1、安徽农业大学 20102011 学年第 1 学期MATLAB 程序设计试卷（A 卷）考试形式: 闭卷笔试，2 小时适用专业： 电信 题 号 一 二 三 四 五 总 分得 分一填空题：（共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分）1MATLAB 具有功能强大、使用方便、 、 、 等特点。启动 MATLAB 后，将进入 MATLAB 6.5 集成环境。MATLAB 6.5集成环境包括 、 、 、 、当前目录窗口和启动平台窗口.2在通常情况下，左除 x=ab 是 的解，右除 x=b/a 是的解，一般情况下， 。是指 11 的矩阵， 是指 1n 或 n1 的矩阵， 是一个矩形的 mn 数组， 是指多维
2、数组 mnk，其中矩阵和向量都是数组的特例。 3M 文件分为 文件和 文件。 变量的作用范围只能在函数内部， 变量在使用前必须用 “global”声明。建立矩阵的四种方法：直接输入法， ， ， 。4已知： 。 求 数组平方= 、 数组矩阵平方=1432aaa5已知： ， 。求 mesh(x,y,z) xi,yi=meshgrid(-3:0.2:3,-3:0.2:3); z1=interp2(x,y,z,xi,yi,nearest);z2=interp2(x,y,z,xi,yi,linear);z3=interp2(x,y,z,xi,yi,spline);z4=interp2(x,y,z,xi,
3、yi,cubic);figure,mesh(xi,yi,z1) figure,mesh(xi,yi,z2)figure,mesh(xi,yi,z3)figure,mesh(xi,yi,z4)三简单编程题：（共 4 小题，每小题 10 分，共 40 分）7.分别用多项式和符号方程方法，求 的根。32x8 . y=sin(x)，x 从 0 到 2，x=0.02 ，求 y 的最大值、最小值、均值和标准差。9. 曲线通过点（2，1）且在该曲线上任一点 M(x,y)处的斜率为 3x，用符号微分方程求这曲线方程的通解和特解. 并显示结果。四、编程题：（共 15 分）11. 设计下图信号分析仪图形用户界面程
4、序，并编写调用函数代码。五、仿真题：（共 15 分）12. 分别使用 Simulink 的积分模块和传递函数模块求解二阶微分方程：， 是单位阶跃函数。 0.4().9()0.7()2xttutxt()u得分 评阅人得分 评阅人得分 评阅人MATLAB 的优点 1. 容易使用 2. 可以由多种操作系统支持 3. 丰富的内部函数 4. 强大的图形和符号功能 5. 可以自动选择算法 6. 与其他软件和语言有良好的对接性MATLAB 的缺点 运行效率较低 由于 MATLAB 是一种合成语言，因此，与一般的高级语言相比，用 MATLAB 编写的程序运行起来时间往往要长一些。 价格比较贵 一般的用户可能支
5、付不起它的高昂费用。但是，购买 MATLAB 的昂贵费用在很大程度上可以由使用它所编写的程序的价值抵消。 1数值计算和符号计算功能MATLAB 以矩阵作为数据操作的基本单位，还提供了十分丰富的数值计算函数。MATLAB 和著名的符号计算语言 Maple 相结合，使得 MATLAB 具有符号计算功能。2绘图功能MATLAB 提供了两个层次的绘图操作：一种是对图形句柄进行的低层绘图操作，另一种是建立在低层绘图操作之上的高层绘图操作。3编程语言MATLAB 具有程序结构控制、函数调用、数据结构、输入输出、面向对象等程序语言特征，而且简单易学、编程效率高。4MATLAB 工具箱MATLAB 包含两部分
6、内容：基本部分和各种可选的工具箱。MATLAB 工具箱分为两大类：功能性工具箱和学科性工具箱。 打开 MATLAB 7，默认打开的窗口包括：(1)命令窗口 (Command Window)；(2) 命令历史窗口(Command History)；(3) 工作间管理窗口(Workspace) ；(4) 当前路径窗口(Current Directory) 标量（scalar）：是指 11 的矩阵，即为只含一个数的矩阵； 向量（vector）：是指 1n 或 n1 的矩阵，即只有一行或者一列的矩阵； 矩阵（matrix）：是一个矩形的 mn 数组，即二维数组； 数组（array ）：是指多维数组 m
7、nk，其中矩阵和向量都是数组的特例。 【例 3-23】一维插值函数插值方法的对比。 x=0:10; y=sin(x); xi=0:.25:10; % 将插值方法定义为单元数组 strmod=nearest,linear,spline,cubic % 将 X 轴标识定义为单元数组 strlb=(a) method=nearest, (b) method=linear,. (c) method=spline, (d) method=cubic; for i=1:4 yi=interp1(x,y,xi,strmodi); % 在一个图形窗口绘制多幅图形 subplot(2,2,i),plot(x,y
