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Matlab上机题代码及结果4题

Matlab上机题代码及结果4题
Matlab上机题代码及结果4题

例1下图描述了六个城市之间的航空航线图,其中1、2、……、6表示六个城市,带箭头线段表示两个城市之间的航线。用MA TLAB 软件完成以下操作: (1)构造该图的邻接矩阵A ;

(2)若某人连续乘坐五次航班,那么他从哪一个城市出发到达哪一个城市的方法最多? (3)若某人可以乘坐一次、二次、三次或四次航班,那么他从哪一个城市出发总是不能达到哪一个城市?

航空航线图(六城市)

解:(1)构造邻接矩阵A ;

(2)计算矩阵可达矩阵5

A ,找出该矩阵的最大元素,并确定它所在的位置; (3)计算可达矩阵2

3

4

A A A A +++,找出该矩阵中零元素的位置。

在MATLAB 软件的M 编辑器中编写m 文件: % 图与矩阵 clear

A=[0,1,0,0,0,1;0,0,1,1,0,0;0,0,0,1,1,0;0,1,0,0,0,0;1,0,1,0,0,0;0,1,0,0,1,0]; % 构造邻接矩阵 B=A^5;

C=A+A^2+A^3+A^4; disp('邻接矩阵A 为:'); disp(A);

disp('矩阵A^5为:'); disp(B);

m=max(max(B)); % 计算矩阵B 的最大值

[m_i,m_j]=find(B==m); % 寻找矩阵B 中元素等于m 的位置 fprintf('矩阵A^5最大值%d 的位置在:\n',m); disp([m_i,m_j]);

disp('矩阵A +A^2+A^3+A^4为:'); disp(C);

[z_i,z_j]=find(C==0); % 寻找矩阵C 中零元素的位置 disp('矩阵A +A^2+A^3+A^4零元素的位置在:'); disp([z_i,z_j]);

在MATLAB 命令窗口中输入m 文件名称, 计算结果为: 邻接矩阵A 为:

0 1 0 0 0 1

0 0 1 1 0 0

0 0 0 1 1 0

0 1 0 0 0 0

1 0 1 0 0 0

0 1 0 0 1 0

矩阵A^5为:

2 5 5 5

3 1

2 4 4

3 2 0

2 3 5 5 2 1

0 2 1 3 2 1

2 6 4 5 4 1

1 4 4 7 4 2

矩阵A^5最大值7的位置在:

6 4

矩阵A+A^2+A^3+A^4为:

2 6 5 6 4 2

1 4 4 6 3 1

2 5 4 5 4 1

1 3 3 3 1 0

3 5 6 6

4 2

3 6 6 5

4 1

矩阵A+A^2+A^3+A^4零元素的位置在:

4 6

从计算结果中可以看出,矩阵A^5最大值出现在矩阵的第六行第四列,说明:这个人如果从城市6出发连续乘坐五次航班后到达城市4,他可以选择的乘机路线最多,共有7种不同的方法。

矩阵A+A^2+A^3+A^4的零元素出现在第四行第六列,说明:这个人如果从城市4出发他乘坐一次、二次、三次或四次航班,都无法到达城市6。

实验习题

5个小朋友玩传球游戏。游戏规则:任意两个人之间都可以相互传球,但自己不能给自己传。请用MATLAB完成以下操作:

(1)把五个小朋友看成五个节点,构造这五个节点的邻接矩阵A;

(2)假设从第一个小朋友开始传球,经过四次传球后,球又传回到第一个小朋友手里。问共有多少种不同的传法。

(3)假设从第一个小朋友开始传球,经过一次,或者二次,或者三次传球,球传给了第二个小朋友。问共有多少种传法。

例2 下表给出了平面坐标系中五个点的坐标。

五点数据表

(1)请过这五个点作一个四次多项式函数234401234()p x a a x a x a x a x =++++,并求当

5x =时的函数值()45p 。用MATLAB 绘制多项式函数4()p x 曲线、已知点及插值点(5,

()45p )

。 (2)请根据这五个点,拟合一个二次多项式函数22012()p x a a x a x =++,并用MATLAB 绘制多项式函数2()p x 曲线及已知的五个点。

解:(1)根据已知条件,把五个点的坐标值分别代入四次多项式函数,可以得到如下线性方程组:

2340123423401234234

0123423401

234234

012340000271111022222133330

444475

a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a ?++++=-?

++++=??++++=??++++=??++++=-? 对应矩阵等式为:Aa y =,其中2342342342342

3

41

00001

11111

22221333314444A ????????=???????

?,01234a a a a a a ????????=??

??

????

,27021075y -????????=??????-?? 系数矩阵A 的行列式为范德蒙行列式,且五个坐标点的横坐标各不相同,则该行列式不等

于零,所以方程组有唯一解。

(2)根据已知条件,把五个点的坐标值分别代入二次多项式函数,可以得到如下线性方程组:

201220122

012201

22

01

200271102221330

4475a a a a a a a a a a a a a a a ?++=-?++=??++=??++=??++=-?

对应矩阵等式为:Aa y =,其中222221001

111

22133144A ????????=????????,012a a a a ????=??????,27021075y -??

????

??=??

??

??-??

该方程组有三个未知数,但有五个方程,进一步分析可以得到该方程组无解,即不存在一个

二次多项式曲线刚好能过已知的五个点。MA TLAB 软件提供了一个利用最小二乘法解决超定方程组近似解的方法。即可以找到一条二次曲线来近似地描述已知5点的变化情况。 在MA TLAB 软件M 文件编辑器中编写程序m : % 多项式插值和函数逼近 clear close all

x=[0;1;2;3;4]; % 输入已知点坐标 y=[-27;0;21;0;-75];

A=[x.^0,x.^1,x.^2,x.^3,x.^4];% 构造范德蒙矩阵

a=A\y; % 得到适定方程组的唯一解a ,即确定了多项式函数 % 或 p=polyfit(x,y,4) % p 是按从高次幂到低次幂排列的系数向量; disp('四次多项式系数为:') disp(a);

xi=linspace(-1,9.5,100); % 构造数组xi ,从-1到9.5均匀取100个值 yi=a(1)+a(2)*xi+a(3)*xi.^2+a(4)*xi.^3+a(5)*xi.^4; % 计算对应xi 的多项式函数值yi x0=5;

y0=a(1)+a(2)*x0+a(3)*x0^2+a(4)*x0^3+a(5)*x0^4; % 计算插值点函数值

disp('四次多项式函数插值点p(5)='); disp(y0);

subplot(1,2,1);

plot(xi,yi,x,y, 'o',x0,y0, '*');% 绘制四次多项式函数、已知五点及插值点 axis square; % 使坐标轴为正方形 axis([-1 9 -400 100]) % 确定x 轴和y 轴范围 grid on; % 显示网格

