matlab综合实验4

2014秋2012级《MATLAB 程序设计》实验报告一、实验目的：1、掌握MATLAB 二维图形绘制命令及其图形控制；2、熟悉MATLAB 三维图形绘制命令及其图形控制；3、熟悉特殊二维图形、三维图形的绘制方法。

二、实验内容：1、在同一坐标系下绘制下面三个函数在[0,40]t ∈的图象，要求三种曲线采用不同颜色以及不同的线型，同时对每条曲线利用函数进行标注，并添加图例。

120.134sin()t y t y y e t π-===2、编写程序，选择合适的步距，绘制下面函数在区间[-6,6]中的图象，并对分段的曲线进行标注，同时添加x 轴和y 轴的说明。

sin ,0(),036,3x x y x x x x x ≤⎧⎪=<≤⎨⎪-+>⎩3、利用subplot 函数在同一绘图窗口中用不同颜色和线型绘制以下两个函数在t ∈[-2π,2π]范围内的图象。

0.50.21222t t y y e -==4、某学校有30位教师,其中教授5人,副教授8人,讲师12人,助教5人.试画出职称比例结构饼图，并强调图形的教授部分同时添加标注。

5、生成1×10维的随机数向量a ，分别用红、黄、蓝、绿色绘出其连线图、脉冲图、阶梯图和条形图，并分别标出标题“连线图”、“脉冲图”、“阶梯图”、“条形图”。

6、使用subplot 函数，把图形窗口分成两个部分，分别绘制sin2t 和3cos3t 曲线,t 范围:0-5.要求前者用红色实线，数据点形状为五角星,有网格线，x 轴加标注“x ”，y 轴加标注“y=sin2t ”,加题目“y=sin2t 的曲线”；后者用蓝色虚线，数据点形状为圆形，无网格线，x 轴加标注“x ”，y 轴加标注“y=3cos3t ”,加题目“y=3cos3t 的曲线”；7、绘制下列三维曲线:(1)/20/20cos sin ,02t t x e ty e t t z t π--⎧=⎪=≤≤⎨⎪=⎩ (2) 23,01x t y t t z t =⎧⎪=≤≤⎨⎪=⎩8、绘制下列曲面图，并调整三维图的视角、背景色、着色以及透视效果。

实验四MATLAB 程序设计一、实验目的掌握MATLAB 程序设计的主要方法，熟练编写MATLAB 函数。

二、实验内容(1) M 文件的编辑。

(2) 程序流程控制结构。

(3) 子函数调用和参数传递。

(4) 局部变量和全局变量。

三、实验结果练习：(1) 请把exp2.m 函数文件用while 循环改写。

(2) 用π/4≈1-1/3+1/5-1/7+…公式求π的近似值，直到最后一项的绝对值小于10-6为止，试编写其M 脚本文件。

(1)解：x=input('输入一个自然数:')s=0n=1while n<=xs=s+nn=n+1end(2)解：s=1;k=1;n=1;while(k*(-1)^(n+1)>10^(-6))k=k*(1-2*n)/(1+2*n);s=s+k;n=n+1;endpai=s*4练习：(1) 编写求矩形面积函数rect，当没有输入参数时，显示提示信息；当只输入一个参数时，则以该参数作为正方形的边长计算其面积；当有两个参数时，则以这两个参数为长和宽计算其面积。

(2) 编写一个字符串加密函数nch=my_code( ch , x)，其中ch 是字符串参数，x 为整数；加密方法是：把ch 的每一个字符的ASCII 码值加上x，得到的即为加密后的新的字符串nch。

由于可显示ASCII 码值是有范围的(32，126)，因此当得到的ASCII码值大于126 时，需要减去93 。

同理，再编写一个解码函数nch=my_dcode( ch , x)。

提示：char(32:126) 可获得ASCII 码值为32～126 的字符。

7(1)解：function s=rect(a,b)switch(nargin)case 0error('请输入一个或两个数');case 1s=a*a;case 2s=a*b;end(2)加密：function nch=my_code(ch,x)nch=ch+x;if nch>126nch=nch-93;char(nch)elsechar(nch)end解码：function nch=my_code(ch,x)nch=ch-x;if nch<32nch=nch+93;char(nch)elsechar(nch)end实验五MATLAB 数据可视化一、实验目的掌握MATLAB 二维、三维图形绘制，掌握图形属性的设置和图形修饰；掌握图像文件的读取和显示。

