MATLAB實訓(xùn)報告內(nèi)容

徐律1002100405電氣工程學(xué)院自動化102班2012年12月21日實驗一matlab環(huán)境的熟悉與基本運算一、實驗?zāi)康?．熟悉matlab開發(fā)環(huán)境2．掌握矩陣、變量、表達式的各種基本運算二、實驗基本知識熟悉matlab環(huán)境matlab桌面和命令窗口、命令歷史窗口、幫助信息瀏覽器、工作空間瀏覽器、文件和搜索路徑瀏覽器。掌握matlab常用命令matlab變量與運算符變量命名規(guī)則如下：（1）變量名可以由英語字母、數(shù)字和下劃線組成（2）變量名應(yīng)以英文字母開頭（3）長度不大于31個（4）區(qū)分大小寫matlab中設(shè)置了一些特殊的變量與常量，列于下表。matlab運算符，通過下面幾個表來說明matlab的各種常用運算符表2matlab算術(shù)運算符表3matlab關(guān)系運算符表4matlab邏輯運算符表5matlab特殊運算matlab的一維、二維數(shù)組的尋訪表6子數(shù)組訪問與賦值常用的相關(guān)指令格式matlab的基本運算表7兩種運算指令形式和實質(zhì)內(nèi)涵的異同表matlab的常用函數(shù)表8標準數(shù)組生成函數(shù)表9數(shù)組操作函數(shù)三、實驗內(nèi)容1、新建一個文件夾（自己的名字命名）2、啟動matlab6.5，將該文件夾添加到matlab路徑管理器中。3、保存，關(guān)閉對話框4、學(xué)習(xí)使用help命令，例如在命令窗口輸入helpeye，然后根據(jù)幫助說明，學(xué)習(xí)使用指令eye（其它不會用的指令，依照此方法類推）6、初步程序的編寫練習(xí)，新建m-file，保存（自己設(shè)定文件名，例如exerc1、exerc2、exerc3??），學(xué)習(xí)使用matlab的基本運算符、數(shù)組尋訪指令、標準數(shù)組生成函數(shù)和數(shù)組操作函數(shù)。注意：每一次m-file的修改后，都要存盤。練習(xí)a：（2）學(xué)習(xí)使用clc、clear，了解其功能和作用。答：clc是清除命令窗體內(nèi)容clear是清除工作區(qū)間（3）輸入c=1:2:20，則c（i）表示什么？其中i=1,2,3,?,10。由實驗結(jié)果可以得知，c=1:2:20是產(chǎn)生從1到20累加2取數(shù)得到一個數(shù)組c，依次為1、3、5??17、19。c（i）表示的是數(shù)組中的第幾個數(shù)。篇二：matlab實習(xí)報告電氣信息工程學(xué)院計算機仿真課程實習(xí)報告課題名稱：基于matlab的過程控制系統(tǒng)的設(shè)計專業(yè)：姓名：班級學(xué)號：指導(dǎo)教師：成績：二○一一年六月二十四日目錄matlab簡介............................................................................................................1matlab的特點..............................................................................................1matlab的功能..............................................................................................1matlab語言的優(yōu)點......................................................................................2計算機仿真課程實習(xí)的目的......................................................................................2過程控制系統(tǒng)的設(shè)計.................................................................................................2過程控制系統(tǒng)的性能分析................................................................................2pid控制器的設(shè)計.............................................................................................3pid控制器的基本原理...........................