1、Matlab上机实习报告专 业：测控技术与仪器班 级：测控 081姓 名：王建巍学 号：200800454125指导教师：廖亮实习内容一 MATLAB 基本操作一、 实习目的掌握 MATLAB 的启动和退出；熟悉 MATLAB 的命令窗口；熟悉其它常用窗口和工具栏。二、实习内容与步骤1、进入 MATLAB 的开发环境。方法一：点击桌面上的快捷方式或 matlab文件夹下的快捷方式图标。方法二：开始所有程序MATLAB6.5MATLAB6.5.EXE。方法三：点击 matlabbinwin32 文件夹下的 matlab.exe。这三种方法的当前目录不同。优先选用方法一。可见到如下交互界面：图 M
2、atlab 默认桌名平台2、 退出 MATLAB 的开发环境。退出 Matlab 的方式很多：（1）在 Matlab 命令窗口的“File”菜单下选择“Exit Matlab”；（2）快捷键“Ctrl+q” ；（3）在命令窗口输入“quit”命令；（4）在命令窗口输入“exit”命令；（5）用鼠标单击命令窗口右上角的“X” 按钮；（6）用鼠标双击命令窗口左上角的图标“ ”。3、熟悉 MATLAB 的 desktop 操作桌面（1） 熟悉指令窗（command window）-界面见图a、 点击指令窗右上角的 可以从将指令窗从操作桌面独立出来，点击指令窗中 view 菜单下的 Dock Comm
3、and window 可以使指令窗嵌入回操作桌面。b、 在指令窗的提示符后面键入所以下指令：（122*(7-4) ） /32观察指令窗中的结果。c、通过下拉菜单 File:Preferences 改变设置指令窗中的字体、颜色等。如：数据显示格式的设置：format short 小数点后四位（缺省情况），如显示 为 3.1416。format long 小数点后十四位，如显示 为 3.14159265358979。format bank 小数点后两位，如显示 为 3.14。format short e 小数点后四位科学记数法，如显示 为 3.1416e+000。format long e 小数点
4、后十五位科学记数法，如显示 为3.141592653589793e+000。（2）熟悉当前目录浏览器（Current Directory ）（A）观察当前目录是什么？（B）打开我的电脑，在 E 盘下建立一个名为 mydir 的文件夹。在 MATLAB 操作桌面的右上方或当前浏览器左上方，都有一个当前目录设置区。它包括：“ 目录设置栏” 和 “浏览键”，在目录设置栏中直接写待设置的目录名，或借助浏览键和鼠标选择待设目录。（3）熟悉工作空间浏览器（Workspace Browser）在以上步骤的基础上，观察工作空间浏览器有哪些变量？在指令窗中 who 和whos 两条指令，观察指令窗中的结果。（4
5、）熟悉数组编辑器(Array Editor)点中 Workspace 中任意一个数组，然后双击所选数组或点击 图标打开数组编辑器。观察此数值数组内部的值。图：工作空间浏览器按照以下步骤建立一个新的数组：（A） 在指令窗里，向一个新变量赋“空”阵。如：A= ;（B） 在内存浏览器中，双击该变量，打开数组编辑器。（C） 在数组编辑器左上方的“行维”、 “列维”栏中填写待建数组的“ 大小”，于是在编辑窗中就出现待填写的数组元素表格。（D） 逐格填写元素值，直到完成为止。（5）熟悉脚本文件编辑器及运行一个简单的程序。（A）点击 MATLAB 上的 图标，弹出 M 文件编辑器；（B）M 文件编辑调试器的
6、空白框中写入下面指令。t=0:pi/50:4*pi;y0=exp(-t/3);y=exp(-t/3).*sin(3*t);plot(t,y,-r,t,y0,:b,t,-y0,:b)（C）点击 M 文件编辑器的 （保存图标） ，或选中【File:Save】下拉菜单项，会出现标准的文件保存对话框。（D）在文件保存对话框中，选定目录（如 mydir）,填写文件名（try1）,再按保存键，于是把 try1.m 脚本文件保存到了 mydir 目录上了。（E）选中 M 文件编辑器下拉菜单项【Debug：Run】或按功能键 F5，就可在图形窗中看到该程序的运行结果曲线。（6）在指令窗中分别输入以下指令并观察
