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Matlab上机实习报告专 业：测控技术与仪器班 级：测控081姓 名：王建巍学 号：200800454125指导教师：廖亮实习内容一 MATLAB基本操作一、 实习目的掌握MATLAB的启动和退出；熟悉MATLAB的命令窗口；熟悉其它常用窗口和工具栏。二、实习内容与步骤1、进入MATLAB的开发环境。方法一：点击桌面上的快捷方式或matlab文件夹下的快捷方式图标。方法二：开始所有程序MATLAB6.5MATLAB6.5.EXE。方法三：点击matlabbinwin32文件夹下的matlab.exe。这三种方法的当前目录不同。优先选用方法一。可见到如下交互界面：图Matlab默认桌名平台2、 退出MATLAB的开发环境。退出Matlab的方式很多：（1）在Matlab命令窗口的“File”菜单下选择“Exit Matlab”；（2）快捷键“Ctrl+q”；（3）在命令窗口输入“quit”命令；（4）在命令窗口输入“exit”命令；（5）用鼠标单击命令窗口右上角的“X”按钮；（6）用鼠标双击命令窗口左上角的图标“”。3、熟悉MATLAB的desktop操作桌面（1） 熟悉指令窗（command window）-界面见图a、 点击指令窗右上角的可以从将指令窗从操作桌面独立出来，点击指令窗中view菜单下的Dock Command window可以使指令窗嵌入回操作桌面。b、 在指令窗的提示符后面键入所以下指令：（122*(7-4)）/32观察指令窗中的结果。c、通过下拉菜单File:Preferences改变设置指令窗中的字体、颜色等。如： 数据显示格式的设置：format short 小数点后四位（缺省情况），如显示为3.1416。format long 小数点后十四位，如显示为3.14159265358979。format bank 小数点后两位，如显示为3.14。format short e 小数点后四位科学记数法，如显示为3.1416e+000。format long e 小数点后十五位科学记数法，如显示为3.141592653589793e+000。（2）熟悉当前目录浏览器（Current Directory）（A）观察当前目录是什么？（B）打开我的电脑，在E盘下建立一个名为mydir的文件夹。在MATLAB操作桌面的右上方或当前浏览器左上方，都有一个当前目录设置区。它包括：“目录设置栏”和“浏览键”，在目录设置栏中直接写待设置的目录名，或借助浏览键和鼠标选择待设目录。（3）熟悉工作空间浏览器（Workspace Browser）在以上步骤的基础上，观察工作空间浏览器有哪些变量？在指令窗中who 和whos 两条指令，观察指令窗中的结果。（4）熟悉数组编辑器(Array Editor)点中Workspace中任意一个数组，然后双击所选数组或点击图标打开数组编辑器。观察此数值数组内部的值。图：工作空间浏览器按照以下步骤建立一个新的数组：（A） 在指令窗里，向一个新变量赋“空”阵。如：A= ;（B） 在内存浏览器中，双击该变量，打开数组编辑器。（C） 在数组编辑器左上方的“行维”、“列维”栏中填写待建数组的“大小”，于是在编辑窗中就出现待填写的数组元素表格。（D） 逐格填写元素值，直到完成为止。（5）熟悉脚本文件编辑器及运行一个简单的程序。（A）点击MATLAB上的图标，弹出M文件编辑器；（B）M文件编辑调试器的空白框中写入下面指令。t=0:pi/50:4*pi;y0=exp(-t/3);y=exp(-t/3).*sin(3*t);plot(t,y,-r,t,y0,:b,t,-y0,:b)（C）点击M文件编辑器的（保存图标），或选中【File:Save】下拉菜单项，会出现标准的文件保存对话框。（D）在文件保存对话框中，选定目录（如mydir）,填写文件名（try1）,再按保存键，于是把try1.m脚本文件保存到了mydir目录上了。（E）选中M文件编辑器下拉菜单项【Debug：Run】或按功能键F5，就可在图形窗中看到该程序的运行结果曲线。（6）在指令窗中分别输入以下指令并观察其功能： clc,clear,clf，cd，exit,quitclear 清除当前工作区中的所有变量clc 清除指令窗内容（未清除当前工作区中的变量）clf 清除图形窗口cd 设置当前工作目录exit，quit 退出MATLAB（7）设置文件存放路径（A）新建一个文件夹（自己的名字命名，在机器的最后一个盘符）；（B）将该文件夹添加到MATLAB 路径管理器中，见图1-6。（C）保存，关闭对话框（8）了解MATLAB帮助系统 在指令窗中输入 help eye，阅读关于eye的帮助信息。 点击MATLAB的菜单项help:Matlab Help。查看自己所需的帮助。