东北林业大学机电工程学院电气matlab实验内容答案

实验一MATLAB运算基础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)12sin85。

zl=1+e2clear；z1=2*sin(85/180*pi)/(1+exp(2))2)ln(x+v/l+x2)其中=—0.451+2i5clear；x=[2,1+2*i;-0.45,5];z2=log(x+sqrt(1+xA2))/2e0.3a—e—0.3a3)z3= ESin(a+0.3),a=—3.0,—2.9,—2.&…,2.8,2.9,3.03)2clear；a=(-3:0.1:3);z3=((exp(0.3*a)-exp(-0.3*a))/2).*sin(a+0.3)12 0<t<1(4)z4=<t2—1 1<t<2，其中t=0：0.5：2.512—2t—1 2<t<3clearfort=0:0.5:2.5ift>=0&t<1z4=tA2elseift>=1&t<2z4=tA2-1elsez4=tA2-2*t-1endend2.已知「1234—4"「13—1_A=34787，B=20336573—27求下列表达式的值：(1)A+6=B和A-B+I(其中I为单位矩阵)。(2)A*B和A.*B。(3)AA3和AA.3。(4)A/B和B\A。(5)[A,B]和[A([1,3],;);BA2]。clearA=[12,34,-4;34,7,87;3,65,7];B=[1,3,-1;2,0,3;3,-2,7];Z1=A+6*BI=eye(3,3)Z11=A-B+IAA3%ThethirdA.A3A/B%TheforthB\A[A,B]%Thefifth[&[1,3],:)田人2]3•设有矩阵A和B「1 2 3 4 5-「3 0 166 7 8 9 1017—6 9A=1112131415B=0 23—416171819209 7 021222324254 1311(1)求它们的乘积C。将矩阵C的右下角3X2子矩阵赋给D查看MATLAB工作空间使用情况。clearA=[1,2,3,4,5;6,7,8,9,10;11,12,13,14,15;16,17,18,19,20;21,22,23,24,25];B=[3,0,16;17,-6,9;0,23,-4;9,7,0;4,13,11];C=A*BD=C(3:5,2:3)whowhos4.完成下列操作：求[100，999]之间能被21整除的数的个数。cleara=100:999;k=find(rem(a,21)==0);length(k)建立一个字符串向量，删除其中的大写字母。clearch='FlfkljFGDKJ';k=find(ch>='A'&ch<='Z');ch(k)=0实验二矩阵分析产生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)P=pascal(5)Hh=det(H);Ph=det(P);Th=cond(H);Tp=cond(P);HhPhThTp建立一个5X5矩阵，求它的行列式值、迹、秩和范数。A=[12345;23456;34567;45678;56789];det(A)trace(A)rank(A)norm(A)3.已知—29618，求A的特征值及特征向量，并分析其数学意义。A=20 5 12，求A的特征值及特征向量，并分析其数学意义。—8 8 5clearA=[-29,6,18;20,5,12;-8,8,5];[V,D]=eig(A,'nobalance')实验三选择结构程序设计1.求下列分段函数的值。厂x2+x—6, x<0且x丰—3y=<x2—5x+6, 0<x<10,x丰2且x丰3x2—x—1 其他用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。clearx=input('inputthevalueofx:');ifx<0&x~=3y=x*x+x-6;elseifx>=0&x<10&x~=2&x~=3y=x*x-5*x+6;elsey=x*x-x-1;endy2•输入一个百分制成绩，要求输出成绩等级A,B,C,D,E。其中90〜100分为A,80〜89分为B,70〜79分为C,60〜69分为D,60分以下为E。(1) 用switch语句实现。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。clearx=input('inputscore:');ifx<0disp('Sorry,Thefailscore!')elseifx<60disp('E')elseifx<70disp('D')elseifx<80disp('C')elseifx<90disp('B')elseifx<=100disp('A')elsedisp('Sorry,Thefailscore!')end建立5X6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。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兀2111 11•根据=厂+ + +…+—，求兀的近似值。当n分别取100、1000、10000时，结果是多少？6 12 22 32 n2clearn=100;i=1:n;y=1./i.A2;y1=sum(y);pai=sqrt(6*y1)112•根据.y二1+-+5+…（1）y<3时的最大n值。（2）于（1）的n值对应的y值。cleary=0;n=1000;fori=1:1000y=y+1/(2*i-1);ify>=3break;endi=i+1;endi3.已知ff=11f=0<2f=13[f=f-2f +f,n>3n n-1 n-2 n-3求f1-f100中：1100最大值、最小值、各数之和。正数、零、负数的个数。f=[1,0,1];forn=4:100f(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；与上述亲密数对对应的所有亲密素数之和。clearl=0;g=2;e=1;sum=2;f(1)=1;f(2)=0;f(3)=1;fori=4:100f(i)=f(i-1)-2*f(i-2)+f(i-3);iff(1)>f(i)small=f(i)endiff(1)<f(i)big=f(i)endiff(i)<0l=l+1;endiff(i)>0g=g+1endiff(i)==0e=e+1endsum=sum+f(i);endlgesmallbigsum实验五函数与文件定义一个函数文件，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[a,b,c,d]=susb(x)a=exp(x);b=sin(x);c=log10(x);d=cos(x);调用：x=1+2i[a,b,c,d]=susb(x)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。