计算机仿真实训实验报告实验

试验一熟悉MATLAB工作环境16电气5班周树楠0500529一、试验目标1.熟悉开启和退出MATLAB软件方法。2.熟悉MATLAB软件运行环境。3.熟悉MATLAB基本操作。二、试验设备及条件计算机一台（带有MATLAB6.0以上软件境）。三、试验内容1.练习下面指令：cd,clear,dir,path,help,who,whos,save,load。2.建立自己工作目录MYBIN和MYDATA，并将它们分别加到搜索路径前面或者后面。3.求算术运算结果。4.M文件建立，建立M文件，求出以下表示式值：5.利用MATLAB帮助功效分别查询inv、plot、max、round函数功效和使用方法。四、运行环境介绍及注意事项1.运行环境介绍打开Matlab软件运行环境有图1-1所表示界面图1-1MATLAB用户界面操作界面主要介绍以下：指令窗（CommandWindow），在该窗可键入各种送给MATLAB运作指令、函数、表示式，并显示除图形外所以运算结果。历史指令窗（CommandHistory），该窗统计已经运行过指令、函数、表示式；允许用户对它们进行选择复制、重运行，以及产生M文件。工作空间浏览器（WorkspaceBrowser），该窗口罗列出MATLAB工作空间中全部变量名、大小、字节数；而且在该窗中，可对变量进行观察、编辑、提取和保留。其它还有当前目录浏览器（CurrentDirectoryBrowser）、M文件编辑/调试器（Editor/Debugger）以及帮助导航/浏览器（HelpNavigator/Browser）等，但通常不随操作界面出现而开启。利用File菜单可方便对文件或窗口进行管理。其中File|New各子菜单，M-file（M文件）、Figure（图形窗口）、或Model（Simulink编辑界面）分别可创建对应文件或模块。Edit菜单允许用户和Windows剪切板交互信息。2.在指令窗操作时应尤其注意以下几点1）全部输入指令、公式或数值必须按下回车键以后才能执行。比如：>>(10*19+2/4-34)/2*3（回车）ans=234.75002）全部指令、变量名称都要区分字母大小写。3）%作为MATLAB注释开始标志，以后文字不影响计算过程。4）应该指定输出变量名称，不然MATLAB会将运算结果直接存入默认输出变量名ans。5）MATLAB能够将计算结果以不一样精准度数字格式显示，能够直接在指令视窗键入不一样数字显示格式指令。比如：>>formatshort(这是默认)6）MATLAB利用了↑↓二个游标键能够将所输过指令叫回来重复使用。按下↑则前一次输入指令重新出现，之后再按Enter键，即再执行前一次指令。而↓键功用则是往后执行指令。其它在键盘上几个键如→、←、Delete、Insert其功效则显而易见，无须多加说明。3.help命令使用一旦发觉指令不知怎样使用时，help命令将告诉你怎样使用。在指令窗中键入（help+指令名称）就可使用MATLAB帮助系统，这是最快捷取得帮助路径。比如：>>helptanTANTangent.TAN(X)isthetangentoftheelementsofX.Seealsoatan,tand,atan2.Overloadedfunctionsormethods(oneswiththesamenameinotherdirectories)helpsym/tan.mReferencepageinHelpbrowserdoctan4.M文件保留当保留M文件时，文件名不能以数字开头，更不能以纯数字命名M文件，比如把一个M文件命名为54.m，则不论文件内容是什么，运行结果总是ans=54。五、思索题1.与其余高级语言相比，MATLAB有哪些显著特点？答：与其余高级语言相比，MATLAB简单易学，编程效率高。显著特点是：①可靠数值计算和符号计算功效；②强大绘图功效；③简单易学语言体系；④为数众多应用工具；⑤最显著特点就是它将矩阵作为基本存放单元。2.画出MATLAB系统组成结构。答：MATLAB系统主要由开发环境、MATLAB数学函数库、MATLAB语言、图形功效和应用程序接口五个部分组成。试验二MATLAB基本计算16电气5班周树楠0500529一、试验目标1.掌握建立矩阵方法。2.掌握MATLAB各种表示式书写规则以及惯用函数使用。3.能用matlab进行基本数组、矩阵及符号运算。4.掌握矩阵分析方法以及能用矩阵求逆法解线性方程组。二、试验设备及条件计算机一台（带有MATLAB6.0以上软件环境）。三、试验内容1.利用diag等函数产生以下矩阵。2.利用reshape函数将1题中a和b变换成行向量。3.产生一个均匀分布在（-5，5）之间随机矩阵（10×2），要求精准到小数点后一位。4.已知：求以下表示式值：(1)和（其中I为单位矩阵）(2)和(3)和(4)和(5)和5.下面是一个线性方程组：(1)求方程解。(2)将方程右边向量元素改为0.53，再求解，并比较改变和解相对改变。6.利用randn函数产生均值为0，方差为16×6正态分布随机矩阵C，然后统计C中大于-0.3，小于0.3元素个数t。7.建立一个矩阵A，找出矩阵中值大于1元素，并将它们重新排列成行向量B，比如。8.读以下程序，解释指令sprintf、fprintf、sscanf作用？