《MATLAB及Simulink应用》实验指导书+答案.doc

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1、MATLAB及应用实验指导书班 级： 姓 名： 学 号： 总评成绩： 汽车工程系电测与汽车数字应用中心目录实验 MATLAB语言基础1实验 MATLAB科学计算及绘图3实验 MATLAB综合实例编程5实验 MATLAB语言基础操作成绩报告成绩1实验目的1) 熟悉MATLAB的运行环境2) 掌握MATLAB的矩阵和数组的运算3) 掌握MATLAB符号表达式的创建4) 熟悉符号方程的求解2实验内容说明：从下面的题目、第14章课后习题中任选10题，学号为奇数的选择奇数号题，学号为偶数的选择偶数号题，并在答案之前标注题目来源，例如“课本第1章题2”、“指导书题3”等。可以采用notebook格式输出结

2、果（关于notebook请查阅其他参考资料，或上网搜索）例如：课本第4章题1.一个半径为r的求体积V和表面积A分别为:、a.给出以下程序的伪代码描述：计算当米时的V和A，并同时绘制V相对于A的图形。b.编写和运行部分a中所描述的程序。解：clc,clear; r=0:0.1:3; V=4/3*pi*r.3; A=4*pi*r.2; plot(A,V);grid on;xlabel(Surface Area);ylabel(Volume); 1. 在一个已知的测量矩阵T（100100）中，删除整行全为0的行，删除整列内容全为0的整列（判断某列元素是否为0方法：检查T(: , i) .* (T(:

3、 , j)是否为0）。2. 假设汽车系在下列各年度的人口统计如表所示年份类 别大一新生学士毕业生2002102822003120100200498942005105972006121110试用一个二维矩阵STU表示上述数据，并请计算出下列各数值：（1） 汽车系在20022006年之间的每年平均新生、毕业生人数。（2） 5年来汽车系共有多少毕业生？（3） 在哪几年，新生数目比毕业生多？（4） 5年来每年的毕业生对新生的比例平均值为何？3. 完成下列矩阵运算：（1） 使用randn产生一个（1010）的矩阵A（2） 计算B=（A+A）/2。请注意，B一定是一个对称矩阵（3） 计算矩阵B的特征向量e

4、1 e2 e10（使用函数eig）（4） 验证在i不等于j的情况下，ei和ej的内积必定为04. 下列 MATLAB 语句用于画出函数 在 0, 10 的值。 x = 0:0.1:10; y = 2*exp(-0.2*x); plot(x, y); 利用 MATLAB的M-文件编辑器创建一个新的 M-文件，输入上述代码，保存为文件test1.m。然后在命令窗口中输入 test1 执行这个文件。看得到什么结果？ 5. 熟悉MATALB帮助的使用：1) 通过以下两种方式得到关于 exp函数的帮助 （a） 在命令窗口中输入 help exp 命令；（b） 运用帮助空间窗口。2) 使用lookfor

5、命令寻找以10为底的对数函数。 6. 假设u=1和v=3,用 MATLAB 语句编写下列语句a. b.c.d.7. 应用 MATLAB 帮助窗口查找显示当前目录的命令。a) MATLAB 启动时的当前目录是什么？ b) 创建一个新的目录mynewdir，并将其改变为当前目录。然后打开M-文件编辑窗口，增加以下语句： % create an input array from -2*pi to 2*pit = -2*pi:pi/10:2*pi; % calculate|sin(t)| x=abs(sin(t); %plot result plot(t, x); 把此文件以 test2.m 为文件名

6、保存，然后在命令窗口中输入 test2 执行此文件。 c) 关闭绘图窗口，返回到原始目录，然后在命令窗口中输入 test2。看有何情况发生，为什么。3思考题1. MATLAB中，数组与矩阵在表示与应用上有哪些区别。实验 MATLAB科学计算及绘图操作成绩报告成绩1实验目的1) 熟悉MATLAB所提供的常用数值计算的函数(方程（组）的求解、插值、拟合)；2) 掌握MATLAB二维图形绘制命令及其图形控制（plot、loglog、contour、polar等）；3) 熟悉MATLAB三维图形绘制命令及其图形控制(mesh、surf等)。2实验内容说明：从下面的题目、第58章课后习题中任选10题，学

7、号为奇数的选择奇数号题，学号为偶数的选择偶数号题，并在答案之前标注题目来源，例如“课本第7章题2”、“指导书题3”等。可以采用notebook格式输出结果（关于notebook请查阅其他参考资料，或上网搜索）1. 求f(x) = 4x6-x+x3-95在（0，100）上最大值、最小值，根。（使用函数fminbnd、roots）2. 求解常微分方程x=-x+x+1，x(0)=1，x(0)=0（使用函数dsolve）3. 已知t = an2 + bn，测得对应数据如下：（多项式插值interp1）t = 0,20,40,60,80,100,120,140,160,183.5;n = 0,1153,

