专业软件实验指导书

《专业软件应用》实验指导书PAGE16- 交通与汽车工程学院《专业软件应用》实验指导书适用专业:热能与动力工程（汽车发动机）课程代码:8800030学时:16学分:0编写单位:交通与汽车工程学院编写人:孟忠伟审核人:曾东建审批人:曾东建目录实验一（实验代码1）Matlab基本数据操作2-4实验二（实验代码2）Matlab图形操作（二维）5-6实验三（实验代码3）Matlab图形操作（三维）7-8实验四（实验代码4）Matlab编程基础9-10实验五（实验代码5）Pro/E实体建模方法11-13实验六（实验代码6）Pro/E装配方法和工程制图14-15实验报告格式及要求16主要参考文献16

实验一Matlab基本数据操作（实验代码1）（综合性实验）一、实验目的和任务1、掌握Matlab软件使用的基本方法；2、熟悉Matlab的数据表示、基本运算方法；3，掌握矩阵及矩阵运算方法。二、实验仪器与软件1.PC机1台2.MATLAB7.0环境 三、实验原理及步骤MATLAB环境是一种为数值计算、数据分析和图形显示服务的交互式的环境。MATLAB有3种窗口，即：命令窗口（TheCommandWindow）、m-文件编辑窗口（TheEditWindow）和图形窗口（TheFigureWindow）。1．命令窗口（TheCommandWindow）当MATLAB启动后，出现的最大的窗口就是命令窗口。用户可以在提示符“>>”后面输入交互的命令，这些命令就立即被执行。在MATLAB中，一连串命令可以放置在一个文件中，不必把它们直接在命令窗口内输入。在命令窗口中输入该文件名，这一连串命令就被执行了。因为这样的文件都是以“.m”为后缀，所以称为m-文件。2．m-文件编辑窗口（TheEditWindow）我们可以用m-文件编辑窗口来产生新的m-文件，或者编辑已经存在的m-文件。在MATLAB主界面上选择菜单“File/New/M-file”就打开了一个新的m-文件编辑窗口；选择菜单“File/Open”就可以打开一个已经存在的m-文件，并且可以在这个窗口中编辑这个m-文件。3.创建矩阵的方法a.直接输入法规则：矩阵元素必须用[]括住；矩阵元素必须用逗号或空格分隔；在[]内矩阵的行与行之间必须用分号分隔。逗号和分号的作用：逗号和分号可作为指令间的分隔符，matlab允许多条语句在同一行出现。分号如果出现在指令后，屏幕上将不显示结果。b.用matlab函数创建矩阵：空阵[]—matlab允许输入空阵，当一项操作无结果时，返回空阵;rand——随机矩阵;eye——单位矩阵;zeros——全部元素都为0的矩阵;ones——全部元素都为1的矩阵c.矩阵的修改:可用­键找到所要修改的矩阵，用¬键移动到要修改的矩阵元素上即可修改；指令修改：可以用A(*,*)=*来修改。4.矩阵运算a.矩阵加、减（＋,－）运算规则：（1）相加、减的两矩阵必须有相同的行和列两矩阵对应元素相加减。（2）允许参与运算的两矩阵之一是标量。标量与矩阵的所有元素分别进行加减操作。b.矩阵乘(.*，./，.\）运算规则：A矩阵的列数必须等于B矩阵的行数标量可与任何矩阵相乘。c.矩阵乘方——a^n,a^p,p^aa^p——a自乘p次幂,对于p的其它值,计算将涉及特征值和特征向量，如果p是矩阵，a是标量,a^p使用特征值和特征向量自乘到p次幂；如a,p都是矩阵，a^p则无意义。四、实验内容：1、帮助命令使用help命令，查找sqrt（开方）函数的使用方法；2、输入A=[715；256；315]，在命令窗口中执行下列表达式，掌握其含义：A(2,3)A(:,2)A(3,:)A(:,1:2:3)3、求下列表达式的值。（1）（2），其中a=3.5,b=5,c=-9.8。4、矩阵运算（1）矩阵的乘法已知A=[12;34];B=[55;78];求A^2*B（2）矩阵除法已知A=[123;456;789];B=[100;020;003];A＼B,A/B（3）矩阵的转置及共轭转置已知A=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i];求A.'（4）使用冒号选出指定元素已知：A=[123;456;789];求A中第3列前2个元素；A中所有列第2，3行的元素；5.输入下列特殊矩阵，说明所表示的矩阵意思 〉〉A=[] 〉〉A=eye(10) 〉〉A=ones(5,10) >>A=rand(10,15) >>A=randn(5,10) >>A=zeros(5,10)6．输入下列矩阵及矩阵函数>>A=[20–1;132];B=[17–1;423;201];>>M=A*B %矩阵A与B按矩阵运算相乘>>det_B=det(B) %矩阵A的行列式值>>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X五、实验注意事项利用所学知识，完成上述各项实验内容，并将实验过程和实验步骤和结果写在报告中。六、思考题1.矩阵建立与有哪几种方法？2.矩阵的加、减、乘、除运算规则是什么？

