MATLAB程序设计实验.docVIP

系立项建设 实验指导书 MATLAB程序设计与应用实验 主 编：王 春、段守付 物理与电子信息工程系 目 录 前 言 1 实验一 熟悉MATLAB 环境 2 实验二 数值数组创建、应用及可视化 6 实验三 字符串数组的使用、简单脚本文件和函数的编写 10 实验四 数据可视化方法 17 实验五 简单数据分析 23 实验六 MATLAB 仿真初步 27 实验七 电路模型仿真应用 30 实验八 简单图形用户界面设计 32 附录：MATLAB 主要函数指令表（按字母顺序索引） 35  前 言 美国MathWorks公司推出的MATLAB是一种集数值计算、符号、运算、可视化建模、仿真和图形处理等多种功能于一体的优秀编程、仿真工具，被誉为“巨人肩膀上的工具”、“演算纸式的编程语言”，是从事科学研究、工程计算的广大科技工作者、理工类高校师生确认为必须掌握的计算工具，是从理论通向实际的桥梁，也是最可信赖的科技资源之一。 为了配合学生上机实践，更好掌握MATLAB 的基本使用技能，了解MATLAB 的编程风格，以及将所学课程与MATLAB 实践相结合，特别编写了本实验讲义。其主要内容包括：MATLAB 入门及基本操作，数组、矩阵的使用及数据可视化方法，脚步文件及函数的编写，以及仿真、图形用户界面入门等。MATLAB 内容丰富，内嵌了许多功能函数。 为了方便课堂教学使用，也顾及查阅功能，在书后的索引中按照字母顺序对常见MATLAB 函数进行了分类，以备读者查阅需要。 本书编写由王春、段守付完成。 由于编者水平有限，书中难免存在不妥之处，恳请广大读者指正。同时，我们也会在适当时间进行修订和补充。 实验一 熟悉MATLAB 环境 [实验目的] 1．熟悉MATLAB 主界面，并学会简单的菜单操作。 2．学会简单的矩阵输入与信号输入。 3．掌握部分绘图函数。 [实验原理] MATLAB 是以复杂矩阵作为基本编程单元的一种程序设计语言。它提供了各种矩阵的运算与操作，并有较强的绘图功能。 用户第一次使用MATLAB 时，建议首先在屏幕上键入demo 命令，它将启动MATLAB 的演试程序，用户可在此演示程序中领略MATLAB 所提供的强大的运算与绘图功能。也可以键入help 进行进一步了解。MATLAB 启动界面如图所示： 操作界面主要的介绍如下： ?? 指令窗（Command Window），在该窗可键入各种送给MATLAB 运作的指令、函数、表达 式，并显示除图形外的所以运算结果。 ?? 历史指令窗（Command History），该窗记录已经运行过的指令、函数、表达式；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（Workspace Browser），该窗口罗列出MATLAB 工作空间中所有的变量 名、大小、字节数；并且在该窗中，可对变量进行观察、编辑、提取和保存。 其它还有当前目录浏览器（ Current Directory Browser ） 、M 文件编辑/ 调试器 （Editor/Debugger）以及帮助导航/浏览器（Help Navigator/Browser）等，但通常不随操 作界面的出现而启动。 利用File 菜单可方便对文件或窗口进行管理。其中File | New 的各子菜单，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 的剪切板交互信息。 MATLAB 语言最基本的赋值语句结构为：变量名列表=表达式。表达式由操作符或其它字符，函数和变量名组成，表达式的结果为一个矩阵，显示在屏幕上，同时输送到一个变量中并存放于工作空间中以备调用。如果变量名和“=”省略，则ans 变量将自动建立，例如键入：1900/81，得到输出结果：ans =23.4568。MATLAB 中变量命名的原则要求必须以英文字母开头，文件夹名字中可以还包括、下划线和数字，不要使用其他的字符，更不要单纯使用数字或者中文名命名，有时在运行MATLAB 中一些莫名的错误可能就是不规范的命名引起的。这种规则包括将来为自己编写的脚本文件、函数文件命名以及为使用的变量命名也应遵循这个规则。 [实验内容] 一．用户工作目录和当前目录的建立和设置 1． 为管理方便，每个用户在使用MATLAB 前，尽量为自己建立一个专门的工作目录，即“用户目录”，用来存放自己创建应用文件。例如首先打开资源管理器，在E 驱动器下可以根据自己喜好建立一个新文件夹，但应注意：该文件夹必须以英文开头，文件夹名字中可以包括字母、下划线和数字，不要使用其他的字符，更不要单纯使用数字或者中文名命名，有时在运行MATLAB 中一些莫名的错误可能就