实习内容二 数值数组及其运算一、实习目的1、掌握一维数组的创建和寻访；2、掌握二维数组的创建和寻访；3、掌握MATLAB的矩阵和数组的运算；4、熟悉MATLAB关系操作和逻辑操作。二、实习内容和步骤 （1） 常量与变量系统的变量命名规则：变量名区分字母大小写；变量名必须以字母打头，其后可以是任意字母，数字，或下划线的组合。此外，系统内部预先定义了几个有特殊意义和用途的变量，见下表：特殊的变量、常量取 值ans用于结果的缺省变量名pi圆周率的近似值（3.1416）eps数学中无穷小（epsilon）的近似值（2.2204e - 016）inf无穷大，如 1/0 = inf （infinity）NaN非数，如 0/0 = NaN （Not a Number），inf / inf = NaNi，j虚数单位：i = j =（2） 数值型向量（矩阵）的输入a任何矩阵（向量），可以直接按行方式输入每个元素：同一行中的元素用逗号（，）或者用空格符来分隔；行与行之间用分号（；）分隔。所有元素处于一方括号（ ）内；例1： Time = 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X_Data = 2.32 3.43；4.37 5.98 b系统中提供了多个命令用于输入特殊的矩阵：函数功 能函数功 能compan伴随阵toeplitzToeplitz矩阵diag对角阵vanderVandermonde矩阵hadamardHadamard矩阵zeros元素全为0的矩阵hankelHankel矩阵ones元素全为1的矩阵invhilbHilbert矩阵的逆阵rand元素服从均匀分布的随机矩阵kronKronercker张量积randn元素服从正态分布的随机矩阵magic魔方矩阵eye对角线上元素为1的矩阵pascalPascal矩阵meshgrid由两个向量生成的矩阵上面函数的具体用法，可以用帮助命令help得到。如：meshgrid(x,y)输入 x=1 2 3 4; y=1 0 5; X,Y=meshgrid(x, y)，则X = Y = 1 2 3 4 1 1 1 1 1 2 3 4 0 0 0 0 1 2 3 4 5 5 5 5目的是将原始数据x，y转化为矩阵数据X，Y。（3）符号向量（矩阵）的输入a用函数 sym定义符号矩阵：函数sym实际是在定义一个符号表达式，这时的符号矩阵中的元素可以是任何的符号或者是表达式，而且长度没有限制。只需将方括号置于单引号中。例2： sym_matrix = sym（a b c；Jack Help_Me NO_WAY） sym_matrix = a, b, c Jack, Help_Me, NO_WAYb用函数syms定义符号矩阵先定义矩阵中的每一个元素为一个符号变量，而后像普通矩阵一样输入符号矩阵。例3： syms a b c ； M1 = sym（Classical）； M2 = sym（ Jazz）； M3 = sym（Blues）； A = a b c； M1， M2， M3；sym（2 3 5） a, b, cA = Classical, Jazz, Blues 2, 3, 5（4） 数组（矩阵）的点运算运算符：+（加）、-（减）、./（右除）、.（左除）、.（乘方），数组元素之间直接进行数值运算。例4： g = 1 2 3 4；h = 4 3 2 1； s1 = g + h, s2 = g.*h, s3 = g.h, s4 = g.2, s5 = 2.hs1 = 5 5 5 5s2 = 4 6 6 4s3 = 1 8 9 4s4 = 1 4 9 16s5 = 16 8 4 2（5） 矩阵的运算运算符：+（加）、-（减）、*（乘）、/（右除）、（左除）、（乘方）、（转置）等；常用函数：det（行列式）、inv（逆矩阵）、rank（秩）、eig（特征值、特征向量）、rref（化矩阵为行最简形）例5： A=2 0 1;1 3 2; B=1 7 1;4 2 3;2 0 1; M = A*B % 矩阵A与B按矩阵运算相乘 det_B = det(B) % 矩阵A的行列式 rank_A = rank（A） % 矩阵A的秩 inv_B = inv（B） % 矩阵B的逆矩阵 V,D = eig(B) % 矩阵B的特征值矩阵V与特征向量构成的矩阵D X = A/B % A/B = A*B-1，即XB=A，求XM = 0 14 -3 17 13 10X = 0.4000 -1.4000 3.6000 0.0000 1.5000 -2.5000 常见数学函数函 数 名数 学 计 算 功 能函 数 名数 学 计 算 功 能abs（x）实数的绝对值或复数的幅值floor（x）对x朝-方向取整acos（x）反余弦arcsingcd（m，n）求正整数m和n的最大公约数acosh（x）反双曲余弦arccoshimag（x）求复数x的虚部angle（x）在四象限内求复数 x 