matlab程序设计实验实验指导书Word文档格式.docx
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第一部分绪论
本实验指导书是根据《matlab程序设计》课程实验教学大纲编写,适用于交通工程专业。
一、本课程实验的作用及任务
《matlab程序设计》实验是学习matlab程序设计的一个重要实践环节,是我院机电学院(理工科)交通工程的一门专业基础实验课,通过它的学习,能巩固和加深课堂教学内容,提高学生设计、编制、调试、运行程序的技能。
二、本课程实验的基础知识
要求学生掌握最基本的计算机操作能力,掌握计算机编程能力,要求学生掌握MATLAB程序设计课程的基本的知识点,掌握MATLAB数值计算和符号计算功能,掌握MATLAB绘图功能,基本的MATLAB程序设计的功能,对MATLAB编程环境了解及应用。
三、本课程实验教学项目及要求
序
号
实验项目名称
学
时
实验类别
实验要求
实验类型
每组人数
主要设备名称
目的和要求
1
MATLAB操作基础
2
专业
必修
验证
PC 和MATLAB6.5
掌握matlab运行环境
MATLAB数据及其运算
掌握matlab数据及其运算
3
MATLAB矩阵分析及处理
掌握矩阵运算及应用
4
MATLAB程序设计
掌握matlab程序设计方法及应用
5
MATLAB绘图
掌握绘图操作及应用
6
MATLAB数据分析及多项式计算
选修
掌握数据分析及应用
实验一MATLAB基本操作
一、实验目的
1、了解MATLAB应用程序环境
2、掌握MATLAB语言程序的书写格式和MATLAB语言程序的结构。
3、掌握在MATLAB应用环境下编写程序
4、掌握MATALB调试过程,帮助文件
5、掌握MATLAB语言上机步骤,了解运行一个MATLAB程序的方法。
6、本实验可在学习完教材第一章后进行。
二、主要仪器及耗材
PC电脑,MATLAB6.5软件
三、实验内容和步骤
1、MATLAB语言上机步骤:
(1)、进入系统
在C盘或其他盘上找到MATLAB或MATLAB6.5,然后双击其图标打开文件夹。
然后进行编辑源程序->
编译->
连接->
执行程序->
显示结果
(2)、常用命令
编辑切换(F6),编译(F9),运行(CTRL+F9),显示结果(ALT+F5)其它常用命令见“附录一”。
2、有下面的MATLAB程序。
(1)数值计算功能:
如,求方程3x4+7x3+9x2-23=0的全部根
p=[3,7,9,0,-23];
%建立多项式系数向量
x=roots(p)%求根
(2)绘图功能:
如,绘制正弦曲线和余弦曲线
x=[0:
0.5:
360]*pi/180;
plot(x,sin(x),x,cos(x));
(3)仿真功能:
如,
请调试上述程序。
3、熟悉MATLAB环境下的编辑命令,具体见附录一。
三、实验步骤
1、静态地检查上述程序,改正程序中的错误。
2、在编辑状态下照原样键入上述程序。
3、编译并运行上述程序,记下所给出的出错信息。
4、按照事先静态检查后所改正的情况,进行纠错。
5、再编译执行纠错后的程序。
如还有错误,再编辑改正,直到不出现语法错误为止。
四、实验注意事项
1、记下在调试过程中所发现的错误、系统给出的出错信息和对策。
分析讨论对策成功或失败的原因。
2、总结MATLAB程序的结构和书写规则。
五、思考题
1、matlab到底有多少功能?
2、MATLAB的搜索路径
3、掌握使用MATLAB帮助文件
实验二MATLAB矩阵及其运算
1、了解矩阵的操作,包括矩阵的建立、矩阵的拆分、矩阵分析等
2、了解MATLAB运算,包括算术运算、关系运算、逻辑运算等
3、掌握字符串的操作,了解结构数据和单元数据。
5、进一步熟悉MATLAB程序的编辑环境。
PC电脑,MATALB6.5软件
1.求下列表达式的值
四、思考题
1、如何正确地选用矩阵的运算函数,特殊的矩阵表示方法?