7、其功能： clc,clear,clf，cd，exit,quitclear 清除当前工作区中的所有变量clc 清除指令窗内容（未清除当前工作区中的变量）clf 清除图形窗口cd 设置当前工作目录exit， quit 退出 MATLAB（7）设置文件存放路径（A）新建一个文件夹（自己的名字命名，在机器的最后一个盘符）；（B）将该文件夹添加到MATLAB 路径管理器中，见图1-6。（C）保存，关闭对话框（8）了解 MATLAB 帮助系统在指令窗中输入 help eye，阅读关于 eye 的帮助信息。点击 MATLAB 的菜单项 help:Matlab Help。查看自己所需的帮助。实习内容二 数值数
8、组及其运算一、实习目的1、掌握一维数组的创建和寻访；2、掌握二维数组的创建和寻访；3、掌握 MATLAB 的矩阵和数组的运算；4、熟悉 MATLAB 关系操作和逻辑操作。二、实习内容和步骤（1） 常量与变量系统的变量命名规则：变量名区分字母大小写；变量名必须以字母打头，其后可以是任意字母，数字，或下划线的组合。此外，系统内部预先定义了几个有特殊意义和用途的变量，见下表：特殊的变量、常量 取 值ans 用于结果的缺省变量名pi 圆周率 的近似值（3.1416）eps 数学中无穷小（epsilon）的近似值（2.2204e - 016）inf 无穷大，如 1/0 = inf （infinity）N
9、aN 非数，如 0/0 = NaN （Not a Number） ，inf / inf = NaNi，j 虚数单位：i = j = 1（2） 数值型向量（矩阵）的输入a任何矩阵（向量） ，可以直接按行方式输入每个元素：同一行中的元素用逗号（， ）或者用空格符来分隔；行与行之间用分号（；）分隔。所有元素处于一方括号（ ）内；例 1： Time = 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X_Data = 2.32 3.43；4.37 5.98b系统中提供了多个命令用于输入特殊的矩阵：函数 功 能 函数 功 能compan 伴随阵 toeplitz Toeplitz 矩阵diag 对
10、角阵 vander Vandermonde 矩阵hadamard Hadamard 矩阵 zeros 元素全为 0 的矩阵hankel Hankel 矩阵 ones 元素全为 1 的矩阵invhilb Hilbert 矩阵的逆阵 rand 元素服从均匀分布的随机矩阵kron Kronercker 张量积 randn 元素服从正态分布的随机矩阵magic 魔方矩阵 eye 对角线上元素为 1 的矩阵pascal Pascal 矩阵 meshgrid 由两个向量生成的矩阵上面函数的具体用法，可以用帮助命令 help 得到。如：meshgrid(x,y)输入 x=1 2 3 4; y=1 0 5;
11、X,Y=meshgrid(x, y)，则X = Y =1 2 3 4 1 1 1 11 2 3 4 0 0 0 01 2 3 4 5 5 5 5目的是将原始数据 x，y 转化为矩阵数据 X，Y 。（3）符号向量（矩阵）的输入a用函数 sym 定义符号矩阵：函数 sym 实际是在定义一个符号表达式，这时的符号矩阵中的元素可以是任何的符号或者是表达式，而且长度没有限制。只需将方括号置于单引号中。例 2： sym_matrix = sym（ a b c； Jack Help_Me NO_WAY）sym_matrix = a, b, cJack, Help_Me, NO_WAYb用函数 syms 定义
12、符号矩阵先定义矩阵中的每一个元素为一个符号变量，而后像普通矩阵一样输入符号矩阵。例 3： syms a b c ； M1 = sym（ Classical） ； M2 = sym（ Jazz） ； M3 = sym（ Blues） ； A = a b c； M1， M2， M3； sym（ 2 3 5） a, b, cA =Classical, Jazz, Blues 2, 3, 5（4） 数组（矩阵）的点运算运算符：+（加） 、-（减） 、./（右除） 、.（左除） 、. （乘方） ，数组元素之间直接进行数值运算。例 4： g = 1 2 3 4；h = 4 3 2 1； s1 = g +
13、h, s2 = g.*h, s3 = g.h, s4 = g.2, s5 = 2.hs1 = 5 5 5 5s2 = 4 6 6 4s3 = 1 8 9 4s4 = 1 4 9 16s5 = 16 8 4 2（5） 矩阵的运算运算符：+（加） 、-（减） 、*（乘） 、/ （右除） 、（左除） 、（乘方） 、 （转置）等；常用函数：det（行列式） 、inv（逆矩阵） 、rank（秩） 、eig （特征值、特征向量） 、rref（化矩阵为行最简形）例 5： A=2 0 1;1 3 2; B=1 7 1;4 2 3;2 0 1; M = A*B % 矩阵 A 与 B 按矩阵运算相乘 det_B