的相角lcm（m，n）求正整数m和n的最小公倍数asin（x）反正弦arcsinlog（x）自然对数（以为底数）asinh（x）反双曲正弦arcsinhlog10（x）常用对数（以10为底数）atan（x）反正切arctanreal（x）求复数x的实部atan2（x,y）在四象限内求反正切rem（m，n）求正整数m和n的m/n之余数atanh（x）反双曲正切arctanhround（x）对x四舍五入到最接近的整数ceil（x）对x朝+方向取整sign（x）符号函数：求出x的符号conj（x）求复数x的共轭复数sin（x）正弦sincos（x）余弦cossinh（x）反双曲正弦sinhcosh（x）双曲余弦coshsqrt（x）求实数x的平方根：exp（x）指数函数 tan（x）正切tanfix（x）对x朝原点方向取整tanh（x）双曲正切tanh如：输入 x=-4.85 -2.3 -0.2 1.3 4.56 6.75，则： ceil(x)= -4 -2 0 2 5 7 fix(x) = -4 -2 0 1 4 6 floor(x) = -5 -3 -1 1 4 6 round(x) = -5 -2 0 1 5 7（6）在指令窗中输入x=2 3 pi/2 9 ；x=2,3,pi/2,9 观察结果是否一样？答：结果一样（7） 要求在闭区间上产生50个 等距采样的一维数组A ，试用两种不同的 指令实现。要寻访1到5个元素如何实现；寻访7到最后一个元素如何实现；寻访第2，6，8个元素如何实现；寻访大于2的元素如何实现。给第3，5，9个元素赋值100如何实现； A=linspace(0,2*pi,50); A(1:5)ans = 0 0.1282 0.2565 0.3847 0.5129 A(7:50)ans = Columns 1 through 10 0.7694 0.8976 1.0258 1.1541 1.2823 1.4105 1.5387 1.6670 1.7952 1.9234 Columns 11 through 20 2.0517 2.1799 2.3081 2.4363 2.5646 2.6928 2.8210 2.9493 3.0775 3.2057 Columns 21 through 30 3.3339 3.4622 3.5904 3.7186 3.8468 3.9751 4.1033 4.2315 4.3598 4.4880 Columns 31 through 40 4.6162 4.7444 4.8727 5.0009 5.1291 5.2574 5.3856 5.5138 5.6420 5.7703 Columns 41 through 44 5.8985 6.0267 6.1550 6.2832 A(2 6 8)ans = 0.1282 0.6411 0.8976 pos=find(A2)pos = Columns 1 through 17 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Columns 18 through 34 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50（8）在指令窗中输入A=1 2 3;4 5 6 观察结果；分别用“全下标”和“单下标”来寻访第2行第1列的元素，并说明二维数组元素的存储顺序。 A=1 2 3;4 5 6; A(2,1)ans =4 A(2)ans =4（9）在指令窗中输入B【1，2，3；6，7，8】，并计算A.*B;和A*B并说明矩阵相乘和数组相乘的区别。 A.*Bans = 1 4 9 24 35 48 A*B? Error using = mtimesInner matrix dimensions must agree.（10）关系操作和逻辑操作表2-4 Matlab常用关系运算符关系运算符= =说 明小于小于等于大于大于等于等于不等于表2-4 Matlab常用逻辑运算符逻辑运算符&|Xor说 明与或非异或在指令窗中输入下列程序，观察结果并逐行分析程序的功能。rand(state,0);A=rand(3,5);ii,jj=find(A0.5);disp(ii jj)disp(ii jj) disp(ii jj) ii jjdisp(ii jj) 1 1 3 1 2 2 3 2 3 3 2 4 3 4 1 5 2 5（11）在时间区间中，绘出曲线。t=linspace(0,10,100);y0=exp(-t/2);y=1-exp(-t/2).*cos(2*t);plot(t,y)（12）写出生成如图2-1所示波形的 MATLAB脚本M文件。图中虚线为正弦波，要求它的负半波被置零，且在 处被削顶。