2、要求自己写实验步骤和实验结果,正确写实验报告
实验三MATLAB矩阵分析及处理
1、掌握MATLAB的生成特殊矩阵的方法:
2、掌握MATLAB矩阵分析的方法。
3、熟悉MATLAB程序的编写和调试。
3、设有分块矩阵其中E,R,O,S分别为单位矩阵,随机矩阵,零矩阵和对角阵,试通过数值计算验证A2
实验四MATLAB程序设计
1、掌握MATLAB的M文件操作:
2、掌握MATLAB程序的控制结构:
顺序结构、选择结构、循环结构等。
3、掌握基本三种结构的语句。
4、掌握MATLAB函数文件,掌握函数的声明、定义、调用
5、熟悉MATLAB程序的编写和调试。
6、综合运用所学的知识,进行程序的编导。
7、本实验可在学习教材第三章后进行。
1、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。
要求:
(1)分别用if语句和switch语句实现。
(2)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出错信息。
2、建立5*6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。
3、产生20个两位随机整数,输出其中小于平均值的偶数。
4、根据y=1+1/3+1/5+…+1/2n-1,求:
(1)y<
3时的最大n值。
(2)及
(1)的n值对应的y值。
5、写出下列程序的输出结果。
(1)
s=0;
a=[12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23];
fork=a
forj=1:
ifrem(k(j),2)~=0
s=s+k(j);
end
s
(2)命令文件exe.m:
globalx
x=1:
2:
5;
y=2:
6;
sub(y);
x
y
函数文件sub.m:
functionfun=sub(z)
z=3*x;
x=x+z;
6已知
,当x取-3.0,-2.9,-2.8,…,2.8,2.9,3.0时,求各点的函数值,求各点函数值的平均值。
要求编写一个M文件。
1、比较C语言及MATLAB语言的不同点。
2、掌握MATLAB语言工具设计程序的基本方法。
3、要求自己写实验步骤和实验结果,正确写实验报告
实验五MATLAB绘图
1、了解MATLAB绘图功能
2、掌握绘制MATLAB二维数据曲线图
3、掌握设置曲线图的属性
4、掌握绘制其他二维图形
5、掌握绘制MATLAB三维图形
6、掌握图像处理及动画制作
7.掌握图形动画操作。
5-1绘制下列曲线。
(1)
(2)
(3)
(4)x=t*sinty=t*cost
5-2在同一坐标中绘制下列两条曲线并标注两曲线的交叉点。
(1)y=2x-0.5
(2)x=sin(3t)cos(t)y=sin(3t)sin(t),
5-3分别用plot和fplot函数绘制函数y=sin(1/x)的曲线,分析两条曲线的差别。
5-4设
在同一图形窗口采用子图的形式绘制不同图形:
条形图,阶梯图,杆图和对数坐标图。
5-6绘制下列三维图线。
(1)
(2)
(1)二维曲线及三维曲线有什么不同。
(2)三维曲线如何渲染
(3)动画怎样制作?
(4)要求自己写实验步骤和实验结果。
(5)正确写实验报告。
实验六MATLAB数据分析及多项式计算
1、掌握MATLAB中数据统计处理功能
2、掌握MATLAB数据计算功能,如数据插值功能
3、掌握MATLAB有关曲线拟合功能。
4、掌握MATLAB有关离散傅立叶变换操作。
5、掌握MATLAB有关多项式计算功能。
6.掌握曲线拟合的意义,利用曲线拟合函数解决实际问题。
1、利用MATLAB提供的rand函数生成30000个符合均匀分布的随机数,然后检验随机数的性质:
(1)均值和标准方差。
(2)最大元素和最小元素。
(3)大于0.5的随机数个数占总数的百分比。
2、将100个学生5门功课的成绩存入矩阵P中,进行如下处理:
(1)分别求每门课的最高分,最低分及相应学生序号。
(2)分别求每门课的平均分和标准方差。
(3)5门课总分的最高分,最低分及相应学生序号。
(4)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.
3、按要求对指定函数进行插值和拟合。
(1)按表6-4用3次样条方法插值计算0~90度内整数点的正玄值和0~75内整数点的正切值,然后用5次多项式拟合方法计算相同的函数值,并将两种计算结果进行比较。
a
0153045607590
sina
00.25880.50000.70710.86600.96591.0000
tana
00.26790.57741.00001.73203.7320
表6-4特殊角的正弦及正切值表
4、对矩阵A的列向量,行向量分别进行离散傅立叶变换,并对变换结果进行逆变换。
5、有两个多项式
,试求,以及
,
/
的导数。
(1)要求自己写实验步骤和实验结果。
(2)正确写实验报告。