实验三 图像的代数运算一、实验目的1．了解图像的算术运算在数字图像处理中的初步应用。

2．体会图像算术运算处理的过程和处理前后图像的变化。

二、实验原理图像的代数运算是图像的标准算术操作的实现方法，是两幅输入图像之间进行的点对点的加、减、乘、除运算后得到输出图像的过程。

如果输入图像为A(x,y)和B(x,y)，输出图像为C(x,y)，则图像的代数运算有如下四种形式：C(x,y) = A(x,y) + B(x,y)C(x,y) = A(x,y) - B(x,y)C(x,y) = A(x,y) * B(x,y)C(x,y) = A(x,y) / B(x,y)图像的代数运算在图像处理中有着广泛的应用，它除了可以实现自身所需的算术操作，还能为许多复杂的图像处理提供准备。

例如，图像减法就可以用来检测同一场景或物体生产的两幅或多幅图像的误差。

使用MATLAB的基本算术符(+、-、*、/ 等)可以执行图像的算术操作，但是在此之前必须将图像转换为适合进行基本操作的双精度类型。

为了更方便地对图像进行操作，MATLAB图像处理工具箱包含了一个能够实现所有非稀疏数值数据的算术操作的函数集合。

下表列举了所有图像处理工具箱中的图像代数运算函数。

表2-1 图像处理工具箱中的代数运算函数函数名功能描述Imabsdiff 两幅图像的绝对差值Imadd 两幅图像的加法Imcomplement 补足一幅图像Imdivide 两幅图像的除法Imlincomb 计算两幅图像的线性组合Immultiply 两幅图像的乘法imsubtract 两幅图像的减法使用图像处理工具箱中的图像代数运算函数无需再进行数据类型间的转换，这些函数能够接受uint8和uint16数据，并返回相同格式的图像结果。

虽然在函数执行过程中元素是以双精度进行计算的，但是MATLAB工作平台并不会将图像转换为双精度类型。

代数运算的结果很容易超出数据类型允许的范围。

例如，uint8数据能够存储的最大数值是255，各种代数运算尤其是乘法运算的结果很容易超过这个数值，有时代数操作（主要是除法运算）也会产生不能用整数描述的分数结果。