14、= det(B) % 矩阵 A 的行列式 rank_A = rank（A） % 矩阵 A 的秩 inv_B = inv（ B） % 矩阵 B 的逆矩阵 V,D = eig(B) % 矩阵 B 的特征值矩阵 V 与特征向量构成的矩阵 D X = A/B % A/B = A*B-1，即 XB=A，求 XM = 0 14 -317 13 10X = 0.4000 -1.4000 3.60000.0000 1.5000 -2.5000 常见数学函数函 数 名 数 学 计 算 功 能 函 数 名 数 学 计 算 功 能abs（x） 实数的绝对值或复数的幅值 floor（x） 对 x 朝-方向取整acos
15、（x） 反余弦 arcsin xgcd（m，n） 求正整数 m 和 n 的最大公约数acosh（x） 反双曲余弦 arccosh imag（x） 求复数 x 的虚部angle（x） 在四象限内求复数 x 的相角 lcm（m，n） 求正整数 m 和 n 的最小公倍数asin（x） 反正弦 arcsin log（x） 自然对数（以 为底数）easinh（x） 反双曲正弦 arcsinh log10（x） 常用对数（以 10 为底数）atan（x） 反正切 arctan real（x ） 求复数 x 的实部atan2（x,y） 在四象限内求反正切 rem（m，n） 求正整数 m 和 n 的 m/n
16、之余数atanh（x） 反双曲正切 arctanh xround（x） 对 x 四舍五入到最接近的整数ceil（x） 对 x 朝+方向取整 sign（x ） 符号函数：求出 x 的符号conj（x） 求复数 x 的共轭复数 sin（x ） 正弦 sincos（x） 余弦 cos sinh（x ） 反双曲正弦 sinhcosh（x） 双曲余弦 cosh sqrt（x） 求实数 x 的平方根：exp（x） 指数函数 xetan（x） 正切 tanfix（x） 对 x 朝原点方向取整 tanh（x） 双曲正切 tanh如：输入 x=-4.85 -2.3 -0.2 1.3 4.56 6.75，则：ce
17、il(x)= -4 -2 0 2 5 7fix(x) = -4 -2 0 1 4 6floor(x) = -5 -3 -1 1 4 6round(x) = -5 -2 0 1 5 7（6）在指令窗中输入x=2 3 pi/2 9 ；x=2,3,pi/2,9 观察结果是否一样？答：结果一样（7） 要求在闭区间 上产生 50 个 等距采样的一维数组 A ，试用两种不同2,0的 指令实现。要寻访 1 到 5 个元素如何实现；寻访 7 到最后一个元素如何实现；寻访第 2，6，8 个元素如何实现；寻访大于 2 的元素如何实现。给第 3，5，9 个元素赋值 100 如何实现； A=linspace(0,2*
18、pi,50); A(1:5)ans = 0 0.1282 0.2565 0.3847 0.5129 A(7:50)ans =Columns 1 through 10 0.7694 0.8976 1.0258 1.1541 1.2823 1.4105 1.5387 1.6670 1.7952 1.9234Columns 11 through 20 2.0517 2.1799 2.3081 2.4363 2.5646 2.6928 2.8210 2.9493 3.0775 3.2057Columns 21 through 30 3.3339 3.4622 3.5904 3.7186 3.8468
19、3.9751 4.1033 4.2315 4.3598 4.4880Columns 31 through 40 4.6162 4.7444 4.8727 5.0009 5.1291 5.2574 5.3856 5.5138 5.6420 5.7703Columns 41 through 44 5.8985 6.0267 6.1550 6.2832 A(2 6 8)ans =0.1282 0.6411 0.8976 pos=find(A2)pos =Columns 1 through 17 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33Col