x=linspace(0,10,1000);y=sin(x);pos = find(y sqrt(3)/2);pos1 = find(y 0.05);ts=max(tt);plot(t,y,r-,linewidth,3)axis(-inf,6*pi,0.6,inf)set(gca,xtick,2*pi,4*pi,6*pi,ytick,0.95,1,1.05,max(y)grid ontitle(ity=1-e-alphatcosomegat)text(13.5,1.2,fontsize12alpha=0.3)text(13.5,1.1,fontsize12omega=0.7)hold on;plot(ts,0.95,bo,markersize,10);hold offcell_string1=fontsize12uparrow;cell_string2=fontsize16fontname隶书镇定时间;cell_string3=fontsize6;cell_string4=fontsize14rmt_s= num2str(ts);text(ts,0.85,cell_string)xlabel(fontsize14bftrightarrow)ylabel(fontsize14bfyrightarrow)观察指令窗及图形窗中的结果。（5）提高部分本实习要求事先编写好解决下面问题的程序，然后上机输入程序并调试运行程序。画出的曲线（t的取值范围是0到2），在x轴上标上0.5，1.2和4.5三个刻度。在y轴上标0.2，1.0，3.5三个刻度。用xlabel在横轴下标上t;用ylabel在y轴左侧标y在图上用“小红圈”标出第一次使y=0.6的那点位置，并要求在该点旁边用12号字，斜体标出其横坐标。 clf;t=0:0.001:2*pi;y=exp(-0.5*t).*cos(t);tt=t(find(abs(y-1)0.4);ts=min(tt);plot(t,y,r-,linewidth,3)axis(-inf,2*pi,-0.4,inf)set(gca,xtick,0.5,1.2,4.5,ytick,0.2,0.6,1.0,1.4,3.5)grid ontitle(ity=e-alphatcosomegat)text(5.0,0.9,fontsize12alpha=0.5)text(5.0,0.7,fontsize12omega=1.0)hold on;plot(ts,0.6,bo,markersize,10);hold off;cell_string1=fontsize12uparrow;cell_string2=fontsize16fontname隶书镇定时间;cell_string3=fontsize6;cell_string4=fontsize14rmt_s= num2str(ts);text(ts,0.15,cell_string)xlabel(fontsize14bftrightarrow)ylabel(fontsize14bfyrightarrow) 实习内容四 SIMULINK仿真基础一、实习目的1、 熟悉Simulink的模型窗口。2、 掌握Simulink模型的创建。 3、 掌握连续系统和离散系统的模型分析。4、 了解子系统和封装。二、实习内容1、打开Simulink模块库浏览器两种方法：在command窗口运行指令Simulink或点击图形窗中的图标。2、在库浏览器的预览窗口查看并熟悉各种子库。3、打开一个空白模型窗口。两种方法：在file菜单下选择指令new或点击工具栏中的快捷图标。4、熟悉模型窗的操作：（1）模块的操作：打开source子库，选定一个constant信源，拖动到新建的模型窗中；打开continous子库，选定一个integrator模块，拖动到新建的模型窗中；打开continous子库，选定一个transfer fcn模块，拖动到新建的模型窗中；打开sinks子库，选定一个scope信宿，拖动到新建的模型窗中。练习模型快的选定、复制、移动、删除、旋转及修改模块名等操作。（2）信号线的操作：产生水平或垂直的连线、分支线，信号线的折曲。（3）模块的设置：将constant的值设置为5；将transfer fcn模块设置为2/（s2+3s+2）。双击模块，在Numerator填入2，在Denominator填入1 3 2 （4）仿真操作：将constant、integrator、transfer fcn、scope组成一个新的模型并将其存盘；双击示波器图标，打开示波窗，选择模型窗中的菜单simulation：start ，观察仿真图形。 实习五 句柄图形和图形用户界面制作一、实习目的1、熟悉句柄图形体系的对象树结构。2、熟练掌握句柄图形体系的对象属性的创建、设置、查询。 3、熟练掌握句柄的获取。4、熟练掌握图形用户界面（GUI）的制作。二、实习内容1、句柄的获取gcf 、gca、gco、findobj、图形创建指令、追溯法等方法获取图形句柄的联系。常用的图形句柄操作函数如下表在command窗口键入以下指令： X = linspace(-pi,pi,25); Y =