信号与系统MATLAB第一次实验报告一、实验目的1.熟悉MATLAB软件并会简单的使用运算和简单二维图的绘制。

2.学会运用MATLAB表示常用连续时间信号的方法3.观察并熟悉一些信号的波形和特性。

4.学会运用MATLAB进行连续信号时移、反折和尺度变换。

5.学会运用MATLAB进行连续时间微分、积分运算。

6.学会运用MATLAB进行连续信号相加、相乘运算。

7.学会运用MATLAB进行连续信号的奇偶分解。

二、实验任务将实验书中的例题和解析看懂，并在MATLAB软件中练习例题，最终将作业完成。

三、实验内容1.MATLAB软件基本运算入门。

1). MATLAB软件的数值计算：算数运算向量运算：1.向量元素要用”[ ]”括起来，元素之间可用空格、逗号分隔生成行向量，用分号分隔生成列向量。

2.x=x0:step:xn.其中x0位初始值，step表示步长或者增量，xn 为结束值。

矩阵运算：1.矩阵”[ ]”括起来；矩阵每一行的各个元素必须用”,”或者空格分开；矩阵的不同行之间必须用分号”;”或者ENTER分开。

2.矩阵的加法或者减法运算是将矩阵的对应元素分别进行加法或者减法的运算。

3.常用的点运算包括”.*”、”./”、”.\”、”.^”等等。

举例：计算一个函数并绘制出在对应区间上对应的值。

2).MATLAB软件的符号运算：定义符号变量的语句格式为”syms 变量名”2.MATLAB软件简单二维图形绘制1).函数y=f(x)关于变量x的曲线绘制用语：>>plot(x,y)2).输出多个图像表顺序：例如m和n表示在一个窗口中显示m行n列个图像，p表示第p个区域，表达为subplot(mnp)或者subplot(m,n,p)3).表示输出表格横轴纵轴表达范围：axis([xmax,xmin,ymax,ymin])4).标上横轴纵轴的字母：xlabel(‘x’),ylabel(‘y’)5).命名图像就在subplot写在同一行或者在下一个subplot前：title(‘……’)6).输出：grid on举例1：举例2：3.matlab程序流程控制1).for循环：for循环变量=初值:增量:终值循环体End2).while循环结构：while 逻辑表达式循环体End3).If分支：(单分支表达式)if 逻辑表达式程序模块End(多分支结构的语法格式)if 逻辑表达式1程序模块1Else if 逻辑表达式2程序模块2…else 程序模块nEnd4).switch分支结构Switch 表达式Case 常量1程序模块1Case 常量2程序模块2……Otherwise 程序模块nEnd4.典型信号的MATLAB表示1).实指数信号：y=k*exp(a*t)举例：2).正弦信号：y=k*sin(w*t+phi)3).复指数信号：举例：4).抽样信号5).矩形脉冲信号:y=square(t,DUTY) (width默认为1)6).三角波脉冲信号：y=tripuls(t,width,skew)(skew的取值在-1~+1之间，若skew取值为0则对称)周期三角波信号或锯齿波:Y=sawtooth(t,width)5.单位阶跃信号的MATLAB表示6.信号的时移、反折和尺度变换:Xl=fliplr(x)实现信号的反折7.连续时间信号的微分和积分运算1).连续时间信号的微分运算：语句格式：d iff(function,’variable’,n)Function:需要进行求导运算的函数，variable:求导运算的独立变量，n：求导阶数2).连续时间信号的积分运算：语句格式：int(function,’variable’,a,b)Function:被积函数variable:积分变量a:积分下限b:积分上限(a&b默认是不定积分)8.信号的相加与相乘运算9.信号的奇偶分解四、小结这一次实验让我能够教熟悉的使用这个软件，并且能够输入简单的语句并输出相应的结果和波形图，也在一定程度上巩固了c语言的一些语法。

