semilogy??? Y軸對數(shù)半對數(shù)坐標(biāo)圖 ???????? Polar???????極坐標(biāo)圖 ???????? Mesh???????三維消隱圖 ???????? Contour?????等高線圖 ???????? Bar?????????條形圖 ???????? Stairs???????階梯圖 實 驗 原 理 除了可以在屏幕上顯出圖形外，還可以對屏幕上已有的圖形加注釋、題頭或坐標(biāo)網(wǎng)格。 ???????????????????圖形加注 ?????? Title?????????畫題頭 ??????? Xl

4、abel?????? x軸標(biāo)注 ??????? Ylabel?????? y軸標(biāo)注 ??????? Text?????????任意定位的標(biāo)注 ??????? Gtext????????鼠標(biāo)定位標(biāo)注 ??????? Dgrid????????網(wǎng)格? 關(guān)于坐標(biāo)軸尺寸的選擇和圖形處理等控制命令： ?????????????圖形控制命令 ???? Axis???????人工選擇坐標(biāo)軸尺寸 ????? Clg????????清除圖形窗口 ????? Ginput??????利用鼠標(biāo)的十字準(zhǔn)線輸入 ????? Hold???????保持圖形 ????? Shg????????

5、顯示圖形窗口 ????? Subplot?????將圖形窗口分成N塊子窗 ? 第 14 頁 實 驗 內(nèi) 容 <驗證性實驗> 1、將Matlab當(dāng)前目錄變更到D:\自己姓名拼音文件夾下,并建立新文件畫出y=2 * x的曲線，并將曲線圖形保存在當(dāng)前目錄下。 2、使用for語句及while語句求解1至100整數(shù)中奇數(shù)的和。 <設(shè)計性實驗> 3、用MATLAB程序建立九九乘法表。 4、求連續(xù)自然數(shù)的和，當(dāng)和大于等于1000時，求最后一個自然數(shù)以及自然數(shù)的和。 5、MATLAB

6、函數(shù)是可以遞歸調(diào)用的，即在函數(shù)的內(nèi)部調(diào)用函數(shù)自身，試用遞歸方式編寫n!函數(shù)。 實 驗 結(jié) 果 及 分 析 實驗1：程序如下 x=1:10 y=2*x; plot(x,y)仿真結(jié)果： 實驗結(jié)果分析： 仿真結(jié)果是條很規(guī)則的直線，X軸和Y軸一一對應(yīng)，清楚明了，而序又特別簡單。所以用Maltab 軟件很方便地畫出規(guī)則的直線，方便研究。 實 驗 結(jié) 果 及 分 析 實驗2：程序如下： clear all sum=0; for n=1:2:97 sum=sum+n; end sum=sum+99 disp('

7、程序運行結(jié)束！') 實驗結(jié)果如下。 實驗2結(jié)果分析： 這道題有多種方法，例如如下程序： clear all sum=0; for i=1:2:100 sum=sum+i; end

8、 sum 這道題需要注意的一點是語句sum=sum+i 后要加分號。這樣就不會出現(xiàn)i每賦值一次窗口就顯示一次sum 值。 實驗3：程序如下： clear all for x=1:9 a=[]; for y=1:x term=([num2str(y),'*',num2str(x),'=',num2str(x*y,'%2d')]); if x*y<10 term=[term,' ']; else term=[term,' ']; end a=[a,term]; end disp(a) end 實

9、驗 結(jié) 果 及 分 析 實驗3仿真結(jié)果： 實驗4程序如下: clear all n=0; sum=0; while(sum<1000) n=n+1; sum=sum+n; end str1 = ['最后一個自然數(shù)為:',num2str(n)]; str2 = ['計算結(jié)果為：',num2str(sum)]; disp(str1) disp(str2) 實驗4結(jié)果為： 實驗5程序： n=input('n'); sum=1; if(n==0) break; else f

10、or m=1:n sum=sum*m; end end sum 仿真結(jié)果： n5 sum = 120 實驗名稱 實驗二： Matlab在通信原理中的應(yīng)用 實 驗 目 的 1、掌握通信原理課程中基本知識的Matlab編程、仿真方法 實驗原理 實驗1程序： dt = 0.001; fm = 2; fc = 10; T = 5; t = 0:dt:T; mt = sqrt(2) * cos(2 * pi * fm * t); A = 0.5;

11、s_am = (A + mt).* sin(2 * pi * fc * t); B = 2 * fm; figure(1) subplot(311) plot(t,s_am);hold on; plot(t,A + mt,'r--'); title('AM調(diào)制信號及其包絡(luò)'); xlabel('t'); rt = s_am.*cos(2 * pi * fc * t); rt = rt - mean(rt); [f,rf] = T2F(t,rt); [

12、t,rt] = lpf(f,rf,2 * fm); subplot(312) plot(t,rt);hold on; plot(t,mt/2,'r--'); title('相干解調(diào)后的信號波形與輸入信號的比較'); xlabel('t') subplot(313) [f,sf]=T2F(t,s_am); psf = (abs(sf).^2)/T; plot(f,psf); axis([ -2*fc 2*fc 0 max(psf)]); title(

13、AM信號功率譜'); xlabel('f'); 實 驗 內(nèi) 容 <設(shè)計性實驗> 1、用Matlab產(chǎn)生一個頻率為2Hz、功率為1的正弦信源m(t),設(shè)載波頻率為10Hz，A分別等于0.5、1、1.5，試畫出： （1）AM調(diào)制信號； （2）調(diào)制信號的功率譜密度； （3）相干解調(diào)后的信號波形（選做） （4）研究調(diào)制深度與失真的關(guān)系。（選做） <設(shè)計性實驗>（選做） 2、消息是周期為2s的周期信號，它在區(qū)間的定義如下： 該信號用DSB方案調(diào)制50Hz的載波。 （1）繪出調(diào)制信號。 （2）繪出調(diào)制信號的頻譜。 （3）比較調(diào)制信號和未調(diào)制