function[q]=apnum(p);fori=2:9n=find(rem(p,i)==0);p(n)=[];endq=10*rem(p,10)+fix(p/10);forj=2:9m=find(rem(q,j)==0);q(m)=[];end调用：clearallp=10:99;[q]=apnum(p)y=f(40)3•已知V f(30)+f(20)当/(n)=n+l°ln(n2+5)时，求y的值。functionf=f(n)f=n+10*log(n*n+5)当/(n)-1X2+2X3+3X4+ +nX(n+1)时，求y的值。functionf=fa(n)s=0;fori=1:n;fa(i)=i*(i+1);s=s+fa(i);ends实验六高层绘图操作1.已知y1=x2,y2=cos(2x),y3=ylxy2完成下列操作：在同一坐标系下用不同的颜色和线型绘制三条曲线。x=0:100;y1=x.*x;y2=cos(2*x);y3=y1.*y2;plot(x,y1,'k',x,y2,'b--',x,y3,'rp');axis([0,100,-10000,10000]);以子图形式绘制3条曲线。x=0:pi/100:2*pi;a=0:100;y1=x.*x;y2=cos(2*x);y3=y1.*y2;b1=a.*a;b2=cos(2*a);b3=b1.*b2;subplot(2,2,1);plot(x,y1);title('y1');axis([0,2*pi,0,40]);subplot(2,2,2);plot(x,y2);title('y2');axis([0,2*pi,-1,1]);subplot(2,2,3);plot(x,y3);title('y3');axis([0,2*pi,-40,40]);subplot(2,2,4);plot(a,b1,'k',a,b2,'b--',a,b3,'rp');title('complex');axis([0,100,-10000,10000]);分别用条图形、阶梯图、杆图和填充图绘制3条曲线。x=0:pi/10:2*pi;a=0:2:100;y1=x.*x;y2=cos(2*x);y3=y1.*y2;b1=a.*a;b2=cos(2*a);b3=b1.*b2;subplot(2,2,1);bar(x,y1);title('y1');axis([0,2*pi,0,40]);subplot(2,2,2);stairs(x,y2);title('y2');axis([0,2*pi,-1,1]);subplot(2,2,3);stem(x,y3);title('y3');axis([0,2*pi,-40,40]);subplot(2,2,4);fill(a,b1,'k',a,b2,'b--',a,b3,'rp');title('complex');axis([0,100,-10000,10000]);1分别用plot和fplot函数绘制函数y二sin—的曲线，分析两曲线的差别。xx=0.1:0.1:20;y=sin(1./x);plot(x,y,'r');pausefplot('sin(1./x)',[0.1,20],'*')绘制函数的曲面图和等高线。已知z=(x2-2x)e-x2-y2-小[x,y]=meshgrid(-1:0.5:2,1:5);z=(x.*x-2*x).*exp(-x.*x-y.*y-x.*y);surf(x,y,z)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]X[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即方程的解裁掉表现函数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);forii=1:length(I)z(I(ii),J(ii))=NaN;endsurf(x,y,z);实验七低层绘图操作建立一个图形窗口，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LeftButtonPressed字样。hf=figure('Color',[1,0,0],'WindowButtonDownFcn','disp(''LeftButtonPressed.'')');先利用缺省属性绘制曲线y=x2e2.，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y=x2e2x。x=0:0.1:10;y=x.A2.*exp(2*x);h=plot(x,y);text(9.0,81*exp(18),'\leftarrowy=xA2*eA2x','Fontsize',12);>>set(h,'Color','r','LineStyle',':','LineWidth',3);实验八数据处理和多项式计算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：分别求每门课的最高分、最低分及相应学生序号。分别求每门课的平均分合标准方差。5门课总分的最高分、最低分及相应学生序号。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。A=rand(5,100);P=100*A;[Y,U1]=max(P,[],2);[X,U2]=min(P,[],2);YU1XU2Z1=mean(P,2)Z2=std(P,1,2)B1=cumsum(P);B=B1(5,:);[YZ,UZ1]=max(B,[],2)[XZ,UZ2]=min(B,[],2)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2lg(x)在10个采样点的函数值x1112131415161718191101Lg(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P1(x)二X4+2X3+4x2+5,P2(x)二x+2,p?(x)二x2+2x+3,试进行下列操作:p(x)p(x) p(x)p(x)TOC\o"1-5"\h\z求 =1 + 2 3 。1)求p(x)的根。(2)当x取矩阵A的每一元素时，求P(x)的值。其中"-1 1.2-1.4\o"CurrentDocument"A二0.752 3.50 5 2.5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=[1,2,4,0,5]p22=[1,2];p2=[0,0,0,p22];p33=[1,2,3];p3=[0,0,p33];p=p1+p2.*p3x=roots(p)A=[-1,1.2,-1.4;0.75,2,3.5;0,5,2.5];G=poly(A)

