matlab实验内容答案

1、实验报告说明：matlab课程实验需撰写8个实验报告，每个实验报告内容写每次实验内容中标号呈黑体大号字显示的题目。第一次实验内容：实验一 MATLAB运算基础一、实验目的1.熟悉启动和退出MATLAB的方法。2.熟悉MATLAB命令窗口的组成。3.掌握建立矩阵的方法。4.掌握MATLAB各种表达式的书写规则以及常用函数的使用。二、实验内容1.先求下列表达式的值，然后显示MATLAB工作空间的使用情况并保存全部变量。（1）（2），其中（3）提示：利用冒号表达式生成a向量，求各点的函数值时用点乘运算。（4） ，其中t0：0.5：2.5提示：用逻辑表达式求分段函数值。2.已知 ，求下列表达式的值：（

2、1） A+6=B和A-B+I(其中I为单位矩阵)。（2） A*B和A.*B 。（3） A3和A.3 。（4） A/B和BA 。（5）A，B和A(1,3,;);B2 。3.设有矩阵A和B， （1） 求它们的乘积C 。（2） 将矩阵C的右下角3×2子矩阵赋给D（3） 查看MATLAB工作空间使用情况。4.完成下列操作：（1）求100，999之间能被21整除的数的个数。提示：先利用冒号表达式，再利用find和length函数。（2）建立一个字符串向量，删除其中的大写字母。提示：利用find函数和空矩阵。第二次实验内容：实验三 选择结构程序设计一、实验目的1. 掌握建立和执行M文件的方法。2

3、. 掌握利用if语句实现选择结构的方法。3. 掌握利用switch语句实现多分支选择结构的方法。4. 掌握try语句的使用。二 、实验内容1.求下列分段函数的值。 要求：（1） 用if语句实现，分别输出x= -5.0, -3.0, 1.0, 2.0, 2.5, 3.0, 5.0 时的y值。 提示：x的值从键盘输入，可以是向量。（2） 仿照实验一第1题第4小题，用逻辑表达式实现，从而体会MATLAB逻辑表达式的一种应用。clear x=input('input the value of x :'); if x<0 & x=3 y=x*x+x-6; elseif x&

4、gt;=0 & x<10 & x=2 &x=3 y=x*x-5*x+6; else y=x*x-x-1; end y2输入一个百分制成绩，要求输出成绩等级A,B,C,D,E 。其中90100分为A，8089分为B，7079分为C，6069分为D，60分以下为E。要求：（1） 用switch语句实现。（2） 输入百分制成绩后要判断该成绩的合理性，对不合理的成绩应输出错误信息。if语句实现：clearx=input('input score:');if x<0 disp('Sorry,The fail score!')elseif

5、 x<60 disp('E')elseif x<70 disp('D')elseif x<80 disp('C')elseif x<90 disp('B')elseif x<=100 disp('A')else disp('Sorry,The fail score!')endswitch语句实现：clearscore=input('input the score:');switch scorecase num2cell(0:59)disp('E&

6、#39;)case num2cell(60:69)disp('D')case num2cell(70:79)disp('C')case num2cell(80:89)disp('B')case num2cell(90:100)disp('A')otherwisedisp('Sorry!It''s the fail score,input the score again')end3. 建立5×6矩阵，要求输出矩阵第n行元素。当n值超过矩阵的行数时，自动转为输出矩阵最后一行元素，并给出出错信息

7、。clearA=1,1,1,1,1,1;2,2,2,2,2,2;3,3,3,3,3,3;4,4,4,4,4,4;5,5,5,5,5,5;n=input('请输入输出元素行数n=');tryB=A(n,:);catchB=A(5,:);lasterrendB实验四 循环结构程序设计一、实验目的1. 掌握利用for语句实现循环结构的方法。2. 掌握利用while语句实现循环结构的方法。3. 熟悉利用向量运算来代替循环操作的方法。二、实验内容1.根据，求的近似值。当n分别取100、1 000、10 000时，结果是多少？要求：分别用循环结构和向量运算（使用sum函数）来实现。应用su

