2MATLAB部分未学答案1doc.docx

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2-MATLAB部分未学答案1

《Matlab程序设计》实验指导书

实验1Matlab控制流与函数的可视化

实验序号：

1实验名称：

Matlab控制流与函数的可视化

适用专业：

电子信息工程/通信工程学时数：

4学时

一、实验目的

（1）利用某些判断结构来控制程序流的执行次序

（2）掌握for和while循环结构

（3）熟习switch结构

（4）感受由图形所传递的内在本质

二、实验要求

（1）调试程序要记录调试过程中出现的问题及解决办法；

（2）编写程序要规范、正确，上机调试过程和结果要有记录，并注意调试程序集成环境的掌握及应用，不断积累编程及调试经验；

（3）做完实验后给出本实验的实验报告。

三、实验设备、环境

奔腾以上计算机，装有Matlab7.0以上软件

四、实验步骤及内容

（一）重点讲解Matlab7.0的使用；

（二）1、编写、调试如下程序,要求将输入/输出的值都记录在实验报告中。

2、内容：

（1）．请分别写出用for和while循环语句计算

（6）．已知某系统在一定的激励条件下，其响应函数为

，请画出

区间内的时间响应和渐近线（即

）。

要求时间响应和渐近线用不同的颜色和线型画出。

（7）．用曲面图表现函数z=x2+y2

（8）．复习课堂所学内容

要求

1．将程序、实验结果记录下来、写入实验报告

2．对每条指令加以注解

五、实验注意事项

注意for和while循环语句的使用区别。

六、讨论、思考题

1．在安装MATLAB软件时，哪个组件是必须选择的？

假如不“勾选”这个组件，那么就不可能建立MATLAB工作环境。

2．在MATLAB指令窗中会出现“>>”提示符吗？

是什么意思？

3．选择结构if语句有哪3种格式？

实验2数值数组的运算

实验序号：

2实验名称：

数值数组的运算

适用专业：

电子信息工程/通信工程学时数：

4学时

一、实验目的

（1）Matlab的大部分运算都是在矩阵上进行的

（2）掌握一维、二维和多维数组的生成和操作

（3）区别矩阵运算和数组运算的不同之处

（4）掌握关系运算与逻辑运算的方法

（5）掌握matlab在电子电路与信号处理方面的应用

二、实验要求

（1）调试程序要记录调试过程中出现的问题及解决办法；

（2）编写程序要规范、正确，上机调试过程和结果要有记录，并注意调试程序集成环境的掌握及应用，不断积累编程及调试经验；

（3）做完实验后给出本实验的实验报告。

三、实验设备、环境

奔腾以上计算机，装有Matlab7.0以上的软件

四、实验步骤及内容

（一）重点讲解Matlab7.0的使用；

（二）1、编写、调试如下程序,要求将输入/输出的值都记录在实验报告中：

2、内容：

（1）．产生全为1的矩阵;产生全为0的矩阵;产生在[0，1]区间均匀分布的随机矩阵;产生正态分布的矩阵;产生单位矩阵;利用“:

”和linspace（）生成向量。

（2）．要求在闭区间

上产生50个等距采样的一维数组。

试用两种不同的指令实现。

（3）．在时间区间[0,10]中，绘出

曲线。

（4）．求下列方程组的解x=[

;

;

].

6

+3

+4

=3

-2

+5

+7

=-4

8

-4

-3

=-7

（5）．利用size、rand（）、length（）、sum（）、max（）函数编写矩阵运算程序。

（6）．电路如图所示，已知：

R1=2Ω，R2=4Ω，R3=12Ω，R4=4Ω，R5=12Ω，R6=4Ω，R7=2Ω。

（a）如

=10V,求

，

，

；

（b）如已知

=6V，求

，

，

。

（7）．例电路图（含受控源的电阻电路）

电路如图所示，已知：

R1=R2=R3=4Ω，R4=2Ω，控制常数k1=0.5,k2=4,is=2A,求i1和i2

（8）.设计一个低通滤波器，从受噪声干扰的多频率混合信号

中获取10Hz的信号。

在此

，而

。

clear,randn（'state',1）

ws=1000;%采样频率

t=0:

1/ws:

0.4;

x=sin（2*pi*10*t）+cos（2*pi*100*t）+0.2*randn（size（t））;%生成带噪声的多频信号

wn=ws/2;%Nyquest频率

[B,A]=butter（10,30/wn）;

y=filter（B,A,x）;

plot（t,x,'b-',t,y,'r.','MarkerSize',10）

legend（'Input','Output',0）

（9）．对信号

进行4倍插值插值，并作图。

（注：

interp函数：

信号的整数倍插值

调用方式：

y=interp（x,r）将信号x的采样频率提高为原来的r倍。

此时向量y的长度是向量x长度的r倍。

）

t=0:

