實(shí)驗(yàn)一 MATLAB 基本操作和繪圖

1、本科實(shí)驗(yàn)報(bào)告專業(yè)學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師信號(hào)與系統(tǒng)（乙）實(shí)驗(yàn)工科試驗(yàn)班信息光電信息工程呂俊張建國(guó)2014 年 4 29 日1實(shí)驗(yàn)報(bào)告專業(yè)：光電信息工姓名：羅宇鵬學(xué)號(hào)： 3120103549日期： 2014.4.29地點(diǎn)： 紫金港機(jī)房 1課程名稱：信號(hào)與系統(tǒng)（乙）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師：呂俊 張建國(guó)成績(jī) 實(shí)驗(yàn)名稱：MATLAB基本操作和繪圖=一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉 MATLAB 編程環(huán)境；2、學(xué)習(xí) MATLAB 的基本使用方法；3、熟悉 plot 和 stem 等繪圖函數(shù)的用法。二、 實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容裝實(shí)驗(yàn)原理：訂1.MATLAB 簡(jiǎn)介：MATLAB 采用了全新的MATLAB 是 matrix laboratory 的

2、縮寫，是Mathworks 公司開發(fā)的一款商業(yè)軟件。它是一種用于數(shù)值計(jì)算、算法開發(fā)、數(shù)據(jù)分析和可視線 化的高級(jí)編程語(yǔ)言和編程環(huán)境。除向量和矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)/數(shù)據(jù)圖像等基本功能外， MATLAB 也可用來(lái)創(chuàng)建圖形用戶界面（ GUI，并可與其他高級(jí)語(yǔ)言（如C、C+ FORTRAN 等）進(jìn)行混合編程。MATLAB 的工作環(huán)境：左邊當(dāng)前文件夾Folder）（Command WindoMATLAB便窗口顯示的是 MATLAB 命令和程序生成的變Command History .m 的搜索路徑，告訴MATLAB 在哪里搜索.m Path”實(shí)現(xiàn)。變量和.m 文件的命名規(guī)則：在 MATLAB 中變量和.m

3、文件有相同的命名規(guī)則：區(qū)分大小寫，第一個(gè)字符必須為英文字符（不能為數(shù)字開頭31 以為英文字符、數(shù)字和下劃線_，除此之外不能包含其他字符。變量和.m 文件的名字不能重名。同時(shí)應(yīng)盡量避免和 MATLAB 預(yù)定義的變量?；具\(yùn)算和函數(shù)：使用 MATLAB 最大的好處是以往復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算和編程可變得相2對(duì)簡(jiǎn)單。它缺省的數(shù)據(jù)格式為雙精度浮點(diǎn)數(shù)的矩陣或數(shù)組，并且可以直接處理復(fù)數(shù)，同時(shí)會(huì)自動(dòng)管理執(zhí)行過(guò)程中變量使用內(nèi)存的分配和回收，不需要額外的處理和編程。MATLAB 其中比較常用的有：if/elseif/else, switch/case/otherwise, while, for,end, break,

4、continue, return 等等。MATLAB 的繪圖函數(shù)：MATLAM 如曲線、直方圖、極坐標(biāo)圖、等位線圖、向量場(chǎng)圖等。在信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中最常用的是 plot stem 函數(shù)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：熟悉 MATLAB 軟件的使用環(huán)境，掌握在 MATLAB 調(diào)試程序的過(guò)程。編寫一個(gè) MATLAB 腳本計(jì)算一個(gè)線性方程組x 3y + 3z = 2x + 3y z = 15 4x 3y z =19的解。（如 0.5 和 0.0520 點(diǎn)和 200 點(diǎn)plot 函數(shù)畫出 sinc subplot 將結(jié)果畫在同一個(gè)繪圖窗口中以便比較， 并設(shè)定合適的坐標(biāo)軸范圍，同時(shí)添加坐標(biāo)軸標(biāo)注。用 MATLAB 實(shí)部和虛部

