工程仿真實習(xí)報告.

1、實習(xí)報告實習(xí)名稱：工程仿真實習(xí)系部名稱：電氣與信息工程學(xué)院專業(yè)班級：測控技術(shù)與儀器14-1班學(xué)生姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：曲貴波吳東艷黑龍江工程學(xué)院教務(wù)處制2017年06月實習(xí)名稱工程仿真實習(xí)實習(xí)時間2017年06月12日至2017年06月23 日 共 2 周實習(xí)單位 或?qū)嵙?xí)地點電氣與信息工程學(xué)院儀器儀表實驗室實習(xí)單位評語：（分散實習(xí)填）簽字：公章：年月日成績指導(dǎo)教師簽字注：1、在此頁后附實習(xí)總結(jié)。其內(nèi)容應(yīng)包括：實習(xí)目的、實習(xí)內(nèi)容及實習(xí)結(jié)果等項目。2、此頁為封皮，用 A4幅面紙正反面打印。3、實習(xí)總結(jié)使用A4幅面紙張書寫或打印，并附此頁后在左側(cè)一同裝訂。實習(xí)目的1、了解MATLAB的應(yīng)用領(lǐng)域。2、

2、掌握MATLAB語言的基本操作命令及基本語法。3、掌握MATALB進(jìn)行數(shù)值分析與計算的基本方法。4、掌握常用二維和三維圖形的繪制方法。5、掌握簡單M文件的編程。6 掌握MATLAB符號計算。7、 基本掌握SIMULINK仿真的基本方法。二實習(xí)內(nèi)容(一) MATLAB的應(yīng)用領(lǐng)域及運行環(huán)境1.1 MATLAB 概述MATLAB(Matrix Laborator)是MathWorks公司開發(fā)科學(xué)與工程計算軟件，廣泛應(yīng) 用于自動控制、數(shù)學(xué)運算、信號分析、計算機(jī)技術(shù)、圖像信號處理、財務(wù)分析、航天 工業(yè)、汽車工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)工程、語音處理和雷達(dá)工程等行業(yè)。同時也成為了國內(nèi)外 高校和研究部門科學(xué)研究的重要工具

3、。MATLAB是一種交互式的以矩陣為基礎(chǔ)的系統(tǒng)計算平臺，它用于科學(xué)和工程的 計算與可視化。利用MATLAB軟件，我們可以進(jìn)行數(shù)值分析、數(shù)值和符號計算、工 程與科學(xué)繪圖、控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真、數(shù)字圖像處理、數(shù)字信號處理等。1.2 MATLAB 特點(1) 功能強(qiáng)大：包括運算功能、功能豐富的工具箱、強(qiáng)大的文字處理功能(2) 人機(jī)界面友好，編程效率高(3) 強(qiáng)大而智能化的作圖功能(4) 可擴(kuò)展性強(qiáng)Simulink動態(tài)仿真功能1.3 MATLAB 界面界面包含主菜單、工具欄、窗口(包含命令窗口、命令歷史窗口、工作間管理窗 口、當(dāng)前路徑窗口等)。此外，還有編譯窗口、圖形窗口和幫助窗口等其他種類的窗 口。

4、1.3.1菜單欄MATLAB 的主菜單包括 File、Edit、Debug、Desktop、Window 和 Help 菜單。可 以執(zhí)行的操作有 New、Ope n、Un do、Redo、Cut、copy 等。1.3.2工具欄MATLAB的工具欄包括新建文件、打開文件、剪切、復(fù)制和粘貼等常用圖標(biāo)； 工具欄能實時顯示MATLAB的當(dāng)前路徑，用戶還可以通過工具欄來改變當(dāng)前路徑。1.3.3各窗口介紹命令窗口：自動顯示于MATLAB界面中，MATLAB用戶界面的右側(cè)窗口就為命 令窗口。命令歷史窗口：顯示用戶在命令窗口中所輸入的每條命令的歷史記錄，并標(biāo)明使用時間，這樣可以方便用戶的查詢。工作間管理窗口：

