matlab程序設(shè)計實驗實驗指導(dǎo)書（完整版）

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1、江西理工大學(xué) 《MATLA語言B課程實驗指導(dǎo)書 主審人：蔡改貧 主撰人：肖定華 、八 前言 《MATLA語言B》實驗是學(xué)習(xí)MATLA程序設(shè)計的一個重要實踐環(huán)節(jié)，是 我院機電學(xué)院（理工科）交通工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)實驗課，通過它的學(xué)習(xí)， 能鞏固和加深課堂教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生設(shè)計、編制、調(diào)試、運行程序的技能。 本書是針對非計算機專業(yè)的本科生、 ?？粕昂谏男枰峁┑?MATLAB 程序設(shè)計上機指導(dǎo)教材。所有 6個實驗涉及的是MATLA語言的基礎(chǔ)內(nèi)容，要求 學(xué)生必須熟練掌握。主要目的是進一步鞏固所學(xué)的知識。 實驗內(nèi)容中需要學(xué)生自己編寫程序，所以要求學(xué)生必須在每次實驗前認(rèn)真 預(yù)習(xí)本次實

2、驗內(nèi)容，編寫好程序方能參加實驗。 本課程是對《MATLA程序設(shè)計》所授內(nèi)容進行驗證，學(xué)生掌握 MATLAB? 序設(shè)計的基本方法和基本技能，并培養(yǎng)同學(xué)掌握用計算機處理問題的思維方法。 通過該課程的訓(xùn)練， 掌握以計算機為工具解決實際工程應(yīng)用問題問題的能力， 為 學(xué)生奠定學(xué)習(xí)程序設(shè)計的基礎(chǔ)及能力， 本課程對培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計思想和初步 的程序設(shè)計能力具有重大意義。 目錄 第一部分 緒論 頁 第二部分 基本實驗指導(dǎo) 實驗一 matlab 操作基礎(chǔ) 頁 實驗二 MATLAB 數(shù)據(jù)及其運算 頁 實驗三 MATLAB 矩陣分析與處理 頁 實驗四 MATLAB

3、 程序設(shè)計 頁 實驗五 MATLAB 繪圖 頁 實驗六 MATLAB 數(shù)據(jù)分析與多項式計算 頁 第一部分 緒論 本實驗指導(dǎo)書是根據(jù)《matlab程序設(shè)計》課程實驗教學(xué)大綱編寫，適用于交通 工程專業(yè)。 一、 本課程實驗的作用與任務(wù) 《matlab程序設(shè)計》實驗是學(xué)習(xí) matlab程序設(shè)計的一個重要實踐環(huán)節(jié)，是 我院機電學(xué)院（理工科）交通工程的一門專業(yè)基礎(chǔ)實驗課，通過它的學(xué)習(xí)，能鞏 固和加深課堂教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生設(shè)計、編制、調(diào)試、運行程序的技能。 本課程實驗的基礎(chǔ)知識 要求學(xué)生掌握最基本的計算機操作能力， 掌握計算機編程能力，要求學(xué)生掌 握MATLA程序設(shè)計課程的

4、基本的知識點，掌握MATLAB^值計算和符號計算功能， 掌握MATLAB^圖功能，基本的MATLAB?序設(shè)計的功能，對 MATLABS程環(huán)境了 解及應(yīng)用 本課程實驗教學(xué)項目及要求 序 號 實驗項目名 稱 學(xué) 時 實 驗 類 別 實 驗 要 求 實驗 類型 每 組 人 數(shù) 主要設(shè)備名 稱 目的和要求 1 MATLA操作 基礎(chǔ) 2 專 業(yè) 必 修 驗證 2 PC和 MATLAB6.5 掌握 matlab 運 行環(huán)境 2 MATLA數(shù) 據(jù) 及其運算 2 專 業(yè) 必 修 驗證 2 PC和 MATLAB6.5 掌握 matlab 數(shù) 據(jù)

5、及其運算 3 MATLAB巨陣 分析與處理 2 專 業(yè) 必 修 驗證 2 PC和 MATLAB6.5 掌握矩陣運 算及應(yīng)用 4 MATLA程 序 2 專 必 驗證 2 PC和 「掌握 設(shè)計 業(yè) 修 MATLAB6.5 matlab 程 序設(shè)計方法 及應(yīng)用 5 MATLA繪圖 2 專 業(yè) 必 修 驗證 2 PC和 MATLAB6.5 掌握繪圖操 作及應(yīng)用 6 MATLA數(shù) 據(jù) 分析與多項 式計算 2 專 業(yè) 選 修 驗證 2 PC和 MATLAB6.5 掌握數(shù)據(jù)分 析及應(yīng)用 實驗一