8、m的方法：clearn=100;i=1:n;y=1./i.2;y1=sum(y);pai=sqrt(6*y1)第二种方法：cleary=0;n=input('输入数据n：')for i=1:ny=y+1/(i*i);endpai=sqrt(6*y)2.根据. ，求：（1）y<3时的最大n值。（2）于（1）的n值对应的y值。cleary=0;n=1000;for i=1:1000y=y+1/(2*i-1);if y>=3break;endi=i+1;endi3. 已知 求中：（1） 最大值、最小值、各数之和。（2） 正数、零、负数的个数。-f=1,0,1;for n=

9、4:100 f(n)=f(n-1)-2*f(n-2)+f(n-3);endk=length(find(f<0)k=length(find(f>0)k=length(find(f=0)-4若两个连续自然数的乘积减1是素数，则称这两个连续自然数是亲密数对，该素数是亲密素数。求2，50区间内：（1）亲密数对的对数；（2）与上述亲密数对对应的所有亲密素数之和。实验五 函数与文件一、实验目的1. 掌握定义和调用,MATLAB函数的方法。2. 掌握MATLAB文件的基本操作。二、实验内容1. 定义一个函数文件，求给定复数的指数、对数、正弦和余弦，并在命令文件中调用该函数文件。function

10、a,b,c,d=susb(x)a=exp(x);b=sin(x);c=log10(x);d=cos(x);调用：x=1+2ia,b,c,d=susb(x)2. 一个自然数是素数，且它的各位数字位置经过任意对换后仍为素数，则称是绝对素数。例如13是绝对素数。试求所有两位的绝对素数。要求：定义一个判断素数的函数文件。functionq=apnum(p); % 以下为函数文件，需单独保存for i=2:9 n=find(rem(p,i)=0); % 找出能被i整除的p的位置 p(n)=; % 消去能被i整除的pendq=10*rem(p,10)+fix(p/10); % p的个位和十位调换，调换后为

11、qfor j=2:9 m=find(rem(q,j)=0); % 找出能被j整除的q的位置 q(m)=; % 消去能被j整除的qend 调用：clear allp=10:99;q=apnum(p)3. 已知（1）当时，求y的值。（2）当时，求y的值。第三次实验内容：实验六 高层绘图操作一、实验目的1. 掌握绘制二维图形的常用函数。2. 掌握绘制三维图形的常用函数。二、实验内容1. 已知完成下列操作：（1）在同一坐标系下用不同的颜色和线型绘制三条曲线。（2）以子图形式绘制3条曲线。（3）分别用条图形、阶梯图、杆图和填充图绘制3条曲线。2. 分别用plot和fplot函数绘制函数的曲线，分析两曲线

12、的差别。3. 绘制函数的曲面图和等高线。 已知 提示：绘制三维曲面图，首先要选定一平面区域并在该区域产生网络坐标矩阵。在做本题前，先分析并上机验证下列命令的执行结果，从中体会产生网络坐标矩阵的方法。 x,y=meshgrid(-1:0.5:2,1:5)3. 已知6<x<30，15<y<36，求不定方程2x+5y=126的整数解。x=7:29; y=16:35;x,y=meshgrid(x,y); %在7,29×16,35区域生成网格坐标z=2*x+5*y;k=find(z=126); %找出解的位置 x(k),y(k) %输出对应位置的x,y即方程的解5. 裁

13、掉表现函数z=sin(y)cos(x)三维曲面图中z>0.25部分。x=0:0.1:2*pi;x,y=meshgrid(x);z=sin(y).*cos(x); I,J=find(z>0.25); for ii=1:length(I) z(I(ii),J(ii)=NaN; end surf(x,y,z);实验七 低层绘图操作一、实验目的1. 掌握图形对象属性的基本操作。2. 掌握利用图形对象进行绘图操作的方法。二、实验内容1. 建立一个图形窗口，使之背景颜色为红色，并在窗口上保留原有的菜单项，而且在按下鼠标器的左键之后显示出Left Button Pressed字样。hf=figu