5、用來顯示當(dāng)前計算機(jī)內(nèi)存中 MATLAB變量的名稱、數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)、 該變量的字節(jié)數(shù)及其類型。當(dāng)前路徑窗口：顯示當(dāng)前用戶工作所在的路徑，并對目錄下的文件進(jìn)行管理。(二) MATALB數(shù)值分析與計算的基本方法2.1數(shù)據(jù)的類型和表示形式2.1.1基本數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型包括數(shù)值型、字符串型、元胞型、結(jié)構(gòu)型。數(shù)值型又根據(jù)其表示形式進(jìn)行分類，主要有單精度、雙精度、整數(shù)類。而整數(shù)類又包括無符號和有符號類的整數(shù)。2.1.2數(shù)據(jù)表示形式數(shù)據(jù)的表示形式可以有小數(shù)點或科學(xué)計數(shù)法，此外還介紹了矩陣與數(shù)組的概念。 要想在MATLAB中表示復(fù)數(shù)，可以用特殊變量i、j表示虛數(shù)的單位。復(fù)數(shù)的表 示形式有：z=a+b*i 或 z=a+

6、b*jz=a+bi或z=a+bj(當(dāng)b為標(biāo)量時)z=r*exp(i*theta)2.2矩陣和數(shù)組2.2.1矩陣定義方法對于矩陣的定義可以通過顯式元素定義，即用一對中括號把元素填入其中；也可 通過語句(格式為from:step:to )來創(chuàng)建，也可以用以下函數(shù)來生成向量：linspace(a,b,n)生成從a到b之間線性分布的n個元素的行向量logspace (a,b ,n) 用來生成對數(shù)等分向量此外，也可用由 MATLAB提供的產(chǎn)生特殊矩陣的函數(shù)，它們有：zeros(m,n)ones(m,n) rand(m,n)、magic(N)、eye(m,n)等。2.2.2矩陣元素表示方法矩陣元素通過下標(biāo)

7、來標(biāo)識，主要有全下標(biāo)方式、單下標(biāo)方式。子矩陣是從對應(yīng)矩陣中取出一部分元素構(gòu)成，用全下標(biāo)和單下標(biāo)方式取子矩陣。 邏輯矩陣可用來提取矩陣，也可用其來標(biāo)識子矩陣。使用logical函數(shù)。我們也可以對矩陣的某一個元素或多個元素賦值，矩陣的賦值有全下標(biāo)方式、單 下標(biāo)方式、全元素方式；矩陣元素的刪除就是簡單地將其賦值為空矩陣(用表示)；在MATLAB中，可以通過方括號“”實現(xiàn)將小矩陣聯(lián)接起來生成一個較大的矩陣。 矩陣反轉(zhuǎn)的函數(shù)有：triu(X)、tril(X)、flipud(X)、fliplr(X)等。223矩陣運算函數(shù)接下來是矩陣和數(shù)組運算。首先介紹了矩陣運算的函數(shù)，比如：det(X)、rank(X)、

8、 inv(X)、diag(X)等。對于矩陣和數(shù)組的運算包括加減乘除、轉(zhuǎn)置、乘方和一些注意事 項。特別要注意的是對矩陣進(jìn)行除法運算時注意是左除還是右除。2.2.4向量四則運算向量與數(shù)的加法(減法)：向量中的每個元素與數(shù)的加法(減法)運算。向量與數(shù)的乘法(除法)：向量中的每個元素與數(shù)的乘法(除法)運算。2.2.5向量的點乘和叉乘兩個向量的矢量積(叉乘)：cross(a,b)兩個向量的數(shù)量積(點乘)：dot(a,b)說明：通常a、b為包含3個元素的向量。2.2.6數(shù)組的基本數(shù)值運算包括數(shù)組的加法(減法)、數(shù)組的乘法(除法)、數(shù)組的乘方。2.3多項式創(chuàng)建和運算方法2.3.1多項式的創(chuàng)建直接輸入系數(shù)向量