6、 MATLAB基本操作 一、 實驗?zāi)康? 1、 了解MATLA應(yīng)用程序環(huán)境 2、 掌握MATLA語言程序的書寫格式和 MATLA語言程序的結(jié)構(gòu)。 3、 掌握在MATLA應(yīng)用環(huán)境下編寫程序 4、 掌握MATAL調(diào)試過程，幫助文件 5、 掌握MATLA語言上機步驟，了解運行一個 MATLA程序的方法。 6、 本實驗可在學(xué)習(xí)完教材第一章后進行。 二、 主要儀器及耗材 PC電腦，MATLAB6.5軟件 三、 實驗內(nèi)容和步驟 1、MATLA語言上機步驟： （1） 、進入系統(tǒng) 在C盤或其他盤上找到 MATLA或MATLAB6.5然后雙擊其圖標(biāo)打開文件夾。 然后進行編輯源程序-> 編

7、譯-> 連接-> 執(zhí)行程序-> 顯示結(jié)果 （2） 、常用命令 編輯切換（F6）,編譯（F9）,運行（CTRL+F9,顯示結(jié)果（ALT+F5其它常 用命令見“附錄一”。 2、有下面的 MATLA程序。 (1) 數(shù)值計算功能：如，求方程 3x4+7x3 +9x2-23=0的全部根 p=[3,7,9,0,-23]; % 建立多項式系數(shù)向量 x=roots(p) % 求根 (2) 繪圖功能：如，繪制正弦曲線和余弦曲線 x=[0:0.5:360]*pi/180; plot(x,s in( x),x,cos(x)); (3) 仿真功能：如, Th Vuni dr Pol Equit

8、ian: xr ■ X1( 1 - X2"X2 xz The Van P*l EquJtlcihs (Dou bIIe elide on the "^?11 for mo re inlfoj Double click here for SIMULINK Help Tc rtirt ^n-d rtop th slrriuldtiQn.1 th* ^StjrVSto-p1* seledtioih in th e ^Sim u latio pu11*dchwh me nu 請調(diào)試上述程序。 3、熟悉MATLAB^境下的編輯命令，具體見附錄一。 三、 實驗步驟 1、 靜態(tài)地檢查上

9、述程序，改正程序中的錯誤。 2、 在編輯狀態(tài)下照原樣鍵入上述程序。 3、 編譯并運行上述程序，記下所給出的出錯信息。 4、 按照事先靜態(tài)檢查后所改正的情況，進行糾錯。 5、 再編譯執(zhí)行糾錯后的程序。如還有錯誤，再編輯改正，直到不出現(xiàn)語法 錯誤為止。 四、 實驗注意事項 1、記下在調(diào)試過程中所發(fā)現(xiàn)的錯誤、系統(tǒng)給出的出錯信息和對策。分析討 論對策成功或失敗的原因 2、總結(jié)MATLAB?序的結(jié)構(gòu)和書寫規(guī)則 五、 思考題 1 、 matlab 到底有多少功能？ 2、 MATLAB勺搜索路徑 3、 掌握使用MATLA幫助文件 實驗二MATLAB矩陣及其運算 實驗?zāi)康? 1、

10、了解矩陣的操作，包括矩陣的建立、矩陣的拆分、矩陣分析等 2、 了解MATLAB^算，包括算術(shù)運算、關(guān)系運算、邏輯運算等 3、 掌握字符串的操作，了解結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和單元數(shù)據(jù)。 4、 掌握MATAL調(diào)試過程，幫助文件 5、 進一步熟悉MATLAB?序的編輯環(huán)境。 主要儀器及耗材 PC電腦，MATALB6.5軟件 實驗內(nèi)容和步驟 1. 求下列表達式的值 (1) w=、2*( 1+0.34245*10 “) 2i【a ⑵x= tan(b c) a 其中 a=3.5,b=5,c=-9.8 ⑶ y=2 l 丨2〔(1-川 /4) 一： -(0.8333-川 /4

11、)： 1,其中：二 3.32,.? =-7.9。 ⑷z= 1-3i —0.65 2. "1 5 -4 - 8 3 -們 0 7 8 ，B = 2 5 3 3 61 7 L -3 2 0 J 已知A= 求下列表達式的值: (1) A+6B和A2 -B (其中I為單位矩陣) (2)A ” B、A.” B和B ” Ao (3) A/B和B\A (4) IA,B 和 A( 1,3],:);B 2 23 1 10 -0.778 0 41 -45 65 5 3已知A= 1 32 1 5 0 3