14、re('Color',1,0,0,'WindowButtonDownFcn','disp(''Left Button Pressed.'')');2. 先利用缺省属性绘制曲线，然后通过图形句柄操作来改变曲线的颜色、线型和线宽，并利用文字对象给曲线添加文字标注。实验十二 菜单设计一、实验目的1. 了解图形用户界面的特点。2. 掌握菜单设计的方法。3. 掌握对话框设计的方法。二、实验内容1. 设计菜单。菜单条仅有File菜单项，File下有New、Plot和Exit等3个选项。选择New时利用Edit命令建立一个新的M

15、文件。选择Plot将显示下一级菜单，其中有Sine Wave和Cosine Wave两个子菜单项，且若选择了其中的Sine Wave子菜单项，则将打开一个新的图形窗口并显示出正弦曲线。若选择了其中的Cosine Wave 子菜单项，则将打开一个新的图形窗口并显示出余弦曲线。如果选择Exit菜单项，则将关闭窗口并推出用户系统回到MATLAB命令窗口。2. 为图形窗口建立快捷菜单，用以控制窗口的背景颜色和大小。4. 设计一个对话框，其中有一个编辑框和按钮，当单击按钮时，使编辑框的内容加5。第四次实验内容：实验二 矩阵分析一、实验目的1. 掌握生成特殊矩阵的方法。2. 掌握矩阵分析的方法。二、实验内

16、容1. 产生5阶希尔伯特矩阵H和5阶帕斯卡矩阵P，且求其行列式的值Hh和Hp以及它们的条件数Th和Tp，判断哪个矩阵性能更好，为什么？H=hilb(5) %产生55阶希尔波特矩阵P=pascal(5) %产生55阶帕斯卡矩阵Hh=det(H); %计算行列式的值Ph=det(P); Th=cond(H); %计算条件数Tp=cond(P);HhPhThTp2. 建立一个5×5矩阵，求它的行列式值、迹、秩和范数。A=1 2 3 4 5;2 3 4 5 6;3 4 5 6 7;4 5 6 7 8;5 6 7 8 9; det(A) trace(A) rank(A) norm(A)3. 已

17、知 求A的特征值及特征向量，并分析其数学意义。实验八 数据处理和多项式计算一、实验目的1. 掌握数据统计和分析的方法。2. 掌握数值插值与曲线拟合的方法及其应用。3. 掌握多项式的常用运算。二、实验内容1. 将100个学生5门功课的成绩存入矩阵P中，进行如下处理：（1）分别求每门课的最高分、最低分及相应学生序号。（2）分别求每门课的平均分合标准方差。（3）5门课总分的最高分、最低分及相应学生序号。（4）将5门课总分按从大到小顺序存入zcj中，相应学生序号存入xsxh。提示：上机调试时，为避免输入学生成绩的麻烦，可用取值范围在45,95之间的随机矩阵来表示学生成绩。A=rand(5,100);P

18、=100*A;Y,U1=max(P,2); % 求每门功课的最高分、序号X,U2=min(P,2); % 求每门功课的最低分、序号YU1XU2Z1=mean(P,2) % 求每门功课的平均值Z2=std(P,1,2) % 求每门功课的标准方差B1=cumsum(P); % 求五门功课的总成绩B=B1(5,:);YZ,UZ1=max(B,2) % 求总成绩的最高分XZ,UZ2=min(B,2) % 求总成绩的最低分zcj=-sort(-B,2)2. 已知lg(x)在1,101区间11个整数采样点的函数值如表2所示。 表2 lg(x)在10个采样点的函数值x11121314151617181911

19、01Lg(x)01.04141.32221.49141.61281.70761.78531.85131.90851.95902.0043试求lg(x)的5次拟合多项式p(x),并分别绘制出lg(x)和p(x)在1,101区间的函数曲线。x=1:10:101;y=0,1.0414,1.3222,1.4914,1.6128,1.7076,1.7853,1.8513,1.9085,1.9590,2.0043;P,S=polyfit(x,y,5)plot(x,y,'k*',x,polyval(P,x),'k-')3. 有3个多项式试进行下列操作：求。（1） 求的根。（2