.001:

2;

x=sin（2*pi*50*t）+sin（2*pi*100*t）;

y=interp（x,4）;

subplot（2,1,1）

stem（x（1:

125））;

subplot（2,1,2）

stem（x（1:

250））;

实验要求

（1）将所采用的Matlab函数、实验结果记录下来、写入实验报告

（2）对每条指令加以注解

五、实验注意事项

一般来说，一个命令行输入一条命令，命令行以回车结束。

但一个命令行也可以输入若干条命令，各命令之间以逗号分隔，若前一命令后带有分号，则逗号可以省略。

六、讨论、思考题

如何利用Matlab产生矩阵（数组）？

实验3符号计算与多项式计算

实验序号：

3实验名称：

符号计算与多项式计算

适用专业：

电子信息工程/通信工程学时数：

4学时

一、实验目的

（1）利用基本符号对象去构成新的表达式，进而从事所需的符号计算

（2）学习符号卷积、Fourier变换的计算机实现方法

（3）通过图形，从一堆杂乱的离散数据中观察数据的内在关系

（4）了解多项式运算函数

（5）学习Matlab的卷积指令

二、实验要求

（1）调试程序要记录调试过程中出现的问题及解决办法；

（2）编写程序要规范、正确，上机调试过程和结果要有记录，并注意调试程序集成环境的掌握及应用，不断积累编程及调试经验；

（3）做完实验后给出本实验的实验报告。

三、实验设备、环境

奔腾以上计算机，装有Matlab7.0以上软件

四、实验步骤及内容

（一）重点讲解Matlab7.0的使用；

（二）1、编写、调试如下程序,要求将输入/输出的值都记录在实验报告中：

2、内容：

（1）．设系统的冲激响应为

，求该系统在输入

作用下的输出。

在此，认为以上函数在

时成立。

（提示：

运用卷积进行计算）

symsttao;

ut=cos（t）;

ht=exp（-3*t）;

uh_tao=subs（ut,t,tao）*subs（ht,t,t-tao）;

yt=int（uh_tao,tao,0,t）

y1=simple（yt）

（2）．求

的Fourier变换。

（3）．求sin（at）和阶跃函数的Laplace变换。

（4）．求

的和1的Laplace反变换。

（5）．某消息信号

。

用信号m（t）以DSB-AM方式调制载波

所得到的已调制信号记为u（t）。

设

，

。

试比较消息信号与已调信号，并绘制它们的频谱。

Double-SideBandAmplitudeModulation

幅度调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程。

对于幅度调制信号，在波形上，它的幅度随基带信号规律而变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移。

t0=0.15;

fc=250;

t=-1:

0.0001:

1;

f=[-500:

499]/1000*fc;

%º¯Êý

m=ones（size（t））;

m（t<=0）=0;

m（0

m（t0/3

m（t>2*t0/3）=0;

c=cos（2*pi*fc*t）;

u=m.*c;

%»æÖÆÏûÏ¢ÐźÅ

figure

（1）

subplot（2,2,1）;

plot（t,m）;

axis（[-0.050.15-33]）;

title（'1-1ÏûÏ¢ÐźÅm（t）'）;

%»æÖÆÏûÏ¢ÐźÅƵÆ×

b=fft（m）;

subplot（2,2,2）;

plot（f,abs（b（1:

1000）））;

axis（[-150150-15001500]）;

title（'1-1ÏûÏ¢ÐźÅm（t）µÄƵÆ×'）;

%Ë«±ß·ù¶Èµ÷ÖÆ

subplot（2,2,3）;

plot（t,u）;

axis（[-0.050.15-33]）;

title（'1-3Òѵ÷ÖÆÐźÅu（t）'）;

%»æÖÆÒѵ÷ÖÆÐźŵÄƵÆ×

d=fft（u）;

subplot（2,2,4）;

plot（f,abs（d（1:

1000）））;

axis（[-150150-15001500]）;

title（'1-3Òѵ÷ÖÆÐźÅu（t）µÄƵÆ×'）;

t0=0.15;

ts=0.001;

Fc=250;

Fs=1/ts;

df=0.3;

t=[0:

ts:

t0];

m=[ones（1,t0/（3*ts））,-2*ones（1,t0/（3*ts））,zeros（1,t0/（3*ts）+1）];

c=cos（2*pi*Fc.*t）;

u=m.*c;

