科学计算与Matlab编程课程实验指导书

《科学计算与Matlab编程》课堂实验/实践指导书课程中文名称：科学计算与Matlab编程课程英文名称：ScientificComputingandMatlabProgramming课程编号：021060340适用专业：新能源科学与工程学时数：32学分数：2课程类别：专业课程应开课学期：第六学期实验/实践一：MATLAB基础操作实验/实践类型：验证实验/实践学时：2实验/实践要求：1人/组一、实验/实践目的1．熟悉MATLAB开发环境；2．掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算；二、实验/实践内容1．学习使用help命令，例如在命令窗口输入helpeye，然后根据帮助说明，学习使用指令eye（其它不会用的指令，依照此方法类推）；2．学习使用clc、clear，观察commandwindow、commandhistory和workspace等窗口的变化结果；3．初步程序的编写练习，新建M-file，保存（自己设定文件名，例如exerc1、exerc2、exerc3……），学习使用MATLAB的基本运算符、数组寻访指令、标准数组生成函数和数组操作函数；注意：每一次M-file的修改后，都要存盘。三、仪器设备1．局域网多媒体微机实验室；2．MATLAB2016a以上版本的软件；四、实验/实践原理、方法、手段和步骤1．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验1MATLAB系统环境与运算基础；2．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验2MATLAB矩阵处理五、实验/实践结果处理1．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验1MATLAB系统环境与运算基础；2．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验2MATLAB矩阵处理；六、实验/实践注意事项1．实验采用教师课堂演示、学生上机验证的实验方式；2．上机实验前，学生应认真预习有关的实验内容；3．学生完成实验后须撰写实验报告；七、预习与思考题1．MATLAB软件界面环境包括哪些部分？它们分别具备的功能是什么？2．MATLAB常用的命令、变量与运算符都有哪些？与C语言有何区别？实验/实践二：MATLAB程序设计实验/实践类型：验证实验/实践学时：2实验/实践要求：1人/组一、实验/实践目的1．掌握M脚本文件和函数文件的创建方法，理解两者在形式上和运行上的区别；2．理解基本空间和函数空间的含义；3．掌握以控制流进行MATLAB程序设计的方法以及向量化程序设计方法，了解两者之间的异同；二、实验/实践内容1．熟悉MATLAB程序编辑与设计环境；2．掌握各种编程语句语法规则及程序设计方法；3．函数文件的编写和设计；4．了解和熟悉跨空间变量传递和赋值；三、仪器设备1．局域网多媒体微机实验室；2．MATLAB2016a以上版本的软件；四、实验/实践原理、方法、手段和步骤1．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验3顺序结构程序设计；2．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验4选择结构程序设计3．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验5循环结构程序设计；4．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验6函数文件；五、实验/实践结果处理1．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验3顺序结构程序设计；2．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验4选择结构程序设计；3．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验5循环结构程序设计；4．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验6函数文件；六、实验/实践注意事项1．实验采用教师课堂演示、学生上机验证的实验方式；2．上机实验前，学生应认真预习有关的实验内容；3．学生完成实验后须撰写实验报告；七、预习与思考题1．如何创建M脚本文件和函数文件？两者在形式上和运行上有何区别？2．如何理解基本空间和函数空间的含义？3．MATLAB的程序控制与C语言有何区别？实验/实践三：MATLAB图形处理实验/实践类型：验证实验/实践学时：2实验/实践要求：1人/组一、实验/实践目的1．掌握MATLAB绘图的基本步骤和相关指令调用的先后顺序；2．掌握MATLAB绘图指令的调用方法；二、实验/实践内容1．学习MATLAB图形绘制的基本方法；2．熟悉和了解MATLAB图形绘制程序编辑的基本指令；3．熟悉掌握利用MATLAB图形编辑窗口编辑和修改图形界面，并添加图形的各种标注；4．掌握plot、subplot的指令格式和语法；三、仪器设备1．局域网多媒体微机实验室；2．MATLAB2016a以上版本的软件；四、实验/实践原理、方法、手段和步骤1．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验7绘图操作；五、实验/实践结果处理1．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验7绘图操作；六、实验/实践注意事项1．实验采用教师课堂演示、学生上机验证的实验方式；2．上机实验前，学生应认真预习有关的实验内容；3．学生完成实验后须撰写实验报告；七、预习与思考题1．二维曲线绘图基本指令有哪些？2．三维曲线绘图基本指令有哪些？实验/实践四：MATLAB数值计算及符号计算实验/实践类型：验证实验/实践学时：2实验/实践要求：1人/组一、实验/实践目的1．掌握多项式的基本运算2．会求解代数方程3．掌握创建符号表达式和矩阵的方法4．掌握符号表达式的微分和积分运算二、实验/实践内容1．数据分析与多项式计算；2．数值微分与积分；3．方程数值求解；4．符号计算对象与符号微积分；5．级数与方程符号求解；三、仪器设备1．局域网多媒体微机实验室；2．MATLAB2016a以上版本的软件；四、实验/实践原理、方法、手段和步骤1．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验8数据分析与多项式计算；2．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验9数值微分与积分；3．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验10方程数值求解；4．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验11符号计算对象与符号微积分；5．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验12级数与方程符号求解；五、实验/实践结果处理1．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验8数据分析与多项式计算；2．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验9数值微分与积分；3．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验10方程数值求解；4．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验11符号计算对象与符号微积分；5．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验12级数与方程符号求解；六、实验/实践注意事项1．实验采用教师课堂演示、学生上机验证的实验方式；2．上机实验前，学生应认真预习有关的实验内容；3．学生完成实验后须撰写实验报告；七、预习与思考题1．符号矩阵的概念？如何定义？2．符号表达式和符号函数的操作方法有哪些？3．符号微积分的基本方法是什么？符号积分变换的基本方法是什么？实验/实践五：图形用户界面设计实验/实践类型：验证实验/实践学时：2实验/实践要求：1人/组一、实验/实践目的1．掌握建立控件对象的方法；2．掌握对话框的设计方法；3．掌握菜单设计方法；二、实验/实践内容1．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验14对话框与菜单设计；三、仪器设备1．局域网多媒体微机实验室；2．MATLAB2016a以上版本的软件；四、实验/实践原理、方法、手段和步骤1．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验14对话框与菜单设计；五、实验/实践结果处理1．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验14对话框与菜单设计；六、实验/实践注意事项1．实验采用教师课堂演示、学生上机验证的实验方式；2．上机实验前，学生应认真预习有关的实验内容；3．学生完成实验后须撰写实验报告；七、预习与思考题1．如何建立控件对象？2．如何设计对话框？3．如何设计菜单？实验/实践六：Simulink仿真实验/实践类型：验证实验/实践学时：2实验/实践要求：1人/组一、实验/实践目的1．熟悉Simulink工作环境及特点；2．掌握线性系统仿真常用基本模块的用法；3．掌握Simulink的建模与仿真方法；4．子系统的创建和封装设计；二、实验/实践内容1．掌握Simulink组件模块操作的基本方法；2．掌握常用连续系统模块的使用方法；3．掌握连续系统建模的基本方法；4．理解Simulink仿真的基本配置方法与内在运行机制。三、仪器设备1．局域网多媒体微机实验室；2．MATLAB2016a以上版本的软件；四、实验/实践原理、方法、手段和步骤1．参见《MATLAB程序设计与应用（第3版）》（刘卫国主编，高等教育出版社）实验篇——实验15Simulink的应用；五、实验/实践结