9、創(chuàng)建多項式。由于在 MATLAB中多項式是以向量的形式存儲 的,直接輸入向量，MATLAB將按降幕自動把向量的元素分配給多項式各項的系數(shù)。 而該向量可以是行向量，也可以是列向量。2.3.2多項式的根、系數(shù)的解法(1) 多項式的根的求解roots用來計算多項式的根。語法：r=roots(p)說明：p為多項式；r為計算的多項式的根，以列向量的形式保存。(2) 多項式的系數(shù)的求解與函數(shù)roots相反，根據(jù)多項式的根來計算多項式的系數(shù)可以用 poly函數(shù)來實 現(xiàn)。語法：p=poly (r)233多項式的部分分式展開用residue函數(shù)來實現(xiàn)將分式表達(dá)式進(jìn)行多項式的部分分式展開。語法：r,p,k=res

10、idue(b,a)說明：b和a分別是分子和分母多項式系數(shù)行向量；r是rir2rn留數(shù)行向量； P為pi p2pn極點行向量；k為直項行向量。2.3.4多項式的運算(1) 用polyval函數(shù)計算polyval:用來計算多項式在給定變量時的值，是按數(shù)組運算規(guī)則進(jìn)行計算的。語 法：polyval(p,s) % p為多項式,s為給定矩陣。(2) 多項式的乘除多項式的乘法：p=c onv (pl,p2)說明：p是多項式p1和p2的乘積多項式。多項式的除法：q,r=dec onv (pl,p2)說明：除法不一定會除盡，會有余子式。多項式p1被p2除的商為多項式q,而 余子式是 r。(3) 多項式的積分和

11、微分多項式的微分由polyder函數(shù)實現(xiàn)。多項式的積分：MATLAB未提供多項式積分函數(shù)，但可以用p./length(p):-1:1,k 的方法來完成積分，其中k為常數(shù)。(4) 多項式的卷積與解卷積計算卷積：conv(x,y)。如果x是輸入信號，y是線性系統(tǒng)的脈沖過渡函數(shù)，則x 和y的卷積為系統(tǒng)的輸出信號。解卷積：q,r=deconv(x,y)。2.3.5多項式擬合多項式曲線擬合是用一個多項式來逼近一組給定的數(shù)據(jù)，使用polyfit函數(shù)來實現(xiàn)。擬合的準(zhǔn)則是最小二乘法。插值運算是根據(jù)數(shù)據(jù)點的規(guī)律，找到一個多項式表達(dá) 式可以連接兩個點，插值得出相鄰數(shù)據(jù)點之間的數(shù)值。常用的函數(shù)有 interp1(x

12、,y,xi, method)、interp2(x,y,z,xi,yi, method)。2.4稀疏矩陣稀疏矩陣指的是一個矩陣中如果包含很多元素值為0,則此矩陣可以只存儲少量的非0元素，這個矩陣稱為稀疏矩陣。稀疏矩陣大部分的元素都是0,因此只需儲存非零元素的下標(biāo)和元素值，這種特殊的存儲方式可以節(jié)省大量的存儲空間和不必要的 運算。2.4.1稀疏系數(shù)矩陣的創(chuàng)建可以使用sparse函數(shù)產(chǎn)生稀疏矩陣。語法：sparse(i,j,s, m,n)sparse(p)說明：i、j是非0元素的行、列下標(biāo)；s是非0元素所形成的向量；m、n是s 的行、列維數(shù)，可省略；i、j、s都是長度相同的向量，生成矩陣的元素 s(

13、k)下標(biāo)分 別是i(k)和j(k) ； p為全元素矩陣。spdiags函數(shù)是用對角線元素來構(gòu)建一個稀疏矩陣。語法：spdiags(D,k, m,n)說明：矩陣D的每一列代表矩陣的對角線向量；k代表對角線的位置(0代表 主對角線，一1代表向下位移一單位的次對角線，1代表向上位移一單位的次對角線， 依此類推)；m、n分別代表矩陣的行、列維數(shù)。242由稀疏矩陣轉(zhuǎn)化為全元素矩陣與sparse函數(shù)相反，我們可以使用full函數(shù)可將稀疏矩陣轉(zhuǎn)變?yōu)槿鼐仃嚒?語法：full(p)243稀疏矩陣的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)運算原則(1) 如果函數(shù)的輸入?yún)?shù)是向量或標(biāo)量，輸出的參數(shù)為矩陣，貝U輸出參數(shù)為全元素矩陣；(2) 如果

