计算机仿真实验.docx
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1、计算机控制技术及仿真实验指导姓名:谭富强学号:200810601117班级:电子一班攀枝范学院机电工程学院二00算十月实验一Mat I ab环境语法及数学运算(验证性实验)一、实验目的1、掌握Matlab软件使用的基本方法;2、熟悉Mat lab的数据表示、基本运算方法;3、熟悉Matlab绘图命令及基本绘图控制。二、实验仪器与软件1. PC机1台2. MATLAB6. X 环境三、实验原理MATLAB环境是一种为数值计算、数据分析和图形显示服务的交互式的环境。 MATLAB 有3种窗口,即:命令窗口(The Command Window)、nr文件编辑窗口(The Edit Window)和
2、图形窗口(The Figure Window),而 Simulink 另外又有 Simulink 模型编辑窗口。1 .命令窗口(The Command Window)当MATLAB启动后,出现的最大的窗口就是命令窗口。用户可以在提示符“”后面输入交互的命令,这些命令就立即被执行。在MATLAB中,一连串命令可以放置在一个文件中,不必把它们直接在命令窗口内输入。在命令窗口中输入该文件名,这一连串命令就被执行了。因为这样的文件都是以”.m”为后缀,所以称为m-文件。2 . nr文件编辑窗口(The Edit Window)我们可以用m-文件编辑窗口来产生新的m-文件,或者编辑已经存在的m-文件。在
3、MATLAB主界面上选择菜单“File/New/M-file”就打开了一个新的m-文件编辑窗口;选择菜单“File/Open”就可以打开一个已经存在的m-文件,并且可以在这个窗口中编辑这个m-文件。四、实验内容:1、帮助命令使用help命令,查找sqrt (开方)函数的使用方法;2、矩阵运算(1)矩阵的乘法已知 A=l 2;34; B=55;78;求 A2*BZ =105115229251(2)矩阵除法已知 A=l 23;456;789;B=l 00;020;003;AB, A/BC =1.0e+016*-0.45041.8014-1.35110.9007-3.60292.7022-0.450
4、41.8014-1.3511D =1.00001.00001.00004.00002.50002.00007.00004.00003.0000(3)矩阵的转置及共规转置已知 A=5+i,2-i, l;6*i,4,9-i;求 A., AC =5.0000+1.0000 i0+6.0000 i2.0000-1.0000 i4.00001.00009.0000-l.OOOOiD =5.0000-1.0000 io -6.0000 i2.0000+1.0000 i4.00001.00009.0000+1.0000 i(4)使用冒号选出指定元素已知:A=l 23;456;789;求A中第3列前2个元素;
5、A中所有列第2,3行的元素;A=l 23;456;789B=A(1:2,3)C=A(2:3,:)A =123456789C =456789(5)方括号口用magic函数生成一个4阶魔术矩阵,删除该矩阵的第四列A=magic(4)B=A(:,1:3)A =16231351110897612414151B =162351110976414153、多项式(1)求多项式p(x)= x3+2x+4的根p=l 024x=roots(p)10240.5898+1.7445i0.5898-1.7445i-1.1795(2)已知 A=1.2350.9;51.756;3901;1234,求矩阵A的特征多项式;p
6、=1. 0000-6.9000-77.2600-86.1300604.5500求特征多项式中未知数为20时的值;A=1.2350.9;51.756;3901;1234p=poly(A)y=polyval(p,20)A工1.20003.00005.00000.90005.00001.70005.00006.00003.00009.000001.00001.00002.00003.00004.0000P =1.0000-6.9000-77.2600-86.1300604.5500y =7.2778e+004把矩阵A作为未知数代入到多项式中;A=1.2350.9;51.756;3901;1234 p
7、=poly(A) y=polyval(p, A)A =1.20003.00005.00000.90005.00001.70005.00006.00003.00009.000001.00001.00002.00003.00004.00004、1. 0000-6. 9000-77.2600-86.1300 604. 55001. 0e+003 dk0. 3801-0.4545-1. 99510. 4601-1. 99510. 2093-1.9951-2.8880-0.4545-4. 89780. 60460. 43530. 43530. 0840-0. 4545-1. 1617基本绘图命令(1)绘
8、制余弦曲线y=cos (t), te0, 2n(2)在同一坐标系中绘制余弦曲线y=cos(t-0.25)和正弦曲线y=sin(t-0.5), te 0,2 n 0.85、基本绘图控制t绘制0,4 n区间上的xl=10sint曲线,并要求:(1)线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号;t=0:0.2:4*pix=10*sin(t)plot (t, x,+-. r )(2)坐标轴控制:显示范围、刻度线、比例、网络线(3)标注控制:坐标轴名称、标题、相应文本;五、实验要求利用所学知识,完成上述各项实验内容,并将实验过程和实验步骤和结果写在报告中。实验二MATLAB数值运算与绘图(验证性实验)一、
9、实验目的1.熟悉Matlab中各类数据,尤其是矩阵的定义、赋值和运用。2. 了解Matlab的矩阵分析函数以及求线性方程组的数值解;3. 熟悉多项式运算函数、数值插值。二、实验仪器与软件1. PC机1台2. MATLAB6. X 环境三、实验原理1 .创建矩阵的方法a.直接输入法规则:矩阵元素必须用括住;矩阵元素必须用逗号或空格分隔;在内矩阵的行与行之间必须用分号分隔。逗号和分号的作用:逗号和分号可作为指令间的分隔符,matlab允许多条语句在同一行出现。分号如果出现在指令后,屏幕上将不显示结果。b.用matlab函数创建矩阵:空阵matlab允许输入空阵,当一项操作无结果时,返回空阵;ran