20、umns 18 through 34 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50（8）在指令窗中输入 A=1 2 3;4 5 6 观察结果；分别用 “全下标”和“单下标”来寻访第 2 行第 1 列的元素，并说明二维数组元素的存储顺序。 A=1 2 3;4 5 6; A(2,1)ans =4 A(2)ans =4（9）在指令窗中输入 B【 1，2，3；6，7，8】 ，并计算 A.*B;和 A*B 并说明矩阵相乘和数组相乘的区别。 A.*Bans = 1 4 924 35 48 A*B? Error using = mtimesInner
21、matrix dimensions must agree.（10）关系操作和逻辑操作表 2-4 Matlab 常用关系运算符关系运算符 = = = =说 明 小于 小于等于 大于 大于等于 等于 不等于表 2-4 Matlab 常用逻辑运算符逻辑运算符 A=rand(3,5);ii,jj=find(A0.5);disp(ii jj)disp(ii jj)disp(ii jj) ii jjdisp(ii jj)1 13 12 23 23 32 43 41 52 5（11）在时间区间 中，绘出 曲线。10, teyt2cos15.0t=linspace(0,10,100);y0=exp(-t/2)
22、;y=1-exp(-t/2).*cos(2*t);plot(t,y)（12）写出生成如图 2-1 所示波形的 MATLAB 脚本 M 文件。图中虚线为正弦波，要求它的负半波被置零，且在 处被削顶。2/3x=linspace(0,10,1000);y=sin(x);pos = find(y sqrt(3)/2);pos1 = find(y 0.05);ts=max(tt);plot(t,y,r-,linewidth,3)axis(-inf,6*pi,0.6,inf)set(gca,xtick,2*pi,4*pi,6*pi,ytick,0.95,1,1.05,max(y)grid ontitle(
23、ity=1-e-alphatcosomegat)text(13.5,1.2,fontsize12alpha=0.3)text(13.5,1.1,fontsize12omega=0.7)hold on;plot(ts,0.95,bo,markersize,10);hold offcell_string1=fontsize12uparrow;cell_string2=fontsize16fontname隶书镇定时间;cell_string3=fontsize6;cell_string4=fontsize14rmt_s= num2str(ts);text(ts,0.85,cell_string)xl
24、abel(fontsize14bftrightarrow)ylabel(fontsize14bfyrightarrow)观察指令窗及图形窗中的结果。（5）提高部分本实习要求事先编写好解决下面问题的程序，然后上机输入程序并调试运行程序。画出 的曲线（t 的取值范围是 0 到 2 ） ，在 x 轴上标上eytcos5.00.5，1.2 和 4.5 三个刻度。在 y 轴上标 0.2，1.0，3.5 三个刻度。用 xlabel 在横轴下标上 t;用 ylabel 在 y 轴左侧标 y 在图上用“小红圈”标出第一次使 y=0.6 的那点位置，并要求在该点旁边用 12 号字，斜体标出其横坐标。 clf;t
25、=0:0.001:2*pi;y=exp(-0.5*t).*cos(t);tt=t(find(abs(y-1)0.4);ts=min(tt);plot(t,y,r-,linewidth,3)axis(-inf,2*pi,-0.4,inf)set(gca,xtick,0.5,1.2,4.5,ytick,0.2,0.6,1.0,1.4,3.5)grid ontitle(ity=e-alphatcosomegat)text(5.0,0.9,fontsize12alpha=0.5)text(5.0,0.7,fontsize12omega=1.0)hold on;plot(ts,0.6,bo,marker
26、size,10);hold off;cell_string1=fontsize12uparrow;cell_string2=fontsize16fontname隶书镇定时间;cell_string3=fontsize6;cell_string4=fontsize14rmt_s= num2str(ts);text(ts,0.15,cell_string)xlabel(fontsize14bftrightarrow)ylabel(fontsize14bfyrightarrow)实习内容四 SIMULINK 仿真基础一、实习目的1、 熟悉 Simulink 的模型窗口。2、 掌握 Simulink