信号与系统MATLAB第一次实验报告一、实验目的1.熟悉MATLAB软件并会简单的使用运算和简单二维图的绘制。

2.学会运用MATLAB表示常用连续时间信号的方法3.观察并熟悉一些信号的波形和特性。

4.学会运用MATLAB进行连续信号时移、反折和尺度变换。

5.学会运用MATLAB进行连续时间微分、积分运算。

6.学会运用MATLAB进行连续信号相加、相乘运算。

7.学会运用MATLAB进行连续信号的奇偶分解。

二、实验任务将实验书中的例题和解析看懂，并在MATLAB软件中练习例题，最终将作业完成。

三、实验内容1.MATLAB软件基本运算入门。

1). MATLAB软件的数值计算：算数运算向量运算：1.向量元素要用”[ ]”括起来，元素之间可用空格、逗号分隔生成行向量，用分号分隔生成列向量。

2.x=x0:step:xn.其中x0位初始值，step表示步长或者增量，xn为结束值。

矩阵运算：1.矩阵”[ ]”括起来；矩阵每一行的各个元素必须用”,”或者空格分开；矩阵的不同行之间必须用分号”;”或者ENTER分开。

2.矩阵的加法或者减法运算是将矩阵的对应元素分别进行加法或者减法的运算。

3.常用的点运算包括”.*”、”./”、”.\”、”.^”等等。

举例：计算一个函数并绘制出在对应区间上对应的值。

2).MATLAB软件的符号运算：定义符号变量的语句格式为”syms 变量名”2.MATLAB软件简单二维图形绘制1).函数y=f(x)关于变量x的曲线绘制用语：>>plot(x,y)2).输出多个图像表顺序：例如m和n表示在一个窗口中显示m行n列个图像，p表示第p个区域，表达为subplot(mnp)或者subplot(m,n,p)3).表示输出表格横轴纵轴表达范围：axis([xmax,xmin,ymax,ymin])4).标上横轴纵轴的字母：xlabel(‘x’),ylabel(‘y’)5).命名图像就在subplot写在同一行或者在下一个subplot前：title(‘……’)6).输出：grid on举例1：举例2：3.matlab程序流程控制1).for循环：for循环变量=初值:增量:终值循环体End2).while循环结构：while 逻辑表达式循环体End3).If分支：(单分支表达式)if 逻辑表达式程序模块End(多分支结构的语法格式)if 逻辑表达式1程序模块1Else if 逻辑表达式2程序模块2…else 程序模块nEnd4).switch分支结构Switch 表达式Case 常量1程序模块1Case 常量2程序模块2……Otherwise 程序模块nEnd4.典型信号的MATLAB表示1).实指数信号：y=k*exp(a*t)举例：2).正弦信号：y=k*sin(w*t+phi)3).复指数信号：举例：4).抽样信号5).矩形脉冲信号:y=square(t,DUTY) (width默认为1)6).三角波脉冲信号：y=tripuls(t,width,skew)(skew的取值在-1~+1之间，若skew取值为0则对称)周期三角波信号或锯齿波:Y=sawtooth(t,width)5.单位阶跃信号的MATLAB表示6.信号的时移、反折和尺度变换:Xl=fliplr(x)实现信号的反折7.连续时间信号的微分和积分运算1).连续时间信号的微分运算：语句格式：d iff(function,’variable’,n)Function:需要进行求导运算的函数，variable:求导运算的独立变量，n：求导阶数2).连续时间信号的积分运算：语句格式：int(function,’variable’,a,b)Function:被积函数variable:积分变量a:积分下限b:积分上限(a&b默认是不定积分)8.信号的相加与相乘运算9.信号的奇偶分解四、小结这一次实验让我能够教熟悉的使用这个软件，并且能够输入简单的语句并输出相应的结果和波形图，也在一定程度上巩固了c语言的一些语法。

信号与系统-MATLAB综合实验课程设计一、课程设计的目的和意义在信号与系统学习中，MATLAB是非常重要的工具。

本课程设计主要目的是让学生通过实验，掌握使用MATLAB进行信号与系统分析和处理的方法和技巧。

同时，课程设计还能够加深学生对信号与系统理论知识的理解和掌握，提高其综合运用能力。

二、课程设计的内容和要求1. 实验一：信号的生成和绘制本实验主要包括以下内容：•生成几种基本信号（如正弦信号、方波信号、三角波信号等）。

•通过MATLAB绘制生成的信号，并加上合适的标注。

要求学生能够掌握信号的生成方法和MATLAB的绘图函数的使用。

2. 实验二：信号的运算与变换本实验主要包括以下内容：•对已有信号进行运算（如加、减、乘、除等）。

•对信号进行卷积、相关等线性变换操作。

•对信号进行傅里叶变换，并绘制幅度谱、相位谱等图形。

要求学生能够掌握信号的运算、变换方法和MATLAB的相应函数的使用。

3. 实验三：系统的分析和建立本实验主要包括以下内容：•对系统进行零极点分析，并绘制零极点图。

•对已有系统进行时域和频域分析（如阶跃响应、冲击响应、幅频响应等）。

要求学生能够掌握系统的分析方法和MATLAB的相应函数的使用。

4. 实验四：信号的滤波和降噪本实验主要包括以下内容：•对信号进行数字滤波（如低通滤波、高通滤波、带通滤波、带阻滤波等）。

•对信号进行去噪处理（如中值滤波、小波变换去噪等）。

要求学生能够掌握信号滤波、降噪方法和MATLAB的相应函数的使用。

三、课程设计的实施流程1.分组。

依据班级人数以及教学设备的数量，安排学生分为若干个小组，每个小组3-4人。

2.模拟分配实验。

询问小组成员们的意见，模拟分配每个小组所要完成的课程设计任务。

3.实验操作。

每个小组根据分配到的实验课程设计，使用MATLAB进行模拟操作。

4.结果展示。

每个小组进行结果展示，介绍自己的设计思路，并展示实验结果。

其他小组成员以及教师进行现场互相交流和讨论。

实验四文件操作一、实验目的掌握MATLAB文件操作的各个函数。

二、实验内容1. 验证本章所举的例子例 5.1>> Fid=fopen('std.dat','w');>> Fid=fopen('std.dat','r')Fid =3>> A=fread(Fid);>> Sat=fclose(Fid)Sat =例 5.2>> magic=[1 2 3 4;5 6 7 8]magic =123 45678>> Fid=fopen('magic5.bin','w') Fid =3>> fwrite(Fid,magic,'int32') ans =8>> Sat=fclose(Fid)Sat =>> A=[-0.6515 -0.2727 -0.4354 -0.3190 -0.9047;-0.7534 -0.4567 -0.3212 -0.4132 -0.3583;-0.9264 -0.8173 -0.7823 -0.3265 -0.0631;-0.1735 -0.7373 -0.0972 -0.3267 -0.6298;-0.4768 -0.6773 -0.6574 -0.1923 -0.4389]A =-0.6515-0.2727-0.4354-0.3190-0.9047-0.7534-0.4567-0.3212-0.4132-0.3583-0.9264-0.8173-0.7823-0.3265-0.0631-0.1735-0.7373-0.0972-0.3267-0.6298-0.4768-0.6773-0.6574-0.1923-0.4389>> Fid=fopen('test.dat','w')Fid =3>> cnt=fwrite(Fid,A,'float')25>> fclose(Fid)ans =程序段将矩阵A的数据以二进制浮点数格式写入文件test.dat 中。