20、） 当x取矩阵A的每一元素时，求P（x）的值。其中 （3） 当以矩阵A为自变量时，求P（x）的值。其中A的值与（3）相同。p1=1,2,4,0,5p22=1,2;p2=0,0,0,p22;p33=1,2,3;p3=0,0,p33;p=p1+p2.*p3x=roots(p) % 求多项式的根A=-1,1.2,-1.4;0.75,2,3.5;0,5,2.5;G=poly(A) % X=A时P(X)的值第五次实验内容：实验九 符号计算基础与符号微积分一、实验目的1. 掌握定义符号对象的方法。2. 掌握符号表达式的运算法则以及符号矩阵运算。3. 掌握求符号函数极限及导数的方法。4. 掌握求符号函数定积

21、分和不定积分的方法。二、实验内容1. 已知x=6,y=5,利用符号表达式求提示：定义符号常数x=sym(6),y=sym(5)。x=sym('6');y=sym('5');z=(x+1)/(sqrt(3+x)-sqrt(y)2. 用符号方法求下列极限或导数。（1）syms x; f=(x*(exp(sin(x)+1)-2*(exp(tan(x)-1)/(sin(x)3; limit(f,x,0)（2）已知，分别求syms a t x;A=ax,t3;t*cos(x),log(x);diff(A,x) %求X一阶导数diff(A,x,2) %求X二阶导数diff(

22、diff(A,x),t) %求X导数的T导数3. 用符号方法求下列积分。（1）x=sym('x');f=1/(1+x4+x8);int(f)（2）x=sym('x');f=(x2+1)/(x4+1);int(f,0,inf) 实验十 级数与方程符号求解一、实验目的1. 掌握级数求和的方法。2. 掌握将函数展开为泰勒级数的方法。3. 掌握微分方程符号求解的方法。4. 掌握代数方程符号求解的方法。二、实验内容1. 级数符号求和。计算n=sym('n');S=symsum(1/(2*n-1),n,1,10)（1） 求级数之和函数，并求之和。syms n

23、 x;S2=symsum(n2)*x(n-1),n,1,inf) %求N的从1到无穷的和函数S3=symsum(n2)/5n) 2. 将ln(x)在x=1处按5次多项式展开为泰勒级数。x=sym('x');f=log(x);taylor(f,x,6,1)2 求微分方程的符号解。 syms x y a b k;m=dsolve('D2y+k2*y','y(0)=a','Dy(0)=b','x')4. 求下列方程和方程组的符号解。（1）x=solve('3*x*exp(x)+5*sin(x)-78.5'

24、,'x')（2）x y=solve('sqrt(x2+y2)-100','3*x+5*y-8','x,y')（3）x=solve('log(1+x)-5/(1+sin(x)=2','x')（4）x=solve('x2+9*sqrt(x+1)-1','x')第六次实验内容：实验十三 Simulink的应用一、实验目的1. 熟悉Simulink的操作环境并掌握构建系统模型的方法。2. 掌握Simulink中子系统模块的建立与封装技术。3. 对简单系统所给出的数学模型能转化

25、为系统仿真模型并进行仿真分析。二、实验内容1. 假设从实际应用领域（力学、电学、生态或社会）中，抽象出有初始状态为0的二阶微分方程，是单位阶跃函数。用积分器直接构造求解微分方程的模型exm1.mdl并仿真。2. 利用传递函数模块建模。仍以下面的二阶微分方程为例3. 利用状态方程模块建模。仍以下面的二阶微分方程为例第七次实验内容：实验十四 综合实验（1）一、实验目的综合运用所学知识，掌握利用MATLAB解决控制系统仿真分析与设计的方法。二、实验内容1用Matlab表示传递函数为 的系统。2用Matlab表示传递函数为 的系统。3. 3用Matlab表示状态空间表达式为 的系统。A=0 1 0;0 0 1;-1 -2 -3;B=0;0;1;C=1 0 0;D=0;Gf=ss(A,B,C,D)4. 4已知某控制系统的传递函数为，求Matlab描述的传递函数模型及零极点增益模型。num=1;den=1 3 2;Gtf=tf(num,den)Gzpk=zpk(Gtf)5. 5用MATLAB绘制典型二阶系统的单位阶跃响应曲线。Step：(Gtf)6. 6已知单位负反馈系统的开环传递函数为，试判断系统的闭环稳定性。k=1;z=-2;p=0 -1