8、,ro,xi,yi,b) xlabel(strlb(i) ；end 二维插值四种方法的对比。 x,y,z=peaks(7); % 生成双峰函数值 mesh(x,y,z) % 绘制网格图 % 生成供插值的数据网格 xi,yi=meshgrid(-3:0.2:3,-3:0.2:3); z1=interp2(x,y,z,xi,yi,nearest); z2=interp2(x,y,z,xi,yi,linear); z3=interp2(x,y,z,xi,yi,spline); z4=interp2(x,y,z,xi,yi,cubic); % 绘制邻近点方法插值结果的网格图 figure,mesh(x
9、i,yi,z1) figure,mesh(xi,yi,z2) figure,mesh(xi,yi,z3) figure,mesh(xi,yi,z4) tp=0:2048; % 时域数据点数 N yt=sin(0.08*pi*tp).*exp(-tp/80); % 生成正弦衰减曲线 t=0:800/2048:800; % 频域点数 Nf f=0:1.25:1000; yf=fft(yt); % 快速傅里叶变换 ya=abs(yf(1:801); % 幅值 yp=angle(yf(1:801)*180/pi; % 相位 yr=real(yf(1:801); % 实部 yi=imag(yf(1:80
10、1); % 虚部 plot(tp,yt), axis(0,200,-1,1) % 绘制正弦衰减曲线 figure, plot(f,ya), axis(0,200,0,60) % 绘制 FFT 幅值曲线 figure, plot(f,yp), axis(0,200,-200,10) % 绘制 FFT 相位曲线 figure, plot(f,yr), axis(0,200,-40,40) % 绘制 FFT 实部曲线 figure, plot(f,yi), axis(0,200,-60,10) % 绘制 FFT 虚部曲线 分类：命令(脚本)文件 (Script File) 函数文件 (Functio
11、n File 1. M 命令文件 M 命令文件的说明如下： （1）MATLAB 在运行命令文件时，只是简单地按顺序从文件中读取一条条命令，送到 MATLAB 命令窗口中去执行； （2）M 命令文件运行产生的变量都驻留在 MATLAB 的工作空间中，可以很方便地查看变量，在命令窗口中运行的命令都可以使用这些变量； （3）脚本命令的命令可以访问工作空间的所有数据，因此要注意避免工作空间和命令文件中的同名变量相互覆盖，一般在 M 命令文件的开头使用“clear”命令清除工作空间的变量。 2. M 函数文件 M 函数文件的说明如下： （1）M 函数文件中的函数声明行是必不可少的； （2）M 函数文件在
12、运行过程中产生的变量都存放在函数本身的工作空间中，函数的工作空间是独立的、临时的，随具体的 M 函数文件调用而产生并随调用结束而删除，在 MATLAB 运行过程中如果运行多个函数则产生多个临时的函数空间； （3）当文件执行完最后一条命令或遇到“return”命令时就结束函数文件的运行，同时函数工作空间的变量被清除； （4）一个 M 函数文件至少要定义一个函数。 使用 continue 语句，显示文件行数。 fid = fopen(magic.m,r); % 打开文件 count = 0; % 计数器置零 while feof(fid) % while 循环的判断条件：是否文件末尾 line =
13、 fgetl(fid); % 从文件中读行 if isempty(line) | strncmp(line,%,1) % 判断是否为空行或注释行 continue % 如果是空行或注释行继续下一次循环 end count = count + 1; % 如果不是空行或注释行计数器加 1 end disp(sprintf(%d lines,count); % 显示剔除后的行数 1.什么是 SIMULINK SIMULINK 是 MATLAB 软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包，它与 MATLAB 语言的主要区别在于，其与用户交互接口是基于 Windows 的模型化图形输入，其结果是
14、使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建，而非语言的编程上。 2. Simulink 的特点 （1）设计简单，系统结构使用方框图绘制，以绘制模型化的图形代替程序输入，以鼠标操作代替编程； （2）分析直观，用户不需要考虑系统模块内部，只要考虑系统中各模块的输入输出； （3）仿真快速、准确，智能化地建立各环节的方程，自动地在给定精度要求下以最快速度仿真，还可以交互式地进行仿真。 SIMILINK 模块库按功能进行分类，包括以下 8 类子库： Continuous（连续模块） Discrete（离散模块） Function&Tables（函数和平台模块） Math（数学模块） Nonlinear（非线性模块） Signals&Systems（信号和系统模块） Sinks（接收器模块）Sources（输入源模块）