A=[x.^0,x.^1,x.^2];

a=A\y; % 根据最小二乘法得到超定方程组的近似解a

% 或 p=polyfit(x,y,2) % p 是按从高次幂到低次幂排列的系数向量; disp('二次多项式系数为:') disp(a);

xi=linspace(-1,5,100); % 构造数组xi ,从-1到5均匀取100个值 yi=a(1)+a(2)*xi+a(3)*xi.^2; % 计算对应xi 的多项式函数值yi subplot(1,2,2);

plot(xi,yi,x,y, 'o'); % 绘制二次多项式函数及已知五点 axis square;

axis([-1 5 -150 50]) grid on;

在MATLAB 命令窗口输入m 文件名称, 计算结果为:

四次多项式系数为: -27 12 26 -12 1

四次多项式函数插值点p(5)= -192

二次多项式系数为: -32.1429 60.6857 -17.5714

下图给出了MA TLAB 绘制的图形。从图中可以形象地看出插值和拟合的区别。

插值和拟合的示意图

实验习题

下表给出了平面坐标系中六个点的坐标。

表 六点数据表

(1)请过这六个点作一个五次多项式函数23455012345()p x a a x a x a x a x a x =+++++,并求当1x =-时的函数值()51p -。用MATLAB 绘制多项式函数5()p x 曲线、已知点及插值

点(-1,()51p -)。

(2)请根据这六个点,拟合一个三次多项式函数2330123()p x a a x a x a x =+++。并用MATLAB 绘制多项式函数3()p x 曲线及已知点。

习题答案:

题目1:

clear;

A=[0,1,1,1,1;1,0,1,1,1;1,1,0,1,1;1,1,1,0,1;1,1,1,1,0];%构造邻接矩阵 B=A^4;

C=A+A^2+A^3;

disp('邻接矩阵A 为:'); disp(A);

disp('矩阵A^4为:'); disp(B);

m=sum(diag(B)); %计算B 对角线元素之和

fprintf('传4次后回到第一个人的传法: %d\n ',m); disp('矩阵A+A^2+A^3为:'); disp(C);

n=sum(sum(C))-sum(diag(C)); %计算除对角线之外的元素之和 fprintf('传到第二个人的传法 : %d',n);

>>ti1

邻接矩阵A为:

0 1 1 1 1

1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0

矩阵A^4为:

52 51 51 51 51 51 52 51 51 51 51 51 52 51 51 51 51 51 52 51 51 51 51 51 52

传4次后回到第一个人的传法: 260 矩阵A+A^2+A^3为:

16 17 17 17 17

17 16 17 17 17 17 17 16 17 17 17 17 17 16 17 17 17 17 17 16

传到第二个人的传法 : 340>>

题目2:

% 多项式插值和函数逼近

clear

close all

x=[0;1;2;3;4]; % 输入已知点坐标

y=[-27;0;21;0;-75];

A=[x.^0,x.^1,x.^2,x.^3,x.^4];% 构造范德蒙矩阵

a=A\y; % 得到适定方程组的唯一解a,即确定了多项式函数

% 或 p=polyfit(x,y,4) % p是按从高次幂到低次幂排列的系数向量;

disp('四次多项式系数为:')

disp(a);

xi=linspace(-1,9.5,100); % 构造数组xi,从-1到9.5均匀取100个值

yi=a(1)+a(2)*xi+a(3)*xi.^2+a(4)*xi.^3+a(5)*xi.^4;

% 计算对应xi的多项式函数值yi

x0=5;

y0=a(1)+a(2)*x0+a(3)*x0^2+a(4)*x0^3+a(5)*x0^4;

% 计算插值点函数值

disp('四次多项式函数插值点p(5)=');

disp(y0);

subplot(1,2,1);

plot(xi,yi,x,y, 'o',x0,y0, '*');% 绘制四次多项式函数、已知五点及插值点

axis square; % 使坐标轴为正方形

axis([-1 9 -400 100]) % 确定x轴和y轴范围

grid on; % 显示网格

A=[x.^0,x.^1,x.^2];

a=A\y; % 根据最小二乘法得到超定方程组的近似解a

% 或 p=polyfit(x,y,2) % p是按从高次幂到低次幂排列的

系数向量;

disp('二次多项式系数为:')

disp(a);

xi=linspace(-1,5,100); % 构造数组xi,从-1到5均匀取100个值

yi=a(1)+a(2)*xi+a(3)*xi.^2; % 计算对应xi的多项式函数值yi subplot(1,2,2);

plot(xi,yi,x,y, 'o'); % 绘制二次多项式函数及已知五点

axis square;

axis([-1 5 -150 50])

grid on;

结果:

>> ti2

四次多项式系数为:

-750.0000

575.0000

230.0000

-48.0000

-8.0000

1.0000

四次多项式函数插值点p(-1)=

-1.0560e+003

二次多项式系数为:-757.2381

647.8254

187.6190

-57.4444

Matlab上机_测试题c答案讲课教案

<<<<<<精品资料》》》》》 Matlab 上机测试题答案 班级 姓名 学号 要求: (1)请将程序和运行结果粘贴到题目下面,写清楚哪部分是程序,哪部分是运行结果,运行结果包括图形,图形请适当缩小,然后将word 文档传到教育在线,注意保存格式是2003的doc ,文件名”自111_110110_张三” (2)在最开始前请将输入Matlab 命令窗口中输入”diary ”命令,随后在workspace 窗口中可以发现一个名为“diary ”的文件。在老师要求结束练习后,在命令窗口输入”diary off ”命令,然后将文件“diary ”上传到教育在线。 (3)注意题号不要弄乱。 --------------------------------------------------------------------- 1、 矩阵Y= ???? ? ???? ???3472123100451150425 ,给出元素1的全下标和单下标,并用函数练习全下标和单下标的转换,求出元素100的存储位置。取出子矩阵? ? ? ? ??21301,并求该矩阵的维数。 解:命令为: Y=[5,2,4;0,15,1;45,100,23;21,47,3] Y(2,3) Y(10) sub2ind([4 3],2,3) [i,j]=ind2sub([4 3],10) find(Y==100) sub2ind([4 3],3,2) B=Y(2:2:4,3:-2:1) 或 B=Y([2 4],[3 1]) [m n]=size(Y) --------------------------------------------------------------------- 2、已知矩阵A=[1 0 -1 ;2 4 1; -2 0 5],B=[0 -1 0;2 1 3;1 1 2] 求2A+B 、A 2-3B 、A*B 、B*A 、A .*B ,A/B 、A\B 解:命令为: A=[1 0 -1 ;2 4 1; -2 0 5] B=[0 -1 0;2 1 3;1 1 2] E=2*A+B F=A^2-3*B G=A*B H=B*A I=A.*B J=A/B K=A\B --------------------------------------------------------------------- 3、利用函数产生3*4阶单位矩阵和全部元素都为8的4*4阶矩阵,并计算两者的乘积。 解:命令为: A=eye(3,4) B=8*ones(4) C=A*B --------------------------------------------------------------------- 4、创建矩阵a=????? ???????------7023021.5003.120498601 ,取出其前两列构成的矩阵b ,取出前两行构成矩阵c ,转置矩阵b 构成矩阵d ,计算a*b 、c

matlab基础练习题带答案

Matlab 基础练习题 常量、变量、表达式 1、 MATLAB 中,下面哪些变量名是合法的?( ) (A )_num (B )num_ (C )num- (D )-num 2、 在MA TLAB 中,要给出一个复数z 的模,应该使用( )函数。 (A )mod(z) (B )abs(z) (C )double(z) (D )angle(z) 3、 下面属于MATLAB 的预定义特殊变量的是?( ) (A )eps (B )none (C )zero (D )exp 4、 判断:在MA TLAB 的内存工作区中,存放一个英文字符 'a' 需要占用1个字节,存放 一个中文字符‘啊’需要占用2个字节。( 错,都是2个字节 ) 5、 判断:MA TLAB 中,i 和j ( 对 ) 6、 判断:MA TLAB 中,pi 代表圆周率,它等于3.14。( 错,后面还有很多位小数 ) 7、 在MA TLAB 中,若想计算的5 1)3.0sin(21+= πy 值,那么应该在MA TLAB 的指令窗中 输入的MA TLAB 指令是__y1=2*sin(0.3*pi)/(1+sqrt(5))_。 8、 在MA TLAB 中,a = 1,b = i ,则a 占_8__个字节,b 占_16_个字节,c 占________字 节。 9、 在MA TLAB 中,inf 的含义是__无穷大__,nan 的含义是__非数(结果不定)___。 数组 1、 在MA TLAB 中,X 是一个一维数值数组,现在要把数组X 中的所有元素按原来次序 的逆序排列输出,应该使用下面的( )指令。 (A )X[end:1] (B )X[end:-1:1] (C )X (end:-1:1) (D )X(end:1) 2、 在MA TLAB 中,A 是一个字二维数组,要获取A 的行数和列数,应该使用的MATLAB 的命令是( )。 (A )class(A) (B )sizeof(A) (C )size(A) (D )isa(A) 3、 在MATLAB 中,用指令x=1:9生成数组x 。现在要把x 数组的第二和第七个元素都 赋值为0,应该在指令窗中输入( ) (A )x([2 7])=(0 0) (B )x([2,7])=[0,0] (C )x[(2,7)]=[0 0] (D )x[(2 7)]=(0 0) 4、 在MA TLAB 中,依次执行以下指令:clear;A=ones(3,4); A(:)=[-6:5];这时, 若在指令窗中输入指令b=A(:,2)',那么,MATLAB 输出的结果应该是( ) (A )b = -3 -2 -1 (B )b = -2 -1 0 1 (C )b = -5 -1 3 (D )b = -5 -2 1 4 5、 在MA TLAB 中,A = 1:9,现在执行如下指令L1 = ~(A>5),则MATLAB 的执行结果应 该是L1 =___ 1 1 1 1 1 0 0 0 0___。

matlab考试题及答案

%1、编制一个解数论问题的函数文件:取任意整数,若是偶数,则用2除,否则乘3加1,重复此过程,直到整数变为1。 function f=NO_1(X); Y(1)=X;k=1; while (X~=1) k=k+1; if (mod(X,2)==0) X=X/2; else X=3*X+1; end Y(k)=X; end plot(Y,'b.') end % 2、编制程序产生一个数组,满足:a1=1,a2=1,从第三个元素开始,每个元素等于前两个元素的和,直到数组的前后两个元素的比值比小于1e-4,并且以红色点线的形式画出这个数组。 clear; A(1)=1; A(2)=1; i=3; Z=1; while (abs(Z)>=1e-4) A(i)=A(i-1)+A(i-2); Z=A(i-1)/A(i); i=i+1; end plot (A,'r.') % 3、编写一个函数,能够产生分段函数。function y=test_3_1(X) if (X<=2) y=*X; elseif (X>6) y=; else y=调用分段函数,绘制曲线。 clear; i=1; for j=0::2; x(i)=j;y(i)=test_3_1(j)*test_3_1(j+2); i=i+1; end plot(x,y) % 4、在2pi周期内画正弦函数曲线,并加注坐标轴标识和标题,然后在3pi/4,pi,5pi/4处分别加入带箭头的说明性文本,最后加注图例。 clear; t = 0:pi/50:2*pi; n = length(t); y = sin(t); plot(t,y,'-bo','linewidth',1) xlabel('X');ylabel('Y'); title('正弦函数曲线'); text,, ' \leftarrow 3pi/4','FontSize',18); text,, ' \leftarrow 3pi/4','FontSize',18); text,,' \leftarrow 3pi/4','FontSize',18); hleg1 = legend('sin(x)'); % 5、A为任意一个n*m矩阵,写程序来计算A 中有多少个零元素,并输出个数。 A=input('输入一个矩阵 A = ') n=length(find(A==0)) % 6、A为任意一个向量,写程序找出A中的最小元素,并且输出这个最小元素。 A=input('输入一个向量 A = '); x=length(A); i=1; y=A(i); while (iA(i)) y=A(i); end end disp('最小元素是:') disp(y) % 7、某系统由四个典型环节构成,试根据四阶龙格—库塔公式,求输出量y的阶跃响应,取仿真时间Tf=10s, %步长h=。