rand('state',0);a=rand(2,2);s1=num2str(a)s_s=sprintf('%.10e\n',a)fprintf('%.5g\\',a)s_sscan=sscanf(s_s,'%f',[3,2])答：sprintf作用是按科学计数法小数点后保留10位左右对齐输出a字符串格式，fprintf作用是格式化保留5位小数输出a，sscanf作用是从字符串s_s读取数据并转换成浮点数，输出3×2矩阵。四、思索题1．求矩阵A特征值和对应特征向量。x每一列值表示矩阵A一个特征向量,y对角元素值代表A矩阵特征值。2.建立矩阵A，试比较sqrtm(A)和sqrt(A),分析它们区分。设sqrtm(A)是矩阵A开平方根.sqrt(A)是矩阵A对应元素开平方。3.求[1000,9999]之间能被17整除数个数。提醒：先利用冒号表示式，再利用find和length函数。试验三MATLAB图形绘制16电气5班周树楠0500529一、试验目标1.掌握绘制二维图形惯用函数。2.掌握绘制三维图形惯用函数。3.熟悉利用图形对象进行绘图操作方法。4.掌握绘制图形辅助操作。二、试验设备及条件计算机一台（带有MATLAB6.0以上软件环境）。三、综合实例图3-1双调谐滤波器结构图图3-2单调谐滤波器结构图供电系统中，常存在谐波电流，所以设计电力系统滤波器对谐波电流进行滤除，电力系统无源滤波器中双调谐滤波器结构如图3-1所表示，其阻抗表示式为式中，为基波角频率。当设，，，，，，，，在[0.8，20]取值时，双调谐滤波器阻抗与谐波次数曲线如图3-3所表示，编写程序完成曲线画取（注意图中各个地方标注均用程序实现）。图3-3双调谐滤波器阻抗-谐波次数特征图3-4单调谐滤波器阻抗-谐波次数特征参考程序代码：clearallclcn=[0.8:0.001:20];w1=1;n1=5;R1=0.01;R2=0.1;R3=0.1;L1=0.2;L2=0.142845;C1=0.2;C2=0.142845;zc=R1+i*(n.*w1.*L1-1./(n.*w1.*C1));zb1=R3-i*1./(n.*w1.*C2);zb2=R2+i*n.*w1.*L2;zfn=zc+zb1.*zb2./(zb1+zb2);zfn1=abs(zfn);plot(n,zfn1,'LineWidth',2.5);xlabel('\fontsize{11}谐波次数\fontname{times}\fontsize{12}\it\bfn')ylabel('\fontsize{11}阻抗\fontname{times}\fontsize{12}\it\bf|Z_n|{\Omega}')legend('\bf\it\fontsize{11}\fontname{times}\it\bf|Z_f|')text(3.663,0.1,'\bf\it\fontsize{13}\fontname{times}n_r_1')text(9.884,0.15,'\bf\it\fontsize{13}\fontname{times}n_r_2')gridon四、试验内容1.将图形窗口分成两格，分别绘制正割和余割函数曲线，并加上适当标注。要求：1）必须画出0到，即一个周期曲线。2）正割曲线为红色点划线输出，余割曲线为蓝色实线输出。3）图形上面表明正割和余割公式，横轴标x，纵轴标y。4）将图形窗口分成两格，正割在上，余割在下。2.绘制极坐标曲线，并分析参数对曲线形状影响。固定两个参数，改变另一个参数，得出上面四幅图。由此可知当a,n不变时，图形形状也固定了，说明b影响了图形旋转角度；当a,b不变时，图形扇形数随n改变，而且n为奇数时扇叶数为n，n为偶数时扇叶数为2n；当b,n不变时，a影响图形半径大小，且a为正数时图形半径大小为a.3.将图形窗口分成两个窗格，分别绘制出函数：在[0,3]区间上曲线，并利用axis调整轴刻度纵坐标刻度，使在[0,12]区间上，在[-2,1.5]区间上。4.画出函数曲面及等高线图。5.综合实例中，还有一个最惯用电力系统无源滤波器单调谐滤波器，其结构如图3-2所表示，其阻抗表示式为：式中，为次谐波角频率，为基波角频率。当设，，，，在[0.5，25]取值时，单调谐滤波器阻抗与谐波次数曲线如图3-4所表示，试编写程序完成曲线画取（注意图中各个地方标注均用程序实现）。6.用曲面图表现函数,和范围从-4到4，设置当前图形颜色板从黑色到暗红、洋红、黄色、白色平滑改变，打开网格。五、思索题依照绘制平面曲线，并分析参数对其形状影响。由上面四幅曲线图可知，伴随a改变，曲线从椭圆→圆→椭圆→双曲线。试验四MATLAB程序设计16电气5班周树楠0500529一、试验目标1.掌握利用if语句实现选择结构方法。2.掌握利用switch语句实现多分支选择结构方法。3.掌握利用for语句实现循环结构方法。4.掌握利用while语句实现循环结构方法。二、试验设备及条件计算机一台（带有MATLAB6.0以上软件环境）。三、试验内容1.编写求解方程根函数（这个方程不一定为一元二次方程，因不一样取值而定），这里应依照不一样取值分别处理，有输入参数提醒，当初应提醒“为恒不等式!”。并输入几组经典值加以检验。2.输入一个百分制成绩，要求输出成绩等级A+、A、B、C、D、E。其中100分为A+，90分～99分为A，80分～89分为B，70分～79分为C，60分～69分为D，60分以下为E。要求：（1）用switch语句实现。