14、函數(shù)的輸入?yún)?shù)是矩陣，輸出的參數(shù)為矩陣，則輸出參數(shù)以輸入矩陣的方式 來表示，即當(dāng)輸入?yún)?shù)為稀疏矩陣時，輸出參數(shù)也是稀疏矩陣；(3) 如果二元運算的兩個操作數(shù)中有一個是全元素矩陣一個是稀疏矩陣，則對于“ +”、“-”、“*”、“ ”運算結(jié)果為全元素矩陣，而“&”、“.* ”運算結(jié)果為稀疏矩陣。用“cat 函數(shù)或“連接混合矩陣將產(chǎn)生稀疏矩陣。2.5矩陣或數(shù)組的傅里葉變換與反變換X=fft(x,N)說明：x可以是向量、矩陣和多維數(shù)組；N為輸入變量x的序列長度，可省略， 如果X的長度小于N，則會自動補(bǔ)零；如果X的長度大于N，則會自動截斷；當(dāng) N取2的整數(shù)幕時，傅立葉變換的計算速度最快。通常取大于又最靠

15、近x長度的幕次。一般情況下，fft求出的函數(shù)為復(fù)數(shù)，可用abs及angle分別求其幅值和相位。一維快速傅立葉逆變換：X=ifft(x,N)(三) MATLAB二維和三維圖形的繪制圖形的繪制在仿真的過程中會經(jīng)常用到， 因為圖像具有直觀、能反映事物的變化 情況等優(yōu)點，在工程仿真的過程中也顯得非常重要。因此，掌握一些基本和常用的圖 像生成和處理函數(shù)是很有必要的。3.1基本繪圖命令表3.1基本繪圖命令函數(shù)名功能描述plot在x軸和y軸都按線性比例繪制二維圖形plot3在x軸、y軸和z軸都按線性比例繪制三維圖形loglog在x軸和y軸按對數(shù)比例繪制二維圖形semilogx在x軸按對數(shù)比例，y軸按線性比例

16、繪制二維圖形semilogy在y軸按對數(shù)比例，x軸按線性比例繪制二維圖形plotyy繪制雙y軸圖形3.2繪圖的一般步驟(1) 準(zhǔn)備繪圖數(shù)據(jù)；(2) 選擇一個窗口并在窗口中給圖形定位，如果需要輸出多個圖，可以使用命令 figure(n)；(3) 調(diào)用基本的繪圖函數(shù)；(4) 選擇線性和標(biāo)記特性；(5) 設(shè)置坐標(biāo)軸的極限值、標(biāo)記符號和網(wǎng)格線；(6) 使用坐標(biāo)軸標(biāo)簽、圖例和文本對圖形進(jìn)行注釋； 輸出圖像。3.3二維圖形的繪制3.3.1常用函數(shù)介紹(1) plot 函數(shù)Plot(x,y)說明：x和y為長度相同的向量，分別用于存儲x坐標(biāo)和y坐標(biāo)數(shù)據(jù)。 plot函數(shù)的另外一種形式是：plot(x1,y1,x

17、2,y2,xn,yn)說明：x1和y1，x2和y2，xn和yn為向量對，每一組向量對的長度可以不同每一向量對可以繪制出一條曲線，這樣可以在同一坐標(biāo)內(nèi)繪制出多條曲線。當(dāng)輸入?yún)?shù)有矩陣形式時，配對的x,y按對應(yīng)列元素為橫、縱坐標(biāo)分別繪制曲線，曲線條數(shù)等 于矩陣的列數(shù)。plotyy函數(shù)如果需要繪制出具有不同縱坐標(biāo)標(biāo)度的兩個圖形，可以使用plotyy繪圖函數(shù)。調(diào)用格式為：plotyy(x1,y1,x2,y2)說明：x1,y1對應(yīng)一條曲線，x2,y2對應(yīng)另一條曲線。橫坐標(biāo)的標(biāo)度相同，縱坐標(biāo) 有兩個，左縱坐標(biāo)用于x1,y1數(shù)據(jù)對，右縱坐標(biāo)用于x2,y2數(shù)據(jù)對。要設(shè)置曲線樣式可以在plot函數(shù)中加繪圖選項，