MATLAB上机习题一

MATLAB上机习题一 请按以下步骤完成上机实验: 1)在FTP上下载“MATLAB上机习题一.doc”文件,所有习题列在该文件内; 2)在MATLAB中完成所有习题,并将屏幕截图粘贴到相应习题后面; 3)如果习题是问答题,请将答案写在题目后; 4)如果有的习题要求提供脚本文件,请将脚本文件内容拷贝到相应习题后; 5)将文件保存并重命名为“自己的学号-姓名”,例如“20110771-张三.doc”; 6)上传该文件到FTP的相关目录。 1. 运行MATLAB软件,拖放、关闭界面上的子窗口,并恢复到原始试图。 2. 采用鼠标及命令两种方式将桌面添加到MATLAB搜索路径列表的起始及最后位置。 3. 采用鼠标及命令方式将当前工作目录设置为桌面指向的文件夹。 4. 通过使用帮助确定内置变量ispc 的含义。 6. 观察MATLAB中关键字、字符串、注释的字体显示颜色。 5. 创建double类型的变量,并进行计算 1)a=87,b=190,计算a+b、a-b、a*b;

2)创建uint8类型的变量,数值与(1)中相同,进行相同的计算,观察计算结果与预想的是否一致。 6. 计算如下表达式: 1)()sin 60 2)3e 3)3cos 4π?? ??? 4)2 7562323336 +?-?? 7. 设u=2,v=3,计算: 1)4log uv v 2)() 2 2u e v v u +- 3 8. 计算如下表达式: 1)()()3542i i -+ 2)()sin 28i - 9. 判断下面语句的运算结果,并与MATLAB 计算结果做比较:

1)420< 2)420≤ 3)420== 4)4~20= 5)''''b B < 10. 设a=39,b=58,c=3,d=7,判断下面表达式的值与MATLAB 计算结果做比较: 1)a b > 2)a b < 3)&&a b b c >> 4)a d == 5)|a b c > 6)~~d 11. 判断下列变量名哪些是合法的MATLAB 变量: 1)fred 7)fred! 2)book_1 8)book-1 3)2ndplace 9)Second_Place 4)#1 10)No_1 5)vel_5 11)vel.5 6)tan 12)while 提示,可以使用isvarname 对上述变量名进行检验。 12. 编写脚本程序,命名为barbell.m ,完成如下计算: 如图1所示的杠铃,

Matlab 上机题及答案

1 一个三位整数各位数字的立方和等于该数本身则称该数为水仙花数。输出全部水仙花数。 for m=100:999 m1=fix(m/100); %求m的百位数字 m2=rem(fix(m/10),10); %求m的十位数字 m3=rem(m,10); %求m的个位数字 if m==m1*m1*m1+m2*m2*m2+m3*m3*m3 disp(m) end end 2.从键盘输入若干个数,当输入0时结束输入,求这些数的平均值和它们之和。 sum=0; n=0; val=input('Enter a number (end in 0):'); while (val~=0) sum=sum+val; n=n+1; val=input('Enter a number (end in 0):'); end if (n > 0) sum mean=sum/n end 3. 若一个数等于它的各个真因子之和,则称该数为完数,如6=1+2+3,所以6是完数。求[1,500]之间的全部完数。 for m=1:500 s=0; for k=1:m/2 if rem(m,k)==0 s=s+k; end end if m==s disp(m); end end 4. 从键盘上输入数字星期,在屏幕上显示对应英文星期的单词。 function week n=input('input the number:'); if isempty(n) errror('please input !!')

end if n>7|n<1 error('n between 1 and 7') end switch n case 1 disp('Monday') case 2 disp('Tuesday') case 3 disp('Wednesday') case 4 disp('Thursday') case 5 disp('Friday') case 6 disp('Saturday') case 7 disp('Sunday') end 5. 某公司销售电脑打印机的价格方案如下: ()如果顾客只买一台打印机,则一台的基本价格为$150。 ()如果顾客购买两台以上打印机,则第二台价格为$120。 ()第三台以后,每台$110。 写一段程序分别计算出购买1--10台打印机所需的钱数。打印机台数可以在程序开始处指定,或通过input命令读入。运行程序,计算出购买10台打印机的总价格。 写出程序,生成分别购买1--10台打印机所需价格的图表(使用fprintf命令输出图表,不允许手算)。 x=input('请输入购买的打印机台数:'); for m=1:x if m<=1 y(m)=150*m; elseif m<=2 y(m)=150+120*(m-1); else y(m)=150+120+110*(m-2); y(1,m)=y(m); end end y(x) plot(1:m,y,'r*--')

matlab上机练习(附答案)

1.以下两种说法对吗? (1)MATLAB进行数值的表达精度与其指令窗中的数据显示精度相同。 (2)MATLAB指令窗中显示的数据有效位数不超过七位。 2.历史指令窗所记录的内容与diary指令所产生的“日志”内容有什么不同? DIARY filename causes a copy of all subsequent command window input and most of the resulting command window output to be appended to the named file. If no file is specified, the file 'diary' is used. DIARY OFF suspends it. DIARY ON turns it back on. DIARY, by itself, toggles the diary state. Use the functional form of DIARY, such as DIARY('file'), when the file name is stored in a string. 3.如何把用户自己的“工作目录”永久地设置在MATLAB的搜索路径上?“位于搜索路 径上的目录”与“当前目录”在MATLAB中的功用相同吗? 4.如何向MATLAB工作空间输入一个含有100个左右元素的一维或二维数值数组?用直 接键入法?用数组编辑器?用M文件编辑器? 5.运用数组算术运算符去掉下面程序里的for/end循环: x=11:15 for k=1:length(x) z(k)=x(k)^2+2.3*x(k)^0.5; end x=11:15 z1=x.^2+2.3*x.^0.5 6.不使用数组算术运算符,重写下面的程序代码: x=[2 1 4] z=1./(1+x.^2) x=2;k=1; while i<=4, z2(k)=1/(1+i^2); i=i+1;x=x+1; end 7.某公司销售电脑打印机的价格方案如下: ()如果顾客只买一台打印机,则一台的基本价格为$150。 ()如果顾客购买两台以上打印机,则第二台价格为$120。 ()第三台以后,每台$110。