................................................3pid控制器參數(shù)的整定...........................................................................5仿真及結(jié)果分析.....................................................................................7smith預(yù)估補償器的設(shè)計..................................................................................8smith預(yù)估補償器的基本原理.................................................................8仿真及結(jié)果分析.............................................................................通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)基本掌握以下的基礎(chǔ)知識：一.matlab簡介二.matlab的啟動和退出三.matlab使用界面簡介四.幫助信息的獲取五.matlab的數(shù)值計算功能六.程序流程控制七.m文件八.函數(shù)文件九.matlab的可視化三、上機練習(xí)仔細預(yù)習(xí)第二部分內(nèi)容，關(guān)于matlab的基礎(chǔ)知識。熟悉matlab環(huán)境，將第二部分所有的例子在計算機上練習(xí)一遍?123??987?????3、已知矩陣a?456,b?654。求a*b，a.*b，比較二者結(jié)???????789???321??果是否相同。并利用matlab的內(nèi)部函數(shù)求矩陣a的大小、元素和、長度以及最大值。解：>>a=[123;456;789];>>b=[987;654;321];>>a*bans=30241884695413811490>>a.*bans=9162124252421169兩者結(jié)果不同>>[m,n]=size(a)m=3n=3>>b=sum(a)b=121518>>a=length(a)a=3>>max(a)ans=7894、fibonacci數(shù)組的元素滿足fibonacci規(guī)則：ak?21）在命令窗口中完成；2）利用m文件完成；3）自己定義一個函數(shù)文件，并在命令窗口中調(diào)用該函數(shù)完成。?ak?ak?1,(k?1,2,?)；且a1?a2?1。現(xiàn)要求該數(shù)組中第一個大于10000的元素。解>>a1=1;>>a2=1;>>b=0;>>whileb<10000b=a1+a2;a1=a2;a2=b;end>>bb=109465.在同一個圖形窗口的兩個子窗口中分別畫出?虛線）和x)x)（紅色、48?（藍色、星號）的波形。要求有標題，x、y軸有標注。解：>>x=-10:0.1:10;y1=cos((pi/4)*x);subplot(2,2,1),plot(x,y1,r:)xlabel(x1)ylabel(y1=cos((pi/4)*x))title(余弦函數(shù))>>x=-10:0.1:10;y2=cos((pi/8)*x);subplot(2,2,2),plot(x,y1,b-.p)xlabel(x2)ylabel(y2=cos((pi/8)*x))title(余弦函數(shù))圖形：四、1、2、3、五、簡述本次實驗的體會和建議。思考題在語句末加分號"；"和不加分號有什么區(qū)別？m文件和函數(shù)文件有什么異同之處？矩陣乘（*）和數(shù)組乘（.*）有何不同？實驗二信號的表示及可視化一、實驗?zāi)康恼莆者B續(xù)信號的matlab表示方法（表達式及圖形描述）；掌握離散序列的matlab表示方法（表達式及圖形描述）；二、實驗原理在matlab中通常用兩種方法來表示信號，一種是向量表示信號，另一種則是用符號運算的方法來表示信號。用適當?shù)膍atlab語句表示出信號后，我們就可以利用matlab的繪圖命令繪出直觀的信號波形。（一.）連續(xù)時間信號的表示及可視化向量表示法：對于連續(xù)時間信號f(t)，我們可以用兩個行向量f和t來表示，其中t向量是形如t=t1:p:t2的matlab命令定義的時間范圍向量，t1為信號起始時間，t2為終止時間，p為時間間隔。向量f為連續(xù)信號f(t)在向量t所定義的時間點上的樣值。符號運算表示法：如果信號可以用一個符號表達式來表示它，則我們可用ezplot命令繪制出信號的波形。常用連續(xù)信號的表示1）單位階躍信號單位階躍信號的定義為：?