18、其調(diào)用格式為：plot(x1,y1,選項 1,x2,y2,選項 2,x n,yn,選項 n)(3)對函數(shù)自適應(yīng)采樣的繪圖函數(shù)fplot(fname,lims,tol,選項)說明：fname為函數(shù)名，以字符串形式出現(xiàn)；lims為x,y的取值范圍；tol為相對允 許誤差，其系統(tǒng)默認(rèn)值為2e-3;選項定義與plot函數(shù)相同。指定圖形窗口如果需要多個圖形窗口同時打開時，可以使用figure語句。語法：figure( n)說明：如果該窗口不存在，則產(chǎn)生新圖形窗口并設(shè)置為當(dāng)前圖形窗口，該窗口名為“ Figure No.n”，而不關(guān)閉其它窗口。同一窗口繪制多幅圖像如果需要在同一個圖形窗口中布置幾幅獨立的子圖

19、，可以在 plot命令前加上 subplot命令來將一個圖形窗口劃分為多個區(qū)域，每個區(qū)域一幅子圖。語法：subplot(m, n,k)說明：將圖形窗口劃分為 mx n幅子圖，k是當(dāng)前子圖的編號，“，”可以省略。 子圖的序號編排原則是：左上方為第1幅，先向右后向下依次排列，子圖彼此之間獨立。圖像保持函數(shù)holdhold on 或 hold offhold on/off命令控制是保持原有圖形還是刷新原有圖形，如果不帶參數(shù)則在兩種 狀態(tài)之間進(jìn)行切換。坐標(biāo)控制函數(shù)axisaxis(xmin xmax ymin ymax zmin zmax)說明：xmin、xmax、ymin、ymax、zmin、zma

20、x分別表示 x、y、z軸的范圍。axis函數(shù)功能豐富，常用的格式還有：axis equal:縱、橫坐標(biāo)軸采用等長刻度。axis square產(chǎn)生正方形坐標(biāo)系（缺省為矩形）。axis auto：使用缺省設(shè)置。axis off:取消坐標(biāo)軸。axis on：顯示坐標(biāo)軸。（8）網(wǎng)格、坐標(biāo)邊框顯示與隱藏函數(shù) 網(wǎng)格顯示與隱藏函數(shù)grid on 或 grid offgrid on/off命令控制是畫還是不畫網(wǎng)格線，如果不帶參數(shù)則在兩種狀態(tài)之間進(jìn)行 切換。 坐標(biāo)邊框顯示與隱藏函數(shù)box on 或 box offbox on/off命令控制是加還是不加邊框線，如果不帶參數(shù)則在兩種狀態(tài)之間進(jìn)行 切換。（9）關(guān)于圖

21、形標(biāo)注的函數(shù) 設(shè)置圖像的標(biāo)題：title（圖形名稱） 設(shè)置x軸標(biāo)題：xlabel（x軸說明） 設(shè)置y軸標(biāo)題：ylabel（y軸說明） 添加文字注釋：text（x,y,圖形說明） 添加圖例：lege nd（圖例1,圖例2,）3.3.2典型的二維圖形的繪制（1）對數(shù)坐標(biāo)圖形MATLAB提供了繪制對數(shù)和半對數(shù)坐標(biāo)曲線的函數(shù)，調(diào)用格式為：semilogx（x1,y1,選項 1,x2,y2,選項 2,）semilogy（x1,y1,選項 1,x2,y2,選項 2,）loglog（x1,y1,選項 1,x2,y2,選項 2,）極坐標(biāo)圖polar（theta,rho 選項）說明：theta為極坐標(biāo)極角，rh