利用MATLAB进行时域分析

自动控制原理与系统课程实验报告 实验题目:利用MATLAB进行时域分析 班级:机电1131班姓名:刘润学号:38号 一、实验目的及内容 时域分析法是一种直接在时间域中对系统进行分析的方法,具有直观、准确的优点,并且可以提供系统时间响应的全部信息。在此实验中,主要介绍时域法进行系统分析,包括一阶系统、二阶系统以及高阶系统,以及系统的性能指标。通过实验,能够快速掌握、并利用MATLAB及控制系统箱对各种复杂控制系统进行时域分析。 二、实验设备 三、实验原理 典型的二阶系统在不同的阻尼比的情况下,它们的阶跃响应输出特性的差异是很大的。若阻尼比过小,则系统的振荡加剧,超调量大幅度增加;若阻尼比过大,则系统的响应过慢,又大大增加了调整时间,下面通过此实验课题分析输出响应变化规律: 已知二阶振荡环节的传递函数为:G(s)=ωn*ωn/(s*s+2*ζ*ωn*s+ωn*ωn), 其中ωn=0.4,ζ从0变化到2,求此系统的单位阶跃响应曲线,并分析当ζ发生变化时,二阶系统的响应有什么样的变化规律。

四、实验步骤编出程序如下图: 五、实验结果画出图表如下图:

六、结果分析 (1)当ξ=0(无阻尼)(零阻尼)时: 无阻尼时的阶跃响应为等幅振荡曲线。如图ξ=0曲线。 (2)当0<ξ<1(欠阻尼)时: 对应不同的ξ,可画出一系列阻尼振荡曲线,且ξ越小,振荡的最大振幅愈大。如图ξ=0.4曲线。 (3)当ξ=1(临界阻尼)时: 临界阻尼时的阶跃响应为单调上升曲线。如图ξ=1曲线。 (4)当ξ>1(过阻尼)时: 过阻尼时的阶跃响应也为单调上升曲线。不过其上升的斜率较临界阻尼更慢。如图ξ=1.6曲线 七、教师评语

MATLAB上机考试题(一)

(1)在MATLAB的命令窗口中执行_____命令,将命令窗口的显示内容清空。() A.clear B.clc C.echo off D.cd (2)在MATLAB的命令窗口中执行_____命令,使数据输出显示为十六进制表示。() A.format long B.format rat C.format hex D.format short e (3)下列变量名中_____是合法的。() A.x*y,a,1 B.x\y,a1234 C.end,1 bcx D.char_1,i,j (4)已知x=0:5,则x有_____个元素。() A.5 B.6 C.7 D.8 (5)一下运算符中哪个的优先级最高_____。() A./ B.^ C.~= D.& (6)使用检测函数isnumeric(10)的结果是_____。() A.1 B.0 C.false D.true (7)三维图形中默认视角是_____度。() A.方位角=0 俯仰角=90 B.方位角=90 俯仰角=0 C.方位角=37.5 仰俯角=30 D.方位角=0 仰俯角=180 (8)将符号表达式化简为因式分解因式分解因式分解因式分解形式,使用_____函数。() A.collect B.expand C.horner D.factor (9)运行以下命令,则_____描述是正确的。()>>syms a b c d >>A=[a b;c d] A.A占用的内存小于100B B.创建了5个符号变量 C.A占用的内存是a b c d的总和 D.不存在 (10)已知数组a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9],则a(:,end)是指_____元素。 (11)运行命令bitor(8,7)的结果是_____。 (12)运行以下命令: >>x=0:10; >>y1=sin(x); >>y2=5*sin(x); >>y3=[10*sin(x );20*sin(x)]; >>plot(x,y1,x,y2,x,y3) 则在一个图形窗口中,可以看到_____条曲线。 (13)符号表达式“g=sym(sin(a*z)+cos(w*v))”中的自由符号变量是_____。 (14)运行以下命令: >>syms t >>f1=1/t >>limitf1_r=limit(f1,'t','0','right'); 则函数limitf1_r趋向0的右极限为_____。 15.在MATLAB的命令窗口中执行______命令,使数值5.3显示为5.300000000000000e+000 A. format long B. format long e C. format short D. format short e 16.下列变量名中______是合法的。A.char_1,i,j B.1_1, a.1 C.x\y,a1234 D.end,1bcx 17.已知x=0:9,则x有_____个元素。 A.12 B.11 C.10 D.9 18.产生对角线上为全1其余为0的2行3列矩阵的命令是______ A. ones(2,3) B. ones(3,2) C. eye(2,3) D. eye(3,2) 19.已知数组a= [1 2 3 4 5 6 7 8 9] ,则运行a(:,1)=[]命令后______ A. a变成行向量 B. a数组为2行2列 C. a 数组为3行2列 D. a数组中没有元素3 20.按含义选出各个函数名:表示4舍5入到整数的是____,表示向最接近0取整的是____,表示向最接近-∞取整的是____,表示向最接近∞取整的是_____ A. round(x) B. fix(x) C. floor(x) D. ceil(x) 21.已知a=0:5,b=1:6,下面的运算表达式出错的为______ A. a+b B. a./b C. a’*b D. a*b 22.已知s=’显示”hello”’,则s的元素个数是______ A. 12 B. 9 C. 7 D.18

MATLAB上机题汇总(基本题,抽3题)合肥学院

1设置matlab 的工作环境,将工作目录设置为d:\work ,添加搜索目录d:\example 2在matlab 的命令窗口里完成如下计算,其中t 的值分别取-1,0,1,表达式如下: 4/3)2 t y e π-= 3自行产生一个5行5列的数组,得到最中间的三行三行矩阵。 4用magic 产生一个5*5的矩阵,将这个矩阵的第二行与第三行互换位置 5求方程组的根 x 1+4x 2-3x 3=2 2x 1+5x 2-x 3=11 x 1+6x 2+x 3=12 6已知:一个多项式的系数向量是p=[1 -6-72 -27],求这个多项式的根。 7已经两个多项式的系数分别是:[1 2 3 4]和[1 4 9 16],请求这两个多项式的乘积,及商和余数。 8给定一个多项式的根是[-5 -3+4i -3-4i],求原来的多项式 9 A=[2 3 4; 1 5 7; 6 2 5] 用什么函数,保证第一列排序的时候,其他列跟着变化。最后的结果是: [1 5 7; 2 3 4; 6 2 5] 10补充题:电路分析 电路分析常常涉及到对方程组的求解,这些方程常常是利用描述电流进入和离开节点的电流方程,或者描述电路中网络回路上的电压的电压方程得出的。下图描述了3个回路电压的方程