(t)???1t?0?0t?0一種得到單位階躍信號的方法是在matlab的symbolicmathtoolbox中調(diào)用單位階躍函數(shù)heaviside，這樣可方便地表示出單位階躍信號。但是，在用函數(shù)ezplot實現(xiàn)其可視化時，就出現(xiàn)一個問題：函數(shù)ezplot只能畫出既存在于symbolicmath工具箱中，又存在于總matlab工具箱中的函數(shù)，而heaviside函數(shù)僅存在symbolicmathtoolbox中，因此，就需要在自己的工作目錄work下創(chuàng)建heaviside的m文件，該文件如下：functionf=heaviside(t)f=(t>0);%t>0時f為1，否則為0正確定義出該函數(shù)并保存運行后，就可調(diào)用該函數(shù)了。（二.）離散時間信號的表示及可視化一般離散信號的表示：一般說來，離散時間信號用f(k)表示，其中變量k為整數(shù)，代表離散的采樣時間點。在matlab中，用一個向量f即可表示一個有限長度的序列。但是，這樣的向量并沒有包含其對應(yīng)的時間序號信息。所以，要完整地表示離散信號需要用兩個向量。典型離散序列的表示篇四：matlab實訓(xùn)報告matlab語言編程實訓(xùn)報告題目年級2008專業(yè)電子信息工程目錄第一章緒論.................................................................21.1本設(shè)計課題目的及意義，重點解決的問題................................21.1.1matlab在信號與系統(tǒng)中應(yīng)用的目的及意義..........................21.1.2重點解決的問題.................................................21.2課題的社會和技術(shù)背景................................................21.3實現(xiàn)的具體功能......................................................3第二章課題的基本概念和原理.................................................4matlab的概念........................................................4信號與系統(tǒng)的概念....................................................4信號與系統(tǒng)分析的基本內(nèi)容與方法.....................................5離散系統(tǒng)的基本概念..................................................65連續(xù)系統(tǒng)模型及表示...................................................6第三章系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn).......................................................71采用的軟件及開發(fā)平臺.................................................71系統(tǒng)設(shè)計軟件...................................................73.1.2開發(fā)平臺和編程環(huán)境.............................................72系統(tǒng)的詳細設(shè)計.......................................................81建模...........................................................82解決方法.......................................................93系統(tǒng)設(shè)計的亮點.......................................................9第四章結(jié)束語..............................................................10參考文獻...................................................................11第一章緒論1.1本設(shè)計課題目的及意義，重點解決的問題1.1.1matlab在信號與系統(tǒng)中應(yīng)用的目的及意義matlab在信號與系統(tǒng)中應(yīng)用能夠讓學(xué)生熟悉matlab軟件平臺、工具箱、高效的數(shù)值計算及符號計算功能。