22、o為極坐標(biāo)矢徑，選項的內(nèi)容與plot函數(shù)相似。 （3）統(tǒng)計分析圖 繪制條形圖bar(x,y,width,參數(shù))%畫條形圖說明：x是橫坐標(biāo)向量，省略時默認(rèn)值是1:m, m為y的向量長度；y是縱坐標(biāo)，可以是向量或矩陣，當(dāng)是向量時每個元素對應(yīng)一個豎條，當(dāng)是mxn的矩陣時，將畫出m組豎條每組包含n條；width是豎條的寬度，省略時默認(rèn)寬度是0.8, 如果寬度大于1，則條與條之間將重疊；參數(shù)有g(shù)rouped(分組式)和stacked累加 式)，省略時默認(rèn)為grouped。bar3命令的格式也相同，y必須是單調(diào)增加或減小， 省略時為1:m；參數(shù)除了 grouped和stacked還有detached分離式

23、)。 繪制面積圖area(y)area(x,y)說明：y可以是向量或矩陣，如果 y是向量則繪制的曲線和plot命令相同，只是曲線和橫軸之間填充顏色，如果y是矩陣則每列向量的數(shù)據(jù)構(gòu)成面積疊加起來；x是橫坐標(biāo)，當(dāng)x省略時則橫坐標(biāo)為1:size(y,1)。 繪制直方圖hist(y,m)hist(y,x)說明：m是分段的個數(shù)，省略時則默認(rèn)為10； x是向量，用于指定所分每個數(shù)據(jù)段的中間值；y可以是向量或矩陣，如果是矩陣則按列分段。 繪制桿圖stem(x,y,filled)說明：參數(shù)和plot命令一樣，filled可選項，若設(shè)置此項則填充桿上的圓的 顏色。 繪制實心圖fill(x,y,c)說明：c為實心

24、圖的顏色，可以用r、g、b、 c、m、y、w、k，或RGB 三元組行向量表示，也可以省略。 繪制餅圖pie(x,explode,label)說明：x是向量；explode是與x同長度的向量，用來決定是否從餅圖中分離 對應(yīng)的一部分塊，非零元素表示該部分需要分離；label是用來標(biāo)注餅圖的字符串 數(shù)組。333隱函數(shù)繪圖對于隱函數(shù)f = f(x,y)，ezplot函數(shù)的調(diào)用格式為：ezplot(f)在默認(rèn)區(qū)間-2 n x2 n和-2 n y2 n繪制f(x,y) = 0的圖形。ezplot(f, xmi n,xmax,ymi n,ymax)在區(qū)間 xminv xxmax 和 yminvyv ymax

25、 繪制 f(x,y) = 0 的圖形。ezplot(f, a,b)在區(qū)間axb和ay b繪制f(x,y) = 0的圖形。3.4三維圖形的繪制341常用函數(shù)介紹(1) plot3 函數(shù)plot3函數(shù)與plot函數(shù)用法十分相似，其調(diào)用格式為：plot3(x,y,z, s)繪制多條三維曲線：plot3(x1,y1,z1, s1,x2,y2,z2, s2；)說明：每一組x；y；z組成一組曲線的坐標(biāo)參數(shù)，選項的定義和plot函數(shù)相同。當(dāng)x；y；z是同維向量時，貝U x；y；z對應(yīng)元素構(gòu)成一條三維曲線。當(dāng)x；y；z是同維矩陣時，則以x；y；z對應(yīng)列元素繪制三維曲線，曲線條數(shù)等于矩陣列數(shù)。三維曲面 產(chǎn)生三維

26、數(shù)據(jù)在MATLAB中，利用meshgrid函數(shù)產(chǎn)生平面區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)格坐標(biāo)矩陣。其格式 為：x=a:d1:b; y=c:d2:d;X；Y=meshgrid(x；y);說明：語句執(zhí)行后，矩陣X的每一行都是向量X，行數(shù)等于向量y的元素的個 數(shù)，矩陣丫的每一列都是向量y，列數(shù)等于向量x的元素的個數(shù)。 繪制三維曲面的函數(shù)mesh(x；y；z；c)surf(x；y； z；c)說明：一般情況下，x；y；z是維數(shù)相同的矩陣。x；y是網(wǎng)格坐標(biāo)矩陣，z是網(wǎng)格點 上的高度矩陣，c用于指定在不同高度下的顏色范圍。 標(biāo)準(zhǔn)三維曲面sphere函數(shù)的調(diào)用格式為：x；y；z=sphere( n)cylinder函數(shù)的調(diào)用格式為