27、模型的创建。 3、 掌握连续系统和离散系统的模型分析。4、 了解子系统和封装。二、实习内容1、打开 Simulink 模块库浏览器两种方法：在 command 窗口运行指令 Simulink 或点击图形窗中的图标。2、在库浏览器的预览窗口查看并熟悉各种子库。3、打开一个空白模型窗口。两种方法：在 file 菜单下选择指令 new 或点击工具栏中的快捷图标。4、熟悉模型窗的操作：（1）模块的操作：打开 source 子库，选定一个 constant 信源，拖动到新建的模型窗中；打开 continous 子库，选定一个 integrator 模块，拖动到新建的模型窗中；打开 continous 子
28、库，选定一个 transfer fcn 模块，拖动到新建的模型窗中；打开sinks 子库，选定一个 scope 信宿，拖动到新建的模型窗中。练习模型快的选定、复制、移动、删除、旋转及修改模块名等操作。（2）信号线的操作：产生水平或垂直的连线、分支线，信号线的折曲。（3）模块的设置：将 constant 的值设置为 5；将 transfer fcn 模块设置为2/（s 2+3s+2） 。双击模块，在 Numerator 填入2 ，在 Denominator 填入1 3 2（4）仿真操作：将 constant、integrator、transfer fcn、scope 组成一个新的模型并将其存盘；
29、双击示波器图标，打开示波窗，选择模型窗中的菜单simulation：start ，观察仿真图形。实习五 句柄图形和图形用户界面制作一、实习目的1、 熟悉句柄图形体系的对象树结构。2、 熟练掌握句柄图形体系的对象属性的创建、设置、查询。 3、 熟练掌握句柄的获取。4、 熟练掌握图形用户界面（GUI）的制作。二、实习内容1、句柄的获取gcf 、gca、gco、findobj、图形创建指令、追溯法等方法获取图形句柄的联系。常用的图形句柄操作函数如下表在 command 窗口键入以下指令： X = linspace(-pi,pi,25); Y = sin(X); plot(X,Y,rX);gcfgca
30、观察指令窗及图形窗中的结果。函 数 说 明 findobj 按 照 指 定 的 属 性 来 获 取 图 形 对 象 的 句 柄 gcf 获 取 当 前 的 图 形 窗 口 句 柄 ca 获 取 当 前 的 轴 对 象 句 柄 gco 获 取 当 前 的 图 形 对 象 句 柄 et 获 取 当 前 的 句 柄 属 性 和 属 性 值 set 设 置 当 前 句 柄 的 属 性 值 2、对象属性的缺省设置和查询t=(0:pi/50:2*pi);k=0.4:0.1:1;Y=cos(t)*k;line(t,Y,Color,1 0 0,LineStyle,-.)clf resetset(gca,Col
31、orOrder,0 0 0;0.7 0.7 0.7,LineStyle,-|:)line(t,Y)clf resetset(gcf,DefaultAxesLineStyleOrder,-|:);set(gcf,DefaultAxesColorOrder,1 0 0;0 0 1);line(t,Y)观察指令窗及图形窗中的结果。实习心得体会：为期一周的 MATLAB 上机实习已经结束了，我从这次实习中学到了一些我感觉很有用的东西。这次上机实习让我熟悉了 MATLAB 的一些基本操作，数值数组及其元素的运用。同时也了解了一些基本图形的绘制。我也同时感觉到 MATLAB 对于我们这个专业也是非常重要的
32、，所以对于这次实习我是很认真的完成的。这次实习我们做的并不多，对于 MATLAB 来说，那只是冰山一角。对于那些深层次的知识，也不是几天的实习能学会的，只能靠我们自己在下面不断的学习。在实习中，我也发现很多问题。比如说，有些图形的绘制，一个很复杂的图形可能一句话就能解决，有些程序由于一个空格键就能导致图形出不来，还有所有程序必须是英文输入。在实习中我自己做了几道图形的绘制题目，我做过才发现，有些程序需要我们仔细的考虑才能出正确的结果。我们需要不断的发现问题，才能记住我们犯下的错，才能从根本上解决问题。对于我们不会的东西，我们可以问问会的同学，也可以问老师，只有通过讨论才能记得更加清楚。在实习中，我们也需要耐心，细心，一点小失误就能导致结果出不来，有问题时我们需要足