熟悉matlab軟件的信號處理編程方法和結(jié)果的可視化。了解數(shù)字信號處理的計算機仿真方法。進一步加深對信號與系統(tǒng)的基本原理、方法及應(yīng)用的理解。matlab軟件具有強大的數(shù)值分析和計算結(jié)果可視化的功能.運用matlab軟件,通過一個應(yīng)用實例,將信號與系統(tǒng)課程的理論與實踐教學(xué)有機地結(jié)合,有效地解決了教學(xué)中的難點問題,說明了matlab軟件在信號與系統(tǒng)課程的實踐教學(xué)中具有重要的實際意義1.1.2重點解決的問題matlab的基本使用方法，matlab的預(yù)定義函數(shù)，如何用matlab繪圖，如何在matlab中編程，基于matlab的矩陣運算、符號運算、數(shù)值分析等。1.2課題的社會和技術(shù)背景長期以來，"信號與系統(tǒng)"課程一直采用黑板式的單一的教學(xué)方式，學(xué)生僅依靠做習(xí)題來鞏固和理解教學(xué)內(nèi)容，對課程中大量的應(yīng)用性較強的內(nèi)容不能實際動手設(shè)計、調(diào)試、分析，嚴重影響和制約了教學(xué)效果。由于黑板式教學(xué)，課程中大量信號分析結(jié)果缺乏可視化的直觀表現(xiàn)，學(xué)生自己設(shè)計的系統(tǒng)也不能直觀的得到系統(tǒng)特性的可視化測試結(jié)果，學(xué)生將大量的精力和時間用于繁雜的手工教學(xué)運算，而未理解所得結(jié)果在信號處理中的實際應(yīng)用。因此，該課程迫切需要進行教學(xué)方法和手段的改革，即在改進教學(xué)方法和調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的同時，實現(xiàn)在實驗環(huán)境中，以計算機為輔助教學(xué)手段，用信號分析的軟件幫助學(xué)生完成數(shù)值計算、信號與系統(tǒng)分析的可視化建模即仿真調(diào)試，培養(yǎng)學(xué)生主動獲取知識和獨立解決問題的能力，為學(xué)習(xí)后繼專業(yè)課打下堅實的基礎(chǔ)。國際上公認的優(yōu)秀科技應(yīng)用軟件matlab的出現(xiàn)給"信號與系統(tǒng)"課程的計算機輔助教學(xué)帶來了福音，是利用計算機輔助學(xué)生完成"信號與系統(tǒng)"課程的數(shù)值計算、信號與系統(tǒng)分析的可視化建模即仿真調(diào)試成為可能。該軟件由公司于1984年推出，經(jīng)過十幾年的發(fā)展和完善，目前已成為科技界最流行的應(yīng)用軟件。它的主要特點是：（1）高效的數(shù)值計算及符號計算功能，使用戶從繁雜的數(shù)學(xué)運算分析中解脫出來。（2）完善圖像處理功能，實現(xiàn)計算結(jié)果和編程的可視化。（3）友好的用戶界面即接近數(shù)學(xué)表達式的自然化語言，使學(xué)著易于學(xué)習(xí)和掌握。（4）功能豐富的應(yīng)用工具箱（如信號處理工具箱），為用戶提供了大量方便實用的處理工具。matlab的上述特點,使他深受工程技術(shù)人員及科技專家的歡迎，并很快成為應(yīng)用科計機輔助分析設(shè)計、仿真、教學(xué)等領(lǐng)域不可缺少的基礎(chǔ)軟件。目前，在國外高校，matlab已成為本科生、研究生必須掌握的基礎(chǔ)軟件，國內(nèi)一些理科院校也已經(jīng)或正把matlab作為學(xué)生必須掌握的一種軟件。近年來國內(nèi)大專院校的計算機應(yīng)用環(huán)境和設(shè)備均有了較大的完善，許多學(xué)生家庭擁有個人計算機。這使得matlab應(yīng)用的硬件有了保證。同時matlab教學(xué)版的推出也大大促進了matlab的推廣使用。1.3實現(xiàn)的具體功能自上而下的編程方法，不僅適用于編程，而且適用于我們做事。具體步驟為:首先對你所面臨的問題進行精確描述，即你遇到的到底是什么問題。然后定義輸入輸出量，即我們的目的和現(xiàn)有的條件。之后設(shè)計算法，逐層分解，逐步求精，這是做事謀的一個過程，大部分人做事出錯就在這個地方，懶得到逐層分解，逐步求精，總是妄想一步登天。再把算法轉(zhuǎn)化為matlab語言，這一步是踏踏實實做的過程，沒有這一步你什么也做不成。最后檢測程序，我們做的東西是否正確，不正確檢測錯誤。這一步是需要耐心的，不要怕錯誤，每一次檢測都會讓你提高。做事時，不要因一些錯誤而停止不前。該課題研究的是線性時不變系統(tǒng)的一般數(shù)學(xué)模型和求解方法。