12、2 一6 9.54 54 3.14 取出其前 3行構(gòu)成矩陣 B , 其前 分別求 E〈 D、 E&D、 E D 、L E 2列構(gòu)成矩陣 C ,其右下角 3*2 |_| D 和 find(A>=10&A<25) 。 子矩陣 四、思考題 1、 如何正確地選用矩陣的運算函數(shù)，特殊的矩陣表示方法? 2、 要求自己寫實驗步驟和實驗結(jié)果，正確寫實驗報告 實驗三MATLAB矩陣分析與處理 實驗?zāi)康? 1、 掌握MATLA的生成特殊矩陣的方法： 2、 掌握MATLAB!陣分析的方法。 3、 熟悉MATLABS序的編寫和調(diào)試。 二、 主要儀器及耗材

13、PC電腦，MATLAB6.5軟件 三、 實驗內(nèi)容和步驟 1、求下列矩陣的主對角元素、上三角陣、下三角陣、 1 "0.43 ，B = I 1-8.9 43 2 2 21 逆矩陣、行列式的值、秩、范數(shù)、條件數(shù)、跡 1 -1 2 3 5 1 -4 2 (1) A= 3 0 5 2 11 15 0 9 2.使用函數(shù)，實現(xiàn)方針左旋90 ?；蛴倚?0的功能。例如，原矩陣為A， 「0*3 S 2*2 A左旋后得到B,右旋后得到Co 1 4 7 10 A= 2 5 8 11 3 6 9 12 A左旋后B = 10 11 8 5 2

14、 12 9 6 3 _3 A右旋后C = 9 J2 2 5 8 11 1〕 4 7 10 E3*3 R 3*2 3、設(shè)有分塊矩陣A= ，其中E，R, O, S分別為單位矩陣，隨機矩 E R+RS 陣，零矩陣和對角陣，試通過數(shù)值計算驗證 A2 = .0 S2 一 實驗四MATLAB程序設(shè)計 一、 實驗?zāi)康? 1、 掌握 MATLA的 M文件操作： 2、 掌握MATLABS序的控制結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)等。 3、 掌握基本三種結(jié)構(gòu)的語句。 4、 掌握MATLA函數(shù)文件，掌握函數(shù)的聲明

15、、定義、調(diào)用 5、 熟悉MATLA程序的編寫和調(diào)試。 6、 綜合運用所學(xué)的知識，進行程序的編導(dǎo)。 7、 本實驗可在學(xué)習(xí)教材第三章后進行。 二、 主要儀器及耗材 PC電腦，MATLAB6.5軟件 三、 實驗內(nèi)容和步驟 1、輸入一個百分制成績，要求輸出成績等級 A，B，C, D, E。其中90~100分 為A, 80~89分為B, 70~79分為C, 60~69分為D, 60分以下為E。 要求：(1)分別用if語句和switch語句實現(xiàn)。 (2) 輸入百分制成績后要判斷該成績的合理性，對不合理的成績應(yīng)輸出出 錯信息。 2、建立5*6矩陣，要求輸出矩陣第n行元素，當(dāng)n值超過矩

16、陣的行數(shù)時，自 動轉(zhuǎn)為輸出矩陣最后一行元素，并給出出錯信息 3、產(chǎn)生20個兩位隨機整數(shù)，輸出其中小于平均值的偶數(shù)。 4、根據(jù) y=1+1/3+1/5+…+1/2n-1，求: (1) y<3時的最大n值。 (2)與(1)的n值對應(yīng)的y值。 5、寫出下列程序的輸出結(jié)果。 (1) s=0; a二[12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23]; for k=a for j=1:4 if rem(k(j),2)~=0 s=s+k(j); end end end s (2) 命令文件exe.m: global x x=1:2:5;y=2:

17、2:6; sub(y); x y 函數(shù)文件sub.m: fun cti on fun二 sub(z) global x z=3*x; x=x+z; sin (x 1.7)ln 6已知 1 cos(x 1.7) 當(dāng)x取-3.0， -2.9，-2.8，…，2.8，2.9，3.0 時，求各點的函數(shù)值，求各點函數(shù)值的平均值。要求： 要求編寫一個M文件 四、思考題 1、比較C語言與MATLAB言的不同點。 2、掌握MATLA語言工具設(shè)計程序的基本方法。3、要求自己寫實驗步驟和 實驗結(jié)果，正確寫實驗報告 實驗五MATLAB繪圖 實驗?zāi)康? 1、 了解MATLAB^