方程式如下: 11121222132423432 532()0()()0()0V R I R I I R I I R I R I I R I I R I V -++-=??-++-=??-++=? 假设5个电阻值为已知,2个电压值也为已知,求3个电流值。 11自行产生一个5行5列的数组,用两种方法得到最中间的三行三行矩阵。 12根据a=reshape(-4:4,3,3)做一个矩阵,然后(1)取出所有大于0的元素构成一个向量(可推广到从一个矩阵里筛选出符合条件的元素组成一个向量)(2)将原矩阵中大于0的元素正常显示,而小于等于0的元素全部用0来表示(可推广到将原矩阵中不符合条件的全用0来表示,符合条件的值不变)。(思考:大于0的正常显示,小于等于0的用-10来表示) 13建立如下一个元胞数组,现在要求计算第一个元胞第4行第2列加上第二个元胞+第三个元胞里的第二个元素+最后一个元胞的第二个元素。 a={pascal(4),'hello';17.3500,7:2:100} 14建立一个结构体的数组,包括3个人,字段有姓名,年龄,分数,其中分数由随机函数产生一个3行10列的数据表示了有10门课程,每门课程有三个阶段的分数。问题是: 问题1,如何找到第2个人的分数并显示出来 问题2,如何找到第2个人的每门课程3个阶段的平均分数并显示出来 问题3,全班同学(指这3个学生)的10门课程的每门课程的平均分如何计算出来?要求放到一个数组里。 问题4,找到这个班所有同学的姓名放到一个元胞数组里 15给定一个图像文件,格式是jpg ,通过inportdata 引入这个文件,查看引入后数据保存是一个数组,是100*100*3的一个数组,这是一个三维的数组,表明有100*100个点,每个点有RGB 三个方面决定的。现在,要求将这些点的中间部分30个象素宽度的正方形用黑点表示。 16手动构造一个长宽页是1000*1000*3的图像,每个图像的点有三个0-255之间的随机值构成。然后使用image 函数显示这个图像,再用imwrite 函数保存这个图像,使这个图像用图片浏览器也能够查看。 17给定一个矩阵 a = 1 2 3 4 5 6 编写一个M 函数,要求输入是a ,输出有三个:平均数,标准差,秩。程序运行

matlab课程设计题目

课题一: 连续时间信号和系统时域分析及MATLAB实现 课题要求: 深入研究连续时间信号和系统时域分析的理论知识。利用MATLAB强大的图形处理功能、符号运算功能以及数值计算功能,实现连续时间信号和系统时域分析的仿真波形。 课题内容: 一、用MATLAB实现常用连续时间信号的时域波形(通过改变参数,分析其时域特性)。 1、单位阶跃信号, 2、单位冲激信号, 3、正弦信号, 4、实指数信号, 5、虚指数信号, 6、复指数信号。 二、用MATLAB实现信号的时域运算 1、相加, 2、相乘, 3、数乘, 4、微分, 5、积分 三、用MATLAB实现信号的时域变换(参数变化,分析波形变化) 1、反转, 2、使移(超时,延时), 3、展缩, 4、倒相, 5、综合变化 四、用MATLAB实现信号简单的时域分解 1、信号的交直流分解, 2、信号的奇偶分解 五、用MATLAB实现连续时间系统的卷积积分的仿真波形 给出几个典型例子,对每个例子,要求画出对应波形。 六、用MATLAB实现连续时间系统的冲激响应、阶跃响应的仿真波形。 给出几个典型例子,四种调用格式。 七、利用MATLAB实现连续时间系统对正弦信号、实指数信号的零状态响应的仿真波形。 给出几个典型例子,要求可以改变激励的参数,分析波形的变化。 课题二: 离散时间信号和系统时域分析及MATLAB实现。 课题要求: 深入研究离散时间信号和系统时域分析的理论知识。利用MATLAB强大的图

形处理功能、符号运算功能以及数值计算功能,实现离散时间信号和系统时域分析的仿真波形。 课题内容: 一、用MATLAB绘制常用信号的时域波形(通过改变参数分析其时域特性) 1、单位序列, 2、单位阶跃序列, 3、正弦序列, 4、离散时间实指数序列, 5、离散时间虚指数序列, 6、离散时间复指数序列。 二、用MATLAB实现信号的时域运算 1、相加, 2、相乘, 3、数乘。 三、用MATLAB实现信号的时域变换(参数变化,分析波形的变化) 1、反转, 2、时移(超时,延时), 3、展缩, 4、倒相。 四、用MATLAB实现离散时间系统卷积和仿真波形 给出几个典型例子,对每个例子要求画出e(k),h(k),e(i),h(i),h(-i),Rzs(k)波形。 五、用MATLAB实现离散时间系统的单位响应,阶跃响应的仿真波形 给出几个典型例子,四中调用格式。 六、用MATLAB实现离散时间系统对实指数序列信号的零状态响应的仿真波形 给出几个典型例子,要求可以改变激励的参数,分析波形的变化。 课题三: 连续时间信号傅里叶级数分析及MATLAB实现。 课题要求: 深入研究连续时间信号傅里叶级数分析的理论知识,利用MATLAB强大的图形处理功能,符号运算功能以及数值计算功能,实现连续时间周期信号频域分析的仿真波形。 课题内容: 一、用MATLAB实现周期信号的傅里叶级数分解与综合 以周期矩形波信号为例,绘出包含不同谐波次数的合成波形,观察合成波形与原矩形 波形之间的关系及吉布斯现象。

MATLAB上机实验练习题答案

数学建模 MATLAB上机实验练习题 1、给出一个系数矩阵A[234;541;132],U=[123],求出线性方程组的一个精确解。 2、给出两组数据x=[00.30.81.11.62.3]’y=[0.820.720.630.600.550.50]’,我们可以简单的 认为这组数据在一条衰减的指数函数曲线上,y=C1+C2e-t通过曲线拟合求出这条衰减曲线的表达式,并且在图形窗口画出这条曲线,已知的点用*表示。 3、解线性方程 4、通过测量得到一组数据: 5、已知一组测量值 6、从某一个过程中通过测量得到: 分别采用多项式和指数函数进行曲线拟合。 7、将一个窗口分成四个子窗口,分别用四种方法做出多峰函数的表面图(原始数据法,临近 插值法,双线性插值法,二重三次方插值法) 8、在同一窗口使用函数作图的方法绘出正弦、余弦、双曲正弦、双曲余弦。分别使用不同的 颜色,线形和标识符。 9、下面的矩阵X表示三种产品五年内的销售额,用函数pie显示每种产品在五年内的销售额