8、2045,2800,3466,4068,4621,5135,5619,6152;试求a和b的值。4. 请用梯形法、辛普森法分别计算积分值 （trapz、quad）5. 计算二重积分 （使用函数dblquad）6. 矩阵M=1,2,6; 4,2,7; 8,9,3，求M的LU分解，QR分解，对角阵，特征值分解。（使用函数lu、qr、shol、eig）7. a = 3, A = 4, b = a2, B = b2-1, c = a+A-2B, C = a+B+2c，求C。（使用函数solve）8. 用两种方法求解Ax=b的解。（A为四阶随机矩阵，b为四阶向量，自己创建）。9. 建立一个55矩阵，分别

9、用polyval函数和polyvalm函数将矩阵代入函数f(x) = 1.35+0.0668x+0436x2+0.695x3 ，计算出结果并比较。10. ，用两种方法求函数的根，并求其极值与零点。11. 假设汽车系在2004、2005、2006年的人员组成如表所示：年份类 别大一新生学士毕业生2002102822003120100200498942005105972006121110a) 请用bar3命令来画出上述数据的立体长条图b) 请用各种你可以想到的方法，在上述图形中加入各种解释和说明的文字。12. 北京内燃机总厂生产的492Q发动机，由试验测得的转矩特性为：发动机转速n（rmin-1）

10、10001500200025003000350038004000发动机转矩T（N m）135.33147.10152.98156.91147.10138.27133.37125.53试求出转矩特性（T = f(n)）的多项式表示，并作出发动机的外特性图（要有适当的标注）。3思考题1. MATLAB求多项式的根是用什么方法，与传统方法相比有何优点2. 画出横坐标在（-15，15）上的函数的曲线，应该使用什么命令。3. 请思考网络线有什么作用，为什么要对图形进行标注。实验 MATLAB综合实例编程操作成绩报告成绩1实验目的1) 了解Windows界面编程的基本概念和方法掌握MATLAB程序设计的方

11、法；2) 掌握MATLAB/Simulink的使用方法和基本步骤；3) 将MATLAB应用到所学专业。2 实验内容说明：本次实验为“MATLAB编程综合实例”，不同专业的同学应结合自己的专业进行实验。例如，车辆工程相关专业的同学可对汽车性能（汽车理论课程所研究的性能）进行仿真，材料工程专业同学可结合工程热力学、传热学等课程的内容参照进行。下面的两道题必选一道；再可从第9章课后习题中任选7题，学号为奇数的选择奇数号题，学号为偶数的选择偶数号题，并在答案之前标注题目来源，例如“课本第1章题2”、“指导书题2”等。可以采用notebook格式输出结果（关于notebook请查阅其他参考资料，或上网搜

12、索）1. 建立二自由度汽车SIMULINK模型。更改参数，观察不同参数下前轮角阶跃输入下的汽车稳态响应。1） MATLAB指令窗口下输入指令simulink，打开simulink编辑器并新建一个mdl。2） 分别将两个拉入编辑窗口，并命名为k1、k2。3） 将拉入编辑窗口并双击打开属性窗口，将“List of signs”改为“+”，命名为k1+k2，再将k1、k2与之相连。4） 如步骤2）创建B，将拉入编辑窗口，再将k1+k2、B与之相连。5） 分别将、拉入编辑窗口，更改相应属性并连线6） 如步骤2）创建a、b，将拉入2个编辑窗口并双击打开属性窗口，分别将“Expression”改为“u*u

13、”， “u*u”。7） 采用如上方法，得到最终框图。8） 点击运行仿真，结束后双击“Scope”与“Scope1”观察曲线9） 更改k1、k2等参数，运行仿真，不同参数下前轮角阶跃输入下的汽车稳态响应曲线。2. 结合汽车理论知识，针对汽车某项性能设计一仿真软件，要求可根据输入参数绘制相应曲线。（选做一题）1) 动力性计算，参数见汽车理论习题1.3设计完成以下工作：a） 可进行整车参数输入；b） 计算最高车速、加速时间（2档起步070km/h），最大爬坡度；c） 绘制驱动力阻力平衡图、汽车加速时间曲线、汽车爬坡度图。2) 经济性计算，参数见汽车理论习题1.3，2.7设计完成以下工作：a） 可进行

14、整车参数输入；b） 计算显示JB3352-83规定的六工况循环行驶的百公里油耗；c） 绘制汽车功率平衡图、最高档及次高档等速百公里油耗曲线。3) 制动性计算，参数见汽车理论习题4.3设计完成以下工作：a） 可进行整车与制动系统参数输入；b） 计算同步附着系数、空载制动距离、满载制动距离；c） 计算前部管路损坏时的空载制动距离、满载制动距离；d） 计算后部管路损坏时的空载制动距离、满载制动距离；e） 绘制空、满载的理想制动力分配曲线，利用附着系数曲线、制动效率曲线。4) 操作稳定性计算，参数见汽车理论习题5.11设计完成以下工作：a） 可进行整车参数输入；b） 计算显示稳定形因数K、特征车速、静态储备系数ay=1.4；c） 绘制稳态横摆角速度曲线；d） 绘制时瞬态响应曲线。3思考题结合本次试验，谈谈学习MATLAB的心得体会