实验二Matlab图形操作（二维）（实验代码2）（综合性实验）一、实验目的和任务1、熟悉plot二维图命令及基本绘图控制。2、熟悉能进行简单图形标注和简单颜色设定。3、能保存和输出图形。4、进行简单的数据插值和曲线拟合。二、实验仪器与软件1.PC机1台2.MATLAB7.0环境 三、实验原理及步骤根据MATLAB二维绘图功能，使用plot命令及各种控制命令，按教学要求完成二维图形的绘制。plot(x,y,‘s’)——开关格式，开关量字符串s设定曲线颜色和绘图方式，使用颜色字符串的前1~3个字母，如yellow—yel表示等。或plot(x1,y1,’s1’,x2,y2,’s2’，字母颜色标点线型y黄色·点线m粉红○圈线c亮蓝××线r大红＋＋字线g绿色－实线b蓝色*星形线w白色：虚线k黑色－·(--)点划线axis的用法还有：axis([xminxmaxyminymax])——用行向量中给出的值设定坐标轴的最大和最小值。如axis([-2205])将标题、坐标轴标记、网格线及文字注释加注到图形上，这些函数为：title——给图形加标题xlabel——给x轴加标注ylabel——给y轴加标注text——在图形指定位置加标注gtext——将标注加到图形任意位置gridon(off)——打开、关闭坐标网格线legend——添加图例axis——控制坐标轴的刻度四、实验内容：1、基本绘图命令（1）绘制余弦曲线y=cos(t)，t∈[0，2π]（2）在同一坐标系中绘制余弦曲线y=cos(t-0.25)和正弦曲线y=sin(t-0.5)，t∈[0，2π]2、基本绘图控制绘制[0，4π]区间上的x1=10sint曲线，并要求：（1）线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号；（2）坐标轴控制：显示范围、刻度线。（3）标注控制：坐标轴名称、标题、相应文本；3．函数插值运算，说明各语句的含义？ （1）线形样条插值 >>x=0:10 >>y=sin(x) >>x0=[3.44.76.58.2] >>y0=interp1(x,y,x0) %线形插值 >>x1=0:0.1:10 >>y1=sin(x1) >>plot(x1,y1,'r:',x,y,'b*',x0,y0,'g.') %插值比较五、实验注意事项利用所学知识，完成上述3项实验内容，并将实验用程序和结果（图）写在实验报告上。六、思考题1.用plot语句有何要求？2.绘图控制有哪些方法？3．如何在用subplot在一张图上显示多个图表？

实验三Matlab图形操作（三维）（实验代码3）（综合性实验）一、实验目的和任务掌握3-D绘图命令。了解plot3（），mesh（）surf（）的使用方法。二、实验仪器与软件1.PC机1台2.MATLAB7.0环境 三、实验原理根据MATLAB三维绘图功能，使用plot3，mesh和surf命令及各种控制命令，按教学要求完成三维图形的绘制。三维线图plot3——基本的三维图形指令调用格式：plot3(x,y,z)——x,y,z是长度相同的向量plot3(X,Y,Z)——X,Y,Z是维数相同的矩阵plot3(x,y,z,s)——带开关量plot3(x1,y1,z1,'s1',x2,y2,z2,'s2',…)三维网线图作图要领生成坐标——[X,Y]=meshgrid(x,y)表达式点运算——Z=X.^2+Y.^2X，Y是n×m的矩阵，维数可任定X—nY—mZ—f(X,Y)三维曲面图surf(x,y,z)——绘制三维曲面图，x,y,z为图形坐标向量例：[X,Y,Z]=peaks(30)※peaks为matlab自动生成的三维测试图形surf(X,Y,Z)shadinginterp——颜色整体改变，根据小方块四角的值差补过度点的值确定颜色colormap(hot)colormap(MAP)——色图设定函数matlab的色图函数：hsv——饱和值色图gray——线性灰度色图hot——暖色色图cool——冷色色图bone——兰色调灰色图copper——铜色色图pink——粉红色图prism——光谱色图jet——饱和值色图IIflag——红、白、蓝交替色图透视与消隐p=peaks(30);mesh(p)；hiddenon四、实验内容：1、基本绘图命令（1）绘制三维线图（t,sint(t),cos(t)）。颜色为红色虚线。t∈[0，10π]（2）绘制三维网格图，绘制z=x2+y2的三维网线图形。x,y∈[-5，5]（3）绘制三维曲面图，x,y,z为图形坐标向量，[X,Y,Z]=peaks(30)2、熟悉图形修饰功能。shadinginterp颜色整体改变colormap(hot)色图设定函数hiddenon(off)透视与消隐五、实验注意事项利用所学知识，完成上述3项实验内容，并将实验用程序和结果（图）写在实验报告上。六、思考题1.plot3，mesh和surf命令的功能有哪些区别？2.有哪些图形修饰方法？