具體為描述一個二階線性時不變連續(xù)系統(tǒng)的微分方程，然后求出系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)。第二章課題的基本概念和原理2.1matlab的概念[1]matlab為美國mathworks公司1984年正式推出的一套高性能的數(shù)值分析和計算軟件，其功能不斷擴充，版本不斷升級，1992年推出劃時代的4.0版，1993年推出了可以配合microsoftwindous使用的微機版，95年4.2版，97年5.0版，99年5.3版，5.x版無論是界面還是內(nèi)容都有長足的進展，其幫助信息采用超文本格式和pdf格式，可以方便的瀏覽。至2001年6月推出6.1版，2002年6月推出6.5版，繼而推出6.5.1版,2004年7月matlab7和simulink6.0被推出，目前的最新版本為7.1版。matlab將矩陣運算、數(shù)值分析、圖形處理、編程技術(shù)結(jié)合在一起，為用戶提供了一個強有力的科學(xué)及工程問題的分析計算和程序設(shè)計工具，它還提供了專業(yè)水平的符號計算、文字處理、可視化建模仿真和實時控制等功能，是具有全部語言功能和特征的新一代軟件開發(fā)平臺。信號與系統(tǒng)的概念[2]信號(signal)的概念廣泛地出現(xiàn)在各個領(lǐng)域中，它以各種各樣的形式表現(xiàn)且攜帶著特定的信息。古戰(zhàn)場曾以擊鼓鳴金傳達前進或撤退的命令，更以烽火作為信號傳遞敵人進犯的緊急情況。近代，信號的利用更是涉及力、熱、聲、光、電等諸多方面。就其基本含義而言，信號是用來傳遞某種消息或信息的物理形式。在通信技術(shù)中，通常把語言、文字、圖像或數(shù)據(jù)等統(tǒng)稱為消息(message)，信號是消息的表現(xiàn)形式或運載工具，而消息則是信號的具體內(nèi)容，消息蘊涵于信號之中。與信號密切相關(guān)的更廣義的概念是信息(information)。信號一般可表示為一個或多個變量的函數(shù)。例如，鍋爐的溫度可表示為溫度隨時間變化的函數(shù)；語音信號可表示為聲壓隨時間變化的函數(shù)；一張黑白圖片可表示為灰度隨二維空間變量變化的函數(shù)。篇五：matlab軟件實訓(xùn)報告matlab軟件實訓(xùn)報告［摘要］matlab是一套功能強大的工程技術(shù)數(shù)值運算和系統(tǒng)仿真軟件，它具有矩陣運算、數(shù)字信號處理、仿真建模、系統(tǒng)控制和優(yōu)化等功能，simulink是matlab提供的一種可視化仿真模型庫，它使用戶能夠以模塊化設(shè)計的方式完成系統(tǒng)的建模和仿真，是科學(xué)研究和工程技術(shù)人員的得力助手。［關(guān)鍵詞］matlab；運算；編程；作圖；simulink系統(tǒng)仿真[正文]matlab因其強大的功能而在世界范圍內(nèi)得以流行，特別是在工程領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛。matlab是一種面向科學(xué)與工程的高級語言，由于其集成了許多領(lǐng)域的工具箱，因此又被稱為"巨人肩上的工具"。matlab語言是當今國際上科學(xué)界(尤其是自動控制領(lǐng)域)最具影響力、也是最有活力的軟件。它起源于矩陣運算，并已經(jīng)發(fā)展成一種高度集成的計算機語言。它提供了強大的科學(xué)運算、靈活的程序設(shè)計流程、高質(zhì)量的圖形可視化與界面設(shè)計、便捷的與其他程序和語言接口的功能。matlab語言在各國高校與研究單位起著重大的作用。一、matlab語言簡介及軟件組成matlab是集數(shù)值計算、符號運算及圖形處理等強大功能于一體的科學(xué)計算語言。作為強大的科學(xué)計算平臺，它幾乎能夠滿足所有的計算需求。matlab為用戶提供了具有條件控制、函數(shù)調(diào)用、數(shù)據(jù)輸入輸出及面向?qū)ο蟮忍匦缘母邔拥摹⑼陚涞木幊陶Z言。matlab語言語法簡單，程序調(diào)試和維護容易，其編程效率遠遠高于basic、piscal及c等高級語言。新版本的matlab語言是基于最為流行的c語言基礎(chǔ)上的，因此語法特征與c語言極為相似，而且更加簡單，更加符合科技人員對數(shù)學(xué)表達式的書寫格式。使之更利于非計算機專業(yè)的科技人員使用。具有可移植性好、可擴展性極強等特點，是最為普遍的計算仿真工具之一，所以我們有必要了解和掌握matlab這門語言工具。matlab總體上由三大部分構(gòu)成，第一部分matlab系統(tǒng)，第二部分是simulink,第三部分是toolboxes（工具箱）。matlab的系統(tǒng)是matlab的核心，它包括matlab語言、matlab工作環(huán)境、句柄圖形、matlab數(shù)學(xué)函數(shù)庫和應(yīng)用程序接口等。