占总销售额的比例,并分离第三种产品的切片。 X=19.322.151.6 34.270.382.4 61.482.990.8 50.554.959.1 29.436.347.0 10、对应时间矢量t,测得一组矢量y t00.30.8 1.1 1.6 2.3 y0.50.82 1.14 1.25 1.35 1.40 采用一个带有线性参数的指数函数进行拟合,y=a0+a1e-t+a2te-t,利用回归方法求出拟合函数,并画出拟合曲线,已知点用圆点表示。 11、请创建如图所示的结构数组(9分) 姓名编号指标 江明顺071023身高:176,体重:82 于越忠060134身高:168,体重:74 邓拓050839身高:182,体重:77 12、创建如图所示的元胞数组。(9分) 13、某钢材厂从1990年到2010年的产量如下表所示,请利用三次样条插值的方法计算1999年该钢材厂的产量,并画出曲线,已知数据用‘*’表示。要求写出达到题目要求的MATLAB 操作过程,不要求计算结果。 年份19901992199419961998200020022004200620082010 产量(万吨)75.99591.972105.711123.203131.669150.697179.323203.212226.505249.633256.344 14、在一次化学动力学实验中,在某温度下乙醇溶液中,两种化合物反应的产物浓度与反应时间关系的原始数据如下,请对这组数据进行三次多项式拟合,并画出拟合曲线,已知数据如下。 time=[2.55.07.510.013.017.020.030.040.050.060.070.0] res=[0.290.560.771.051.361.522.002.272.813.053.253.56]

MATLAB习题参考答案

第1章 MATLAB简介 1、MA TLAB的主要特点有:①语言简洁,编程效率高。②人机界面友善,交互性好。③绘图功能强大,便于数据可视化。④学科众多、领域广泛的MATLAB工具箱。⑤源程序的开放性。 MATLAB的典型应用领域有:①自动控制②汽车③电子④仪器仪表⑤生物医学⑥信号处理⑦通信等。 2、填空题 ⑴命令窗口、命令历史窗口、当前目录窗口 ⑵查阅、保存、编辑 ⑶清除图形窗、清除命令窗口中显示内容、清除MATLAB工作空间中保存的变量。 3、如果想查看某一变量具体内容或者对其修改操作,可以在工作空间中双击该变量名称,可以打开数组编辑器,在数组编辑器中可以查看变量的具体内容,也可以对其修改。如果想删除MATLAB内存中的变量,可以在工作空间中选中该变量,然后利用工作空间窗口的菜单命令或工具条中的快捷图标进行删除。 4、1+2+3+4+5+... (+ 后面可以直接跟...,也可以在+和...中加一个空格。) 6+7+8+9 1+2+3+4+5 ... (5后面必须跟一个空格,不能直接跟...,否则报错,这在预置一个+6+7+8+9 大数组时很重要。) 第2章矩阵与数值数组 1、填空题: ⑴非数、无穷大、机器零阈值,浮点数相对精度,eps= 2.2204e-016。 ⑵全下标、单下标。 2、阅读程序题: (本题主要考察数组的寻访、赋值和简单运算,提示:带;的语句不显示结果) ⑴ans = 2 3 7 Sa = 10 20 30 A = 1 20 5 30 9 10 4 6 8 10 ⑵ A = 1 3 5 7 9 11 13 15

2 4 6 8 10 12 14 16 ans = 1 5 9 13 2 6 10 14 3 7 11 15 4 8 12 16 A = 0 0 5 7 0 0 13 15 2 4 0 0 10 12 0 0 ⑶ ans = -1 -4 6 4 ans = 3 0 5 -2 ans = 3 6 9 12 ans = 3 6 9 12 3、A=magic(4); L=A<10 L = 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 4、省略。 第3章字符串、元胞和构架数组 1. 直接创建法:S1=['Where there is life,' 'there is hope. '] %注意第2行要加入6个空格使其与第一 行字符数相等,否则报错。 S2=str2mat('Where there is life,','there is hope.') S3=strvcat('Where there is life,','there is hope.') %后两种方法则不用考虑两行 字符的数目 2. 填空题:A(2,3);A{2,3} 3. 阅读程序题: ⑴subch = ABc12

上机题汇总(必做)

上机题汇总 1设置matlab 的工作环境,将工作目录设置为d:\work ,添加搜索目录d:\example 2在matlab 的命令窗口里完成如下计算,其中t 的值分别取-1,0,1,表达式如下: 4/3)t y e π-= 3自行产生一个5行5列的数组,得到最中间的三行三列矩阵。 4用magic 产生一个5*5的矩阵,将这个矩阵的第二行与第三行互换位置 5求方程组的根 x 1+4x 2-3x 3=2 2x 1+5x 2-x 3=11 x 1+6x 2+x 3=12 6已知:一个多项式的系数向量是p=[1 -6-72 -27],求这个多项式的根。 7已经两个多项式的系数分别是:[1 2 3 4]和[1 4 9 16],请求这两个多项式的乘积,及商和余数。 8给定一个多项式的根是[-5 -3+4i -3-4i],求原来的多项式 9 A=[2 3 4; 1 5 7; 6 2 5] 用什么函数,保证第一列排序的时候,其他列跟着变化。最后的结果是: [1 5 7; 2 3 4; 6 2 5] 10补充题:电路分析 电路分析常常涉及到对方程组的求解,这些方程常常是利用描述电流进入和离开节点的电流方程,或者描述电路中网络回路上的电压的电压方程得出的。下图描述了3个回路电压的方程