5、來(lái)表示。在 MATLAB 中離散時(shí)間實(shí)指數(shù)序列 ak可簡(jiǎn)單地通過(guò)點(diǎn)冪運(yùn)算。在 MATLAB rectpuls tripuls = 0.1 和 0.01，畫出單位沖激信號(hào) (t) 的近似波形。三、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、處理和分析熟悉 MATLAB 軟件(a)rand 3 4 conv（a,b）a b 卷積和。3源程序：a=fix(10*rand(1,3)b=fix(10*rand(1,4)c=conv(a,b)結(jié)果：a=8,9,1;b=9,6,0,2;c=72,129,63,22,18,2兩個(gè)長(zhǎng)度分別為 m 和 n 的序列的卷積和的長(zhǎng)度是 m+n-1。（b)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：在 New Script 中保存為

6、.m 格式，如圖所示，命名為 juan.m。運(yùn)行后結(jié)果：卷積和：c=72,65,115,85,42,24(c)源程序：y=conv(x,h)4n=length(y) end長(zhǎng)度 n=6卷積和：y=0,48,110,119,87,27解線性方程組。利用x=Ab:實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：解方程組 Ax=b，只需要輸入A 矩陣，然后輸入 b 矩陣，利用 x=Ab 就可以解除出方程。源程序： A=1,-3,3;2,3,-1;4,-3,-1;b=-4;15;19; x=Ab結(jié)果：x=5;1;-2,即x=5,y=1,z=-2。利用x=inv(A)*b:源程序： A=1,-3,3;2,3,-1;4,-3,-1; b=-4

7、;15;19; x=inv(A)*b結(jié)果：x=5.0000,y=1.0000,z=-2.0000。兩種方法不同：上述兩種方法第一種采用左除運(yùn)算解方程組，第二種采用求逆運(yùn)算解方程組。利用 C 語(yǔ)言解決此問(wèn)題有三種方法，分別是迭代法，高斯列主元消去法，矩陣的三角分解法，三種方法因?yàn)槎级啻问褂醚h(huán)，代碼量都需要100 行左右，所以利用MATLAB 解方程組極大簡(jiǎn)便計(jì)算。抽樣函數(shù)t=-10:0.5:10-10100.5subpolt同一個(gè)圖像表示出來(lái)。（a） helpsinc doc sinc edit sinc獲得 MATLAB 函數(shù)的在線幫助、聯(lián)機(jī)文檔和源代碼。（b)5波形：復(fù)指數(shù)信號(hào)（a)6直接

8、用 myexp(t,-0.2,5,1)調(diào)用:用 y=myexp(t,-0.2,5,1)調(diào)用:7(b)n=3結(jié)果：n=5結(jié)果：n=7 結(jié)果:8n 時(shí)，得到的信號(hào)是：實(shí)部是方波，虛部是沖激函數(shù)。離散時(shí)間實(shí)指數(shù)序列結(jié)果：9單位沖激信號(hào)產(chǎn)生方波脈沖源程序：圖像：10產(chǎn)生三角脈沖源程序：圖像：四、 討論實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)：通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我對(duì)MATLAB 的基礎(chǔ)知識(shí)有了全面的了解，包括對(duì)MATLAB 的使用環(huán)境，在 MATLAB 環(huán)境中輸入、保存、運(yùn)行和調(diào)試程序，在 MATLAB 中解線性方程組，以及用 MATLAB 來(lái)繪制圖像。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們必須事先預(yù)習(xí)，并且因?yàn)閷?shí)驗(yàn)內(nèi)容量有點(diǎn)大，在課后時(shí)間我們必須抽時(shí)間進(jìn)行。PDF 這個(gè)實(shí)驗(yàn)幫助我們更好為之后信號(hào)與系統(tǒng)學(xué)習(xí)起到很大的幫助。對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到問(wèn)題的思考：變量和.m 文件的名字不能重名。避免和 MATLAB 預(yù)定義的變量（如 pi, eps, ans, Inf,虛數(shù)單位 i 或 j 等）以及函數(shù)（sin, cos, exp, log 等）重名。選擇坐標(biāo)范圍要合適，不至于過(guò)大和過(guò)小。11序崩潰。思考題MATLAB 中變量和.m .m 名？否則會(huì)出現(xiàn)什么情況？答：變量和.m 文件的命名包含特殊字符 MATLAB 會(huì)無(wú)法識(shí)別；不能用