18、圖功能 2、 掌握繪制MATLAB!維數(shù)據(jù)曲線圖 3、 掌握設(shè)置曲線圖的屬性 4、 掌握繪制其他二維圖形 5、 掌握繪制MATLA三維圖形 6、 掌握圖像處理與動畫制作 7、 掌握圖形動畫操作。 主要儀器及耗材 PC電腦，MATLAB6.5軟件 實驗內(nèi)容和步驟 5-1繪制下列曲線。 x—x3 (1) y*—— ⑵ 3! x2 2y2 =64 (4) x=t*si nt y=t*cost 5-2 在同一坐標(biāo)中繪制下列兩條曲線并標(biāo)注兩曲線的交叉點 (1) y=2x-0.5 0 _t _ pi (2) x=sin(3t)cos(t) y=sin(3t)sin(t

19、), 5-3分別用plot和fplot函數(shù)繪制函數(shù)y=sin(1/x)的曲線，分析兩條曲線的差 別。 5-4 設(shè) 1 y 「一 pi^t^pi 1 +e 條形圖，階梯圖，桿圖和對數(shù)坐 在同一圖形窗口采用子圖的形式繪制不同圖形: 標(biāo)圖。 5-6繪制下列三維圖線 2 2 2 x2 y2 z2 2(xy yz zx) X0 — 1 2 4x 8x 3 2x +1 (1) 2cos2 x - sin2 x (2) 四、思考題 (1) 二維曲線與三維曲線有什么不同 (2) 三維曲線如何渲染 (3) 動畫怎樣制作？ 4) 要求自己寫實驗步驟和實驗結(jié)果 5)

20、正確寫實驗報告 實驗六 MATLAB 數(shù)據(jù)分析與多項式計算 一、 實驗?zāi)康? 1、 掌握MATLAB^數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理功能 2、 掌握MATLAB^據(jù)計算功能，如數(shù)據(jù)插值功能 3、 掌握MATLABC關(guān)曲線擬合功能。 4、 掌握MATLABC關(guān)離散傅立葉變換操作。 5、 掌握MATLABC關(guān)多項式計算功能。 6．掌握曲線擬合的意義，利用曲線擬合函數(shù)解決實際問題。 二、 主要儀器及耗材 PC電腦，MATLAB6.5軟件 三、 實驗內(nèi)容和步驟 然后檢 1、 利用MATLA提供的rand函數(shù)生成30000個符合均勻分布的隨機數(shù), 驗隨機數(shù)的性質(zhì)： ( 1 ) 均值和標(biāo)準(zhǔn)方差。

21、 ( 2) 最大元素和最小元素。 ( 3) 大于 0.5 的隨機數(shù)個數(shù)占總數(shù)的百分比。 2、 將100個學(xué)生5門功課的成績存入矩陣P中，進行如下處理： (1) 分別求每門課的最高分，最低分及相應(yīng)學(xué)生序號。 (2) 分別求每門課的平均分和標(biāo)準(zhǔn)方差。 ( 3) 5 門課總分的最高分，最低分及相應(yīng)學(xué)生序號。 (4) 將5門課總分按從大到小順序存入zcj中，相應(yīng)學(xué)生序號存入xsxh. 3、按要求對指定函數(shù)進行插值和擬合。 (1)按表6-4用3次樣條方法插值計算0~90度內(nèi)整數(shù)點的正玄值和0~75內(nèi)整 數(shù)點的正切值，然后用5次多項式擬合方法計算相同的函數(shù)值， 并將兩種計算結(jié) 果進行比較。

22、 a 0 15 30 45 60 75 90 s 0 0.2588 0.5000 0.7071 0.8660 0.9659 1.0000 ina t 0 0.2679 0.5774 1.0000 1.7320 3.7320 ana 表6-4特殊角的正弦與正切值表 4、 對矩陣A的列向量，行向量分別進行離散傅立葉變換，并對變換結(jié)果進行逆 變換。 3 2 1 1 A= -5 1 0 1 3 2 1 5 5、 有兩個多項式 P(x)=2x^3x3 5x 13,Q(x^x2 5x 8，試求，以及 P(x)， P(x) Q(x)，P(x)/ Q(x)的導(dǎo)數(shù)。 四、思考題 (1) 要求自己寫實驗步驟和實驗結(jié)果。 (2) 正確寫實驗報告。