方程式如下: 11121222132423432 532()0()()0()0V R I R I I R I I R I R I I R I I R I V -++-=??-++-=??-++=? 假设5个电阻值为已知,2个电压值也为已知,求3个电流值。 11自行产生一个5行5列的数组,用两种方法得到最中间的三行三列矩阵。 12根据a=reshape(-4:4,3,3)做一个矩阵,然后(1)取出所有大于0的元素构成一个向量(可推广到从一个矩阵里筛选出符合条件的元素组成一个向量)(2)将原矩阵中大于0的元素正常显示,而小于等于0的元素全部用0来表示(可推广到将原矩阵中不符合条件的全用0来表示,符合条件的值不变)。(思考:大于0的正常显示,小于等于0的用-10来表示) 13建立如下一个元胞数组,现在要求计算第一个元胞第4行第2列加上第二个元胞+第三个元胞里的第二个元素+最后一个元胞的第二个元素。 a={pascal(4),'hello';17.3500,7:2:100} 14建立一个结构体的数组,包括3个人,字段有姓名,年龄,分数,其中分数由随机函数产生一个3行10列的数据表示了有10门课程,每门课程有三个阶段的分数。问题是: 问题1,如何找到第2个人的分数并显示出来 问题2,如何找到第2个人的每门课程3个阶段的平均分数并显示出来 问题3,全班同学(指这3个学生)的10门课程的每门课程的平均分如何计算出来?要求放到一个数组里。 问题4,找到这个班所有同学的姓名放到一个元胞数组里 15给定一个图像文件,格式是jpg ,通过inportdata 引入这个文件,查看引入后数据保存是一个数组,是100*100*3的一个数组,这是一个三维的数组,表明有100*100个点,每个点有RGB 三个方面决定的。现在,要求将这些点的中间部分30个象素宽度的正方形用黑点表示。

MATLAB上机答案

一熟悉Matlab工作环境 1、熟悉Matlab的5个基本窗口 思考题: (1)变量如何声明,变量名须遵守什么规则、是否区分大小写。 答:变量一般不需事先对变量的数据类型进行声明,系统会依据变量被赋值的类型自动进行类型识别,也就是说变量可以直接赋值而不用提前声明。变量名要遵守以下几条规则: 变量名必须以字母开头,只能由字母、数字或下划线组成。 变量名区分大小写。 变量名不能超过63个字符。 关键字不能作为变量名。 最好不要用特殊常量作为变量名。 (2)试说明分号、逗号、冒号的用法。 分号:分隔不想显示计算结果的各语句;矩阵行与行的分隔符。 逗号:分隔欲显示计算结果的各语句;变量分隔符;矩阵一行中各元素间的分隔符。 冒号:用于生成一维数值数组;表示一维数组的全部元素或多维数组某一维的全部元素。 (3)linspace()称为“线性等分”函数,说明它的用法。 LINSPACE Linearly spaced vector.线性等分函数 LINSPACE(X1,X2)generates a row vector of100linearly equally spaced points between X1and X2. 以X1为首元素,X2为末元素平均生成100个元素的行向量。 LINSPACE(X1,X2,N)generates N points between X1and X2. For N<2,LINSPACE returns X2. 以X1为首元素,X2为末元素平均生成n个元素的行向量。如果n<2,返回X2。 Class support for inputs X1,X2: float:double,single 数据类型:单精度、双精度浮点型。 (4)说明函数ones()、zeros()、eye()的用法。 ones()生成全1矩阵。 zeros()生成全0矩阵。 eye()生成单位矩阵。 2、Matlab的数值显示格式

matlab经典习题及解答

第1章 MATLAB概论 1.1与其他计算机语言相比较,MATLAB语言突出的特点是什么? MATLAB具有功能强大、使用方便、输入简捷、库函数丰富、开放性强等特点。 1.2 MATLAB系统由那些部分组成? MATLAB系统主要由开发环境、MATLAB数学函数库、MATLAB语言、图形功能和应用程序接口五个部分组成。 1.4 MATLAB操作桌面有几个窗口?如何使某个窗口脱离桌面成为独立窗口?又如何将脱离出去的窗口重新放置到桌面上? 在MATLAB操作桌面上有五个窗口,在每个窗口的右上角有两个小按钮,一个是关闭窗口的Close按钮,一个是可以使窗口成为独立窗口的Undock按钮,点击Undock按钮就可以使该窗口脱离桌面成为独立窗口,在独立窗口的view菜单中选择Dock ……菜单项就可以将独立的窗口重新防止的桌面上。 1.5 如何启动M文件编辑/调试器? 在操作桌面上选择“建立新文件”或“打开文件”操作时,M文件编辑/调试器将被启动。在命令窗口中键入edit命令时也可以启动M文件编辑/调试器。 1.6 存储在工作空间中的数组能编辑吗?如何操作? 存储在工作空间的数组可以通过数组编辑器进行编辑:在工作空间浏览器中双击要编辑的数组名打开数组编辑器,再选中要修改的数据单元,输入修改内容即可。 1.7 命令历史窗口除了可以观察前面键入的命令外,还有什么用途? 页脚内容1

命令历史窗口除了用于查询以前键入的命令外,还可以直接执行命令历史窗口中选定的内容、将选定的内容拷贝到剪贴板中、将选定内容直接拷贝到M文件中。 1.8 如何设置当前目录和搜索路径,在当前目录上的文件和在搜索路径上的文件有什么区别? 当前目录可以在当前目录浏览器窗口左上方的输入栏中设置,搜索路径可以通过选择操作桌面的file 菜单中的Set Path菜单项来完成。在没有特别说明的情况下,只有当前目录和搜索路径上的函数和文件能够被MATLAB运行和调用,如果在当前目录上有与搜索路径上相同文件名的文件时则优先执行当前目录上的文件,如果没有特别说明,数据文件将存储在当前目录上。 1.9 在MATLAB中有几种获得帮助的途径? 在MATLAB中有多种获得帮助的途径: (1)帮助浏览器:选择view菜单中的Help菜单项或选择Help菜单中的MATLAB Help菜单项可以打开帮助浏览器; (2)help命令:在命令窗口键入“help”命令可以列出帮助主题,键入“help 函数名”可以得到指定函数的在线帮助信息; (3)lookfor命令:在命令窗口键入“lookfor 关键词”可以搜索出一系列与给定关键词相关的命令和函数 (4)模糊查询:输入命令的前几个字母,然后按Tab键,就可以列出所有以这几个字母开始的命令和函数。 注意:lookfor和模糊查询查到的不是详细信息,通常还需要在确定了具体函数名称后用help命令显示详细信息。 第2章MATLAB矩阵运算基础 页脚内容2

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