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MATLAB实验指南:从入门到应用详解
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更新于2024-06-29
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MATLAB实验指导书是一份针对漳州师范学院物电系学生的教学资料,涵盖了MATLAB软件在计算机科学领域的重要应用。该文档旨在通过八个实践性强的实验,帮助学生逐步掌握MATLAB的基本操作和高级功能。 实验一着重于MATLAB环境的熟悉和基本运算,包括理解MATLAB的工作界面如桌面、命令窗口、历史窗口、帮助信息和浏览器等工具的使用。学生需要学会如何利用`clear`清除变量,`help`获取函数帮助,以及通过`lookfor`和`who`查询变量信息。此外,了解变量命名规则,如只能包含字母、数字和下划线,且首字母必须是英文,是本节的重点。 在运算符部分,学生将学习到MATLAB中的算术运算符如矩阵和数组的乘法、除法、转置,以及乘方操作。关系运算符如等于、不等于、大于、小于等用于比较数值,逻辑运算符如`And`、`Or`和`Not`则用于逻辑判断。特殊的运算符号如冒号、分号和括号等在创建和操作向量和矩阵时扮演关键角色。 实验二至八分别深入探讨了MATLAB在数值运算、程序设计、图形绘制、系统仿真、电路分析、信号与系统处理以及控制理论中的应用。每个实验都设置了明确的目的,例如通过SIMULINK进行系统建模和仿真,以及利用MATLAB的图形功能来可视化复杂的数据和模型结果。这些实验不仅锻炼了学生的编程技巧,也提升了他们解决实际问题的能力。 通过这个系列的实验,学生能够全面掌握MATLAB的基础知识,提升编程技能,并能在工程和科学研究中高效地运用MATLAB进行数据处理、数学计算和模型构建。这份指导书对于任何希望深入学习和实践MATLAB的人来说,都是一个宝贵的资源。
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表8 标准数组生成函数
指令 含义
diag 产生对角形数组(对高维不适用) rand
eye 产生单位数组(对高维不适用) randn
magic 产生魔方数组(对高维不适用) zeros
产生均匀分布随机数组
产生正态分布随机数组
产生全0数组
size() 返回指定矩阵的行数和
列数
表9 数组操作函数
含义
提取对角线元素,或生成对角阵
以数组 水平中线 为对称轴,交换上下对称位置
上的数组元素
以数组 垂直中线 为对称轴,交换左右对称位置
上的数组元素
在总元素数不变的前提下,改变数组的 行数、
列数
方阵的行列式值
rank
矩阵的秩
三、实验内容
1、学习使用help命令,例如在命令窗口输入help eye,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command window、command history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。
练习A:
(1) help rand,然后随机生成一个2×6的数组,观察command window、
command history和workspace等窗口的变化结果。
(2)学习使用clc、clear,了解其功能和作用。
(3)输入C=1:2:20,则C(i)表示什么?其中i=1,2,3,…,10。
(4)输入A=[7 1 5;2 5 6;3 1 5],B=[1 1 1; 2 2 2; 3 3 3],在命
令窗口中执行下列表达式,掌握其含义:
A(2, 3) A(:,2) A(3,:) A(:,1:2:3) A(:,3).*B(:,2)
A(:,3)*B(2,:) A*B A.*B A^2 A.^2 B/A B./A
(5)二维数组的创建和寻访,创建一个二维数组(4×8)A,查询数组
A第2行、第3列的元素,查询数组A第2行的所有元素,查询数组A
5
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