10、d 随机矩阵;eye 单位矩阵;zeros 全部元素都为0的矩阵;ones 全部元素都为1的矩阵c.矩阵的修改:可用T键找到所要修改的矩阵,用一键移动到要修改的矩阵元素上即可修改;指令修改:可以用A(*,*)=*来修改。2 .矩阵运算a.矩阵加、减(+,一)运算规则:(1)相加、减的两矩阵必须有相同的行和列两矩阵对应元素相加减。(2)允许参与运算的两矩阵之一是标量。标量与矩阵的所有元素分别进行加减操作。b.矩阵乘(.*,./,.)运算规则:A矩阵的列数必须等于B矩阵的行数标量可与任何矩阵相乘。c.矩阵乘方an, ap, paa - p a自乘p次累,对于p的其它值,计算将涉及特征值和特征向量,
11、如果p 是矩阵,a是标量,ap使用特征值和特征向量自乘到p次事;如a,p都是矩阵,ap 则无意义。d.多项式运算mat lab语言把多项式表达成一个行向量,该向量中的元素是按多项式降累排列的。f(x)=anxn+an-1xn-1+loaO可用行向量p=an an-1 al +a0表示;poly 产生特征多项式系数向量e.代数方程组求解mat lab中有两种除运算左除和右除。四、实验内容1.输入下列向量(矩阵) g =1234; h =4321; g =1234h =4321g =1234h =43212.分别执行以下数组点运算 si = g + h, s2= g.*h, s3= g.h, s4
12、= g.2, s5=2/h g =1234h =4321si = g + h52 = g.*h53 = g. h54 = g.255 =2. hsi =5555s2=4664s3=1894s4=14916s5=168423.输入下列特殊矩阵A=A=eye(10)A=ones(5,10) A=rand(10,15) A=randn(5,10) A=zeros(5,10)A =100000000001000000000000000000001000000000010000000000100000000001000000000010000000000100000000001A =1111111111
13、11i111111111I111111111I111111111I1111111A =Columns 1 through 130.45140.60850.08410.12100.23190.43980.93420.13700.42250.29740.37590.19390.62730.04390.01580.45440.45080.23930.34000.26440.81880.85600.04920.00990.90480.69910.02720.01640.44180.71590.04980.31420.16030.43020.49020.69320.41990.56920.39720.3
14、1270.19010.35330.89280.07840.36510.87290.89030.81590.65010.75370.63180.41360.01290.58690.15360.27310.64080.39320.23790.73490.46080.98300.79390.23440.65520.38400.05760.67560.25480.19090.59150.64580.68730.45740.55270.92000.54880.83760.68310.36760.69920.86560.84390.11970.96690.34610.45070.40010.84470.9
15、3160.37160.09280.63150.72750.23240.17390.03810.66490.16600.41220.19880.36780.33520.42530.03530.71760.47840.80490.17080.45860.87040.15560.90160.62520.62080.65550.59470.61240.69270.55480.90840.99430.86990.00990.19110.00560.73340.73130.39190.5657Columns 14through 150.71650.11460.51130.66490.77640.36540
16、.48930.14000.18590.56680.70060.82300.98270.67390.80660.99940.70360.96160.48500.0589A =-1.0106-0.64360.00000.89560.5689-0.23400.62320.23790.3899-0.94990.61450.3803-0.3179-1.00780.08800.78120.7310-0.25560.11840.79900.5077-1.00911.0950-0.7420-0.63550.56900.5779-0.37750.31480.94091.6924-0.0195-1.87401.0
17、823-0.5596-0.82170.0403-0.29591.4435-0.99210.5913-0.04820.4282-0.13150.4437-0.26560.6771-1.4751-0.35100.2120000000000000000000000000000000000000000000004.输入下列矩阵及矩阵函数 A=20-1;132; M = A*B det_B = det(B) rank_A = rank (A) inv_B = inv (B)0B=l%00007-1;423;201;矩阵A与B按矩阵运算相乘矩阵A的行列式矩阵A的秩矩阵B的逆矩阵0v, D= X = A/B
18、 Y = BAeig(B)%矩阵B的特征值矩阵V与特征向量构成的矩阵D% A/B = A*B-1,即 XB=A,求 X% BA = B-1+A,即 BY=A,求 YM =014-3171310det_B =20rankA =2-0.70940.74440.7444-0.6675-0.3599+0.0218i-0.3599-0.0218i-0.2263-0.5587-0.0607 i-0.5587+0.0607iD =7.2680000-1.6340+0.2861 i000-1.6340-0.2861 i0.4000-1.40003.60000.00001.5000-2.50005.多项式运算
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