27、：x,y,z= cyli nder(R ,n)342常見的三維圖形(1)繪制三維條形圖：bar3(y)或bar3(x,y)繪制離散序列數(shù)據(jù)的三維桿圖：Stem3(z)或stem3(x,y,z)繪制三維餅圖，常用格式為：pie3(x)在三維空間內(nèi)繪制出填充的多邊形：fill3(x,y,z,c)3.5視點處理MATLAB提供了設(shè)置視點的函數(shù)view，其調(diào)用格式為：view(a z, el)說明：其中az為方位角，el為仰角，它們均以度為單位。系統(tǒng)缺省視點定義為 方位角-37.5 ,仰角303.6色彩處理與修飾3.6.1 顏色的向量表示MATLAB除用字符表示顏色外，還可以用含有3個元素的向量表示顏

28、色。向量元素在0,1范圍取值。3個元素分別表示紅、綠、藍(lán)3種顏色的相對亮度，稱為RGB 三元組。3.6.2色圖色圖(Color map)是MATLAB引入的概念。每個圖形窗口只能有一個色圖。色圖 是mx 3的數(shù)值矩陣，它的每一行是 RGB三元組。色圖矩陣可以人為生成，也可以 調(diào)用MATLAB提供的函數(shù)來定義色圖矩陣。3.6.3三維表面圖形的著色三維表面圖實際上就是在網(wǎng)格圖的每一個網(wǎng)格片上涂上顏色。常用的函數(shù)有surf函數(shù)，它用缺省的著色方式對網(wǎng)格片著色；shadi ng命令，也能用于改變著色方式。shadi ng命令的具體用法如下：shading faceted：將每個網(wǎng)格片用其高度對應(yīng)的顏色

29、進(jìn)行著色，但網(wǎng)格線仍保留 著，其顏色是黑色。這是系統(tǒng)的缺省著色方式。shadi ng flat:將每個網(wǎng)格片用同一個顏色進(jìn)行著色，且網(wǎng)格線也用相應(yīng)的顏色， 從而使得圖形表面顯得更加光滑。shadi ng in terp：在網(wǎng)格片內(nèi)采用顏色插值處理，得出的表面圖顯得最光滑。3.6.4光照處理light(Color,選項 1,Style選項 2,Position,選項 3)3.7圖像處理3.7.1圖像讀寫函數(shù)對于圖像的讀寫使用imread和imwrite函數(shù)，分別用于將圖像文件讀入 MATLAB 工作空間，以及將圖像數(shù)據(jù)和色圖數(shù)據(jù)一起寫入指定格式的圖像文件。MATLAB支持多種圖像文件格式，如.b

30、mp、.jpg、.jpeg、.tif等。3.7.2圖像顯示函數(shù)用于圖像顯示的有image和imagesc這兩個函數(shù)。為保證圖像的顯示效果，一般 還應(yīng)使用coIormap函數(shù)設(shè)置圖像色圖。3.8動畫制作3.8.1 getframe 函數(shù)getframe函數(shù)可截取一幅畫面信息（稱為動畫中的一幀），一幅畫面信息形成一個 很大的列向量。顯然，保存n幅圖面就需一個大矩陣。3.8.2 movie in 函數(shù)moviei n（n）用來建立一個足夠大的n列矩陣。該矩陣用來保存n幅畫面的數(shù)據(jù)，以備播放。3.8.3 movie 函數(shù)movie（m, n）說明：播放由矩陣m所定義的畫面n次，缺省時播放一次。（四）簡