实验九符号计算基础与符号微积分1.已知x=6,y=5,利用符号表达式求z=x=sym('6');y=sym('5');z=(x+1)/(sqrt(3+x)-sqrt(y))用符号方法求下列极限或导数。x(esinx+1)一2(etanx_1)(1)limx—0 sm3Xsymsx;axax(2)已知A=tcosxt3 dAd2Ad2Alnx'刀別求dx'dt2'dxdtsymsatx;A=[aAx,tA3;t*cos(x),log(x)];diff(A,x)diff(A,x,2)diff(diff(A,x),t)用符号方法求下列积分。1)dx1+x4+x8x=sym('x');f=1/(1+xA4+xA8);int(f)2)x1)dx1+x4+x8x=sym('x');f=1/(1+xA4+xA8);int(f)2)x2+1,dxx4+1x=sym('x');f=(xA2+1)/(xA4+1);int(f,0,inf)实验十级数与方程符号求解1.级数符号求和。(1)计算S=牙丄2n一1n=1n=sym('n');S=symsum(1/(2*n-1),n,1,10)n2n2xn_1之和函数，并求乙L之和。5nn=1n=1symsnx;S2=symsum((nA2)*xA(n-1),n,1,inf)S3=symsum((nA2)/5An)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)求微分方程的符号解。♦空+k2y=0dx2<y(0)=ay'(0)=ba,b,k为任意常数symsxyabk;m=dsolve('D2y+kA2*y','y(0)=a','Dy(0)=b','x')求下列方程和方程组的符号解。(1)3xex+5sinx-78.5=0x=solve('3*x*exp(x)+5*sin(x)-78.5','x')Jx2+y2一100=0(2)$*3x+5y一8=0[xy]=solve('sqrt(xA2+yA2)-100','3*x+5*y-8','x,y')x=solve('log(1+x)-5/(1+sin(x))=2','x')3)3)ln(1+x)一51+sinx(4)x2+91：x+1—1=0x=solve('xA2+9*sqrt(x+1)-1','x')实验十三Simulink的应用二、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x〃+0.2x'+0.4=°・2t(u(t)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x+°2x'+°・4=°.2u(t)实验十四综合实验(1)2s+31•用Matlab表示传递函数为4S3+3S2+2S+1的系统。num=[23];den=[4321];

sys=tf(num,den)2(s+3)2-用Matlab表示传递函数为s(s+l)(s+2)的系统。z=-3;p=[0-1-2];k=2;y=[1y=[10]X「010X011X二001X+022X-1-2-3X131—33.用Matlab表示状态空间表达式为u1的系统。x2X3A=[010;001;-1-2-3];B=[0;0;1];C=[100];D=0;Gf=ss(A,B,C,D)4.已知某控制系统的传递函数为G4.已知某控制系统的传递函数为G(s)=1s2+3s+2求Matlab描述的传递函数模型及零极点增益模型。num=[1];den=[132];Gtf=tf(num,den)Gzpk=zpk(Gtf)num=[1];den=[132];Gtf=tf(num,den)Gzpk=zpk(Gtf)用MATLAB绘制典型二阶系统的单位阶跃响应曲线。step(Gtf)6.已知单位负反馈系统开环传递函数为G(6.已知单位负反馈系统开环传递函数为G(s)=s+2

s(s+1)(s+3)试判断系统闭环稳定性。k=1;z=[-2];p=[0-1-3];k=1;z=[-2];p=[0-1-3];G=zpk(z,p,k);Gtf=feedback(G,1)pzmap(Gtf)5(s+0.2)7.已知一单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)=s(s_05)(s+15)，试求单位阶跃信号作为参考输入时产生的稳态误差。k=5;z=[-0.2];p=[0z