实验四Matlab编程基础（实验代码4）（综合性实验）一、实验目的1、掌握Matlab软件使用的基本方法；2、熟悉Matlab程序设计的基本方法二、实验仪器与软件1.PC机1台2.MATLAB7.0环境 三、实验原理根据MATLAB基本数值计算、数据分析和图形函数的功能，按教学要求完成对象计算的MATLAB程序。while—end循环while循环将循环体中的语句循环执行不定次数。语法为：while表达式循环体语句end表达式一般是由逻辑运算和关系运算以及一般运算组成的，以判断循环的进行和停止；只要表达式的值非0，继续循环；直到表达式值为0，循环停止。例：用while循环求1~100间整数的和sum=0;i=1;whilei<=100sum=sum+i;i=i+1;endsumsum=5050fori=表达式（表达式为一个向量）可执行语句end例：利用for循环求1！+2！+3！+µµµ+5！的值sum=0;fori=1:5pdr=1;fork=1:ipdr=pdr*k;endsum=sum+pdr;end分支结构——根据一定条件来执行的各条语句。if—else—end语句有3种形式(1)if表达式执行语句end(2)if表达式———是语句1else————否语句2End(3)if表达式1———多分支语句1elseif表达式2语句2elseif表达式3语句3else语句nend字符输入语句：a=input('请输入一个字符串:','s');字符输出语句sprintf('x没有赋值','s')四、实验内容1、编写命令文件：计算1+2+…+n<2000时的最大n值；2、编写函数文件：分别用for和while循环结构编写程序，求2的0到15次幂的和。3、如果想对一个变量x自动赋值。当从键盘输入y或Y时（表示是），x自动赋为1；当从键盘输入n或N时（表示否），x自动赋为0；输入其他字符时终止程序。五、实验要求利用所学知识，完成上述3项实验内容，并将实验用程序和结果写在实验报告上。六、实验思考题1.用FOR和WHILE语句有何要求？2.用户数据的输入有那几种函数？

实验五Pro/E实体建模方法（实验代码5）（综合性实验）一、实验目的掌握在目的管理器模式下，几何线条的绘制方式、几何线条的调整和操控。掌握手工标注草绘图形的尺寸的方式。了解并掌握基准平面、基准轴及坐标系的用途和操作步骤。了解并掌握Pro/E提供的多种控制三维模型观看方式的功能。掌握各种特征的创建方法。二、实验仪器与软件硬件PC电脑要求内存为256MB以上，64MB以上显存，有网卡，硬盘应有2G空间供使用。一般要求15英寸以上显示器，并推荐使用三键鼠标器。具有标准键盘。软件PC机上使用Windows2000（或WindowsXP）Pro/EngineerWildfire软件一套。三、实验原理草绘图操作：用鼠标绘制点、直线、圆、圆弧、曲线等几何曲线，并练习利用工具按钮和直接在图上操作来更改图元的尺寸数值。直接选择草绘菜单下的尺寸命令，标注所需的尺寸。注意观察强尺寸和弱尺寸的表现形式及区别。特征操作：特征—创建—实体，加入设计特征选择不规则形状特征的类型。如加材料、减材料等选定体积创建方式（拉伸、扫描等）绘制二维截面输入特征深度等相关数据完成四、实验内容4.1从以下给定的草绘图中任意选取1个在规定的时间内独立做出。图1图2图34.2按照给定零件图在规定的时间独立做出符合要求的零件图，尺寸自定。五、实验要求利用所学知识，完成上述2项实验内容，并将实验用程序和结果写在实验报告上。六、实验思考题1．二维草绘图形对实体建模的都有什么帮助或作用？2．基准平面的选取对特征操作有什么作用？

实验六Pro/E装配方法和工程制图（实验代码6）（综合性实验）一、实验目的通过实验，进一步熟悉[零件]模块，掌握[拉伸]、[旋转]、[混合]特征的使用，学会使用[拉伸]、[旋转]、[混合]特征创建零件。掌握通过指定零件与零件之间的相互配合关系来完成零件装配。掌握工程制图的出图方法以及保存为CAD文件并进行编辑。二、实验仪器与软件硬件PC电脑要求内存为256MB以上，64MB以上显存，有网卡，硬盘应有2G空间供使用。一般要求15英寸以上显示器，并推荐使用三键鼠标器。具有标准键盘。软件PC机上使用Windows2000（或WindowsXP