14、信號的頻譜。 實 驗 結(jié) 果 及 分 析 1、 A=0.5 2、 A=1 實 驗 結(jié) 果 及 分 析 A=1.5 實驗名稱 實驗三 Matlab在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用 實 驗 目 的 1、掌握信號與系統(tǒng)課程中基本知識的Matlab編程、仿真方法 實 驗 原 理 實驗1程序： b=[1]; a=[1 1]; p=0.5; t=0:p:5; x=exp(-3*t); subplot(1,2,1); impulse(b,a,0:p:5); title('沖激響應(yīng)'); subplo

15、t(1,2,2); step(b,a,0:p:5); title('階躍響應(yīng)'); 實 驗 內(nèi) 容 <設(shè)計性實驗> 1、用MATLAB在時域中編程求解 y′(t)+y(t)=f(t), f(t)= exp(-3t)ε(t)的沖激響應(yīng)、階躍響應(yīng)。在simulink仿真環(huán)境下，設(shè)計系統(tǒng)框圖，分析系統(tǒng)的沖激響應(yīng)、階躍響應(yīng)。 <設(shè)計性實驗>（選做） 2、用MATLAB在時域中編程求解 y′(t)+y(t)=f(t), f(t)=(1+exp(-3t))ε(t)的沖激響應(yīng)、階躍響應(yīng)，要求用conv編程實現(xiàn)系統(tǒng)響應(yīng)。在simulink仿真環(huán)境下，設(shè)計系統(tǒng)框圖，分析系統(tǒng)的沖激

16、響應(yīng)、階躍響應(yīng)。 實 驗 結(jié) 果 及 分 析 實驗1仿真結(jié)果： simulink仿真環(huán)境下 沖激響應(yīng) 階躍響應(yīng) 實驗名稱 實驗四 Matlab在數(shù)字信號處理中的應(yīng)用 實 驗 目 的 1、掌握數(shù)字信號處理課程中基本知識的Matlab編程、仿真方法 實 驗 原 理 實驗1程序： t1=0:1/6000:0.004; x1=1+cos(2*pi*5000*t1); subplot(4,1,1); plot(t1,x1); title('采樣頻率為6千赫茲 '); xlabel('時間'); t2=0:1/1

17、2000:0.004; x2=1+cos(2*pi*5000*t2); subplot(4,1,2); plot(t2,x2); title('采樣頻率為12千赫茲'); xlabel('時間'); F1=fft(x1,1024); n=0:1023; f=6000*n/1024; subplot(4,1,3); plot(f,abs(F1));title('6000Hz頻譜'); F2=fft(x2,1024); n=0:1023;f=12000*n/1024; subplot(4,1,4); plot(f,abs(F2));title('12000Hz頻譜');

18、 實 驗 內(nèi) 容 <設(shè)計性實驗> 1、對于連續(xù)信號x(t)=1+cos(2πft)，其中f=5kHz,分別以采樣頻率fs=6 kHz和fs=12kHz對其進(jìn)行采樣， （1）分別繪出對應(yīng)的采樣信號。 （2）對信號進(jìn)行傅里葉變換，繪出對應(yīng)的曲線。 （3）在simulink仿真環(huán)境下，設(shè)計系統(tǒng)框圖，觀察信號的頻譜成分。 <設(shè)計性實驗>（選做） 2、對于連續(xù)信號，其中，，對信號進(jìn)行傅里葉變換。設(shè)計合適的采樣頻率對信號進(jìn)行采樣。對信號進(jìn)行快速傅里葉變換FFT,分析信號的頻譜成分。在simulink仿真環(huán)境下，設(shè)計系統(tǒng)框圖，分析信號的頻譜成分。 實

19、驗 結(jié) 果 及 分 析 實驗1仿真結(jié)果: 6khz 12kHZ 實 驗 總 結(jié) 學(xué)習(xí)了MATLAB這門課程，我了解該軟件的基本功能，也知道了該軟件在我們生活中的重要地位。隨著社會的不斷發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步，計算機的普及，它也被應(yīng)用在越來越多的方面。 MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語言完成相同的事情簡捷得多，MATLAB的最突出的特點就是簡潔。 MATLAB的功能是非常強大的，MATLAB不僅有強大的運算功能，它還有強大的繪圖功能，我對它的了解也僅僅就是一點點，或許說還沒有入門。比如說它含有豐富的內(nèi)建函數(shù)，例如數(shù)學(xué)函數(shù)中的三角函數(shù)、復(fù)函數(shù)、多項式函數(shù)、數(shù)據(jù)分析函數(shù)的求平均值、最大最小值、排序等，以及邏輯/選擇函數(shù)如if－else等，還有用來模擬隨機發(fā)生事件的隨機函數(shù)。這些我都不了解。 雖學(xué)習(xí)MATLAB的時間雖然很短，但卻讓我了解到了它的強大和它的功能。我想就算時間足夠，老師也不能把所有的都講解給我們，因為一個軟件的功能需要我們自己不斷的去摸索。老師只是個指路的明燈，最終的學(xué)習(xí)還是要靠自己。而且在摸索過程中，我們能夠發(fā)現(xiàn)和體會學(xué)習(xí)的快樂！