simulink是用于動態(tài)系統(tǒng)仿真的交互系統(tǒng)，它可以對各種動態(tài)系統(tǒng)進行建模、仿真和分析。以simulink為核心開發(fā)的應(yīng)用程序集是blocksets(模塊庫)，它提供了多種多樣的功能模塊。matlab的工具箱是用來解決各個特定領(lǐng)域問題的函數(shù)庫，其內(nèi)容非常廣泛，包括控制、通信、信號處理、圖像處理、金融、地理等科學(xué)研究的各個領(lǐng)域。matlab最初是單純用于開發(fā)矩陣計算的，但經(jīng)過這些年的迅速發(fā)展，matlab已經(jīng)成為一種高速的工程計算語言，在數(shù)值計算、數(shù)據(jù)處理、自動控制、圖像處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波分析等方面應(yīng)用廣泛。matlab還采用了一組被稱為工具箱的特殊應(yīng)用解答集。matlab的工具箱能夠解決許多特殊的問題，例如，信號處理、自動控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、小波變換、系統(tǒng)仿真等。二、matlab運算在matlab中，所有運算使用的數(shù)據(jù)都是以數(shù)組的形式出現(xiàn)的。最基本的是雙精度數(shù)組，包括標量（1×1的矩陣）、行向量（1×m）矩陣、列向量（1×m）矩陣、矩陣、多維數(shù)組，以及字符串數(shù)組、單元數(shù)組、結(jié)構(gòu)數(shù)組等。對matlab的數(shù)組可以進行基本的算數(shù)運算、邏輯運算、關(guān)系運算等。matlab還提供了大量的函數(shù)，使得許多的復(fù)雜數(shù)學(xué)運算都可以用簡單的matlab語句來實現(xiàn)。而單元數(shù)組和結(jié)構(gòu)數(shù)組的使用，更增加了matlab處理數(shù)據(jù)的靈活性。1、用冒號算符生成行向量[1,2,3,4,5]。在窗口命令中輸入：>>a=1:5運行后顯示：a=23452、多維數(shù)組的輸入。在窗口命令中輸入：>>a(:,:,1)=[1,2,3;4,5,6];>>a(:,:,2)=[7,8,9;10,11,12];>>a運行后顯示：a(:,:,1)=23456a(:,:,2)=7891011123、矩陣的加法在窗口命令中輸入：>>a=[135;246],b=[-101;369],c=a+b運行后顯示：a=3546b=101369c=036510154、matlab求絕對值法。找出數(shù)組a=[-4-2024;-3-1135]中所有絕對值大于3的元素。在命令窗口中輸入：>>a=[-4-2024;-3-1135];>>[m,n]=find(abs(a)>3)運行后顯示：m=112n=1555、matlab誤差的基本性質(zhì)與處理。已知24.674,24.675,24.673,24.676,24.671,24.688,24.672,24.674八個測量結(jié)果通過matlab求其粗大誤差和方差。x=[24.674,24.675,24.673,24.676,24.671,24.688,24.672,24.674];%列出測量列的值geshux=length(x);%求出被測量值的個數(shù)pingjunx=sum(x)/geshux;%求出平均數(shù)v=x-pingjunx;%求出參與誤差sumv=sum(v);%算術(shù)平均值的計算校核（求殘余誤差之和）if(abs(sumv)>geshux*0.001/2)endfangcha=(sum(v.^2)/(geshux-1)).^(1/2);%求方差j=0;fori=1:geshux%判別粗大誤差，如果有粗大誤差則去除粗大誤差。if(abs(x(1,i)-pingjunx))>2*fangchaflag=1j=j+1;chucha(1,j)=x(1,i);fork=i:(geshux-1)x(1,k)=x(1,(k+1));endgeshux=geshux-1;endend%得到的去除粗大誤差之后的測量值個數(shù)保存在geshux里。geshuy=geshux;%重新建立一個矩陣y。ifj>0%如果粗差的個數(shù)大于1（存在粗差），則重新計算均值和方差，fori=1:geshuy%并且把剔除粗差后的數(shù)據(jù)保存在新數(shù)組y里。y(i)=x(1,i);endchuchapingjuny=sum(y)/geshuy;v=y-pingjuny;sumv=sum(v);if(abs(sumv)>geshuy*0.001/2)flag1=1endfangcha=(sum(v.^2)/(geshuy-1)).^(1/2);end%粗大誤差保存在cucha里jzfangcha=fangcha/(g