31、單M文件的編程4.1 M文件概述用MATLAB語言編寫的程序，稱為M文件。其根據(jù)調(diào)用方式的不同分為兩類： 命令文件（Script File）和函數(shù)文件（Function File）。M文件本質(zhì)上是一個文本文件，它 可以用任何編輯程序來建立和編輯。4.2 M文件基本格式函數(shù)聲明行H1行（以開頭的注釋行）在線幫助文本（以開頭）編寫和修改記錄（以開頭）函數(shù)體4.3程序控制結(jié)構(gòu)4.3.1順序結(jié)構(gòu)（1）數(shù)據(jù)輸入從鍵盤輸入數(shù)據(jù)，則可以使用in put函數(shù)來進(jìn)行，調(diào)用格式：A=input（提示信息，選項）;說明：提示信息為一個字符串，用于提示用戶輸入什么樣的數(shù)據(jù)。如果在input 函數(shù)調(diào)用時采用S選項，則允

32、許用戶輸入一個字符串。例如，想輸入一個人的姓名， 可采用命令：xm=in put(What”s your n ame?,s);(2) 數(shù)據(jù)輸出命令窗口輸出函數(shù)主要有disp函數(shù)，調(diào)用格式：disp(輸出項)說明：輸出項既可以為字符串，也可以為矩陣。(3) 程序的暫停pause延遲秒數(shù))說明：如果省略延遲時間，直接使用pause則將暫停程序，直到用戶按任一鍵后程序繼續(xù)執(zhí)行。若要強(qiáng)行中止程序運行可使用Ctrl+C命令。432選擇結(jié)構(gòu)(1) if語句 單分支if語句：if條件語句組end 雙分支if語句if條件語句組1else語句組2end 多分支if語句if條件1語句組1elseif 條件 2語句

33、組2elseif 條件 m語句組melse語句組nendswitch語句 switch 表達(dá)式 case 表達(dá)式1語句組1case 表達(dá)式2語句組2case 表達(dá)式m語句組motherwise語句組nendtry語句try語句組1catch語句組2end1在執(zhí)行過程中出現(xiàn)錯誤,2。然后執(zhí)行循環(huán)體語句，直至說明：try語句先試探性執(zhí)行語句組1,如果語句組 則將錯誤信息賦給保留的lasterr變量，并轉(zhuǎn)去執(zhí)行語句組 4.3.3循環(huán)結(jié)構(gòu)（1） for語句for循環(huán)變量=初值:步長表達(dá)式（省略則為1）:終值 循環(huán)體語句end另一種形式是依次將矩陣的各列元素賦給循環(huán)變量， 各列元素處理完畢。for循環(huán)變

34、量=矩陣表達(dá)式循環(huán)體語句endwhile語句while （條件）循環(huán)體語句endbreak語句和continue語句它們一般與if語句配合使用。break語句用于終止循環(huán)的執(zhí)行。當(dāng)在循環(huán)體內(nèi)執(zhí)行到該語句時，程序?qū)⑻鲅?環(huán)，繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)語句的下一語句。con ti nue語句控制跳過循環(huán)體中的某些語句。當(dāng)在循環(huán)體內(nèi)執(zhí)行到該語句時，程 序?qū)⑻^循環(huán)體中所有剩下的語句，繼續(xù)下一次循環(huán)。4.4函數(shù)文件441函數(shù)文件基本結(jié)構(gòu)function輸出形參表=函數(shù)名（輸入形參表）注釋說明部分函數(shù)體語句說明：以function開頭的一行為引導(dǎo)行，表示該 M文件是一個函數(shù)文件。當(dāng)輸 出形參多于一個時，則應(yīng)該用方括號括起來。4.4.2函數(shù)調(diào)用函數(shù)調(diào)用的一般格式是：輸出實參表=函數(shù)名（輸入實參表）說明：函數(shù)調(diào)用時各實參出現(xiàn)的順序、個數(shù)應(yīng)與函數(shù)定義時形參的一致。4.5程序調(diào)試應(yīng)用程序的錯誤有兩類，一類是語法錯誤，另一類是運行時的錯誤。語法錯誤包 括詞法或語法的錯誤，例如函數(shù)名的拼寫錯誤、表達(dá)式書寫錯誤等。程序運行時的錯 誤是指程序的運行結(jié)果有錯誤，這類錯誤也稱為程序邏輯錯誤。我們可以將Debug、Br