[M,m,df1]=fft_seq（m,ts,df）;

M=M/Fs;

[U,u,df1]=fft_seq（u,ts,df）;

U=U/Fs;

[C,c,df1]=fft_seq（c,ts,df）;

f=[0:

df1:

df1*（length（m）-1）]-Fs/2;

subplot（2,2,1）;plot（t,m（1:

length（t）））;

title（'未调制信号'）;

subplot（2,2,2）;plot（t,u（1:

length（t）））;

title（'已调制信号'）;

subplot（2,2,3）;plot（f,abs（fftshift（M）））;

title（'未调制信号频谱'）;

subplot（2,2,4）;plot（f,abs（fftshift（U）））;

title（'已调制信号频谱'）;

（6）求有理分式

的商多项式和余多项式。

（7）有两个序列

，它们的“非平凡区间”取值如下，其余“平凡区间”均为0取值。

试用两种不同的方法求这两个序列的卷积，并画出卷积结果图。

；

方法一:

P134直接法求卷积

a=[1,2,3,4,5];n1=0;n2=4;

b=[1,0,1,1];n3=4;n4=7;

c=conv（a,b）;nc1=n1+n3;nc2=n2+n4;

kc=nc1:

nc2;N=length（kc）;

stem（kc,c（1:

N）,'r','filled'）

方法二利用fft求卷积

a=[1,2,3,4,5];n1=0;n2=4;

b=[1,0,1,1];n3=4;n4=7;

nc1=n1+n3;nc2=n2+n4;

n=2^5;%使用32至关重要

Fa=fft（a,n）;Fb=fft（b,n）;

Fc=Fa.*Fb;%必须采用点乘

cc=real（ifft（Fc））;%过滤掉由于截断误差引起的虚部

stem（kc,cc（1:

N）,'r','filled'）

xlabel（'FFT变换法'）,ylabel（'cc'）

（8）LTI系统的零状态响应

设二阶连续系统，其特性可用常微分方程表示

，求其冲激响应。

若输入为

，求其零状态响应

。

clf,clear

a=input（'多项式分母系数向量a='）;

b=input（'多项式分子系数向量b='）;

t=input（'输入时间序列t=[0:

dt:

tf]'）;

u=input（'输入序列u='）;

tf=t（end）;

dt=tf/（length（t）-1）;

%用极点留数法求冲激响应

[r,p,k]=residue（b,a）;

h=r

（1）*exp（p

（1）*t）+r

（2）*exp（p

（2）*t）;

%画出冲激响应h（t）

subplot（2,1,1）,plot（t,h）;grid

%求u和h的卷积，得输出y（t）

y=conv（u,h）*dt;

%画出输出y（t）

subplot（2,1,2）,

plot（t,y（1:

length（t）））;grid

（9）复习课堂所学内容

要求

1．将程序、实验结果记录下来、写入实验报告

2．对每条指令加以注解

五、实验注意事项

1．注意如何建立符号对象

2．绘制二维、三维函数的调用格式

六、讨论、思考题

若一次定义多个符号变量，syms函数的一般调用格式是什么？

实验4Simulink交互式仿真集成环境

实验序号：

4实验名称：

Simulink交互式仿真集成环境

适用专业：

电子信息工程/通信工程学时数：

4学时

一、实验目的

了解仿真的概念，学会初步的仿真建模

二、实验要求

（1）调试程序要记录调试过程中出现的问题及解决办法；

（2）编写程序要规范、正确，上机调试过程和结果要有记录，并注意调试程序集成环境的掌握及应用，不断积累编程及调试经验；

（3）做完实验后给出本实验的实验报告。

三、实验设备、环境

奔腾以上计算机，装有Matlab7.0以上软件

四、实验步骤及内容

（一）重点讲解Matlab7.0的使用；

（二）1、编写、调试如下程序,要求将输入/输出的值都记录在实验报告中：

2、内容：

（1）．基于微分方程的Simulink建模

（2）．基于传递函数的Simulink建模

（3）．书中第10章实验题1

（4）．书中第10章实验题3

Scope的双输入实现方法：

双击Scope模块，打开Scope示波器窗口，单击该窗口工具栏的Parameters按钮（左数第二个），在打开的对话框的General选项卡的Numbersofaxes:

后的编辑框中输入2，然后单击OK按钮返回，即可看到模型中的Scope模块增加了一个输入口

（5）．复习课堂所学内容

要求

1．将程序、实验结果记录下来、写入实验报告。

2．对每条指令加以注解。

五、实验注意事项

注意信号源模块的使用。

六、讨论、思考题

Simulink仿真过程分为几个阶段？