实验四 MATLAB语言绘图一、实验目的：1、学习MATLAB图形绘制的基本方法；2、熟悉和了解MATLAB图形绘制程序编辑的基本指令；3、熟悉掌握利用MATLAB图形编辑窗口编辑和修改图形界面，并添加图形的各种标注；4、掌握plot、subplot的指令格式和语法。

二、实验基本知识：1.plot(x,y)------绘制由x,y所确定的曲线；2.图形窗口的分割；3.图形编辑窗口的使用。

三、实验内容1.用图形表示连续调制波形 y=sint*sin(9t)及其包络线。

>> t=(0:pi/100:pi)';>> y1=sin(t)*[1,-1];>> y2=sin(t).*sin(9*t);>> t3=pi*(0:9)/9;>> y3=sin(t3).*sin(9*t3);>> plot(t,y1,'r:',t,y2,'-bo')>> hold on>> plot(t3,y3,'s','MarkerSize',10,' MarkerEdgeColor ',[0 10],'MarkerFaceColor',[1,0.8,0])>> axis([0,pi,-1,1])>> hold off00.51 1.52 2.532.画出t e y t sin 5.0-=的曲线，在图上用“小红圈”标出第一次使y=0.6的那点位置。

>> fun=inline('exp(-0.5*t)*sin(t)-0.6'fun =Inline function:fun(t) = exp(-0.5*t)*sin(t)-0.6>> a=fzero(fun,0)a =-3.2595>> fplot(fun,[-2*pi,2*pi])>> hold on>> plot(a,0.6,'ro')-6-4-20246-4-2246810123.在同一个图形窗里画出实验三中第四题的三个输出，给出图题、横坐标、纵坐标名称。

（理工类）实验报告书写要求实验报告原则上要求学生手写，要求书写工整。

若因课程特点需打印的，要遵照以下字体、字号、间距等的具体要求。

纸张一律采用A4的纸张。

实验报告书写说明实验报告中一至四项内容为必填项，包括实验目的和要求；实验仪器和设备；实验内容与过程；实验结果与分析。

各院部可根据学科特点和实验具体要求增加项目。

填写注意事项（1）细致观察，及时、准确、如实记录。

（2）准确说明，层次清晰。

（3）尽量采用专用术语来说明事物。

（4）外文、符号、公式要准确，应使用统一规定的名词和符号。

（5）应独立完成实验报告的书写，严禁抄袭、复印，一经发现，以零分论处。

实验报告批改说明实验报告的批改要及时、认真、仔细，一律用红色笔批改。

实验报告的批改成绩采用百分制，具体评分标准由各院部自行制定。

实验报告装订要求实验批改完毕后，任课老师将每门课程的每个实验项目的实验报告以自然班为单位、按学号升序排列，装订成册，并附上一份该门课程的实验大纲。

实验项目名称：MATLAB的符号运算实验学时： 4同组学生姓名：实验地点： C304实验日期： 2012.5.31 6.7 实验成绩：批改教师：批改时间：一、实验目的和要求1、会用MA TLAB求电阻电路。

（节点电压法、戴维南定理等）2、会用MA TLAB求正弦稳态电路。

3、掌握自动控制系统中模型的转换方法。

4、会用MA TLAB求自动控制系统的传递函数。

二、实验仪器和设备计算机一台三、实验过程1、已知条件如下图所示。

求:RL为何值时,能获得最大功率.R L解：分析：把RL用电流源代替（Ia方向从上到下），列节点电压方程，取O为参考点。

经过电路化简，得出关系：Ia=4/3+I2。

列出节点方程：（1/6+1/3+1）U1-U2=I1 {其中I1=12/6=2(A);I2=2(A)}-U1+U2=I2-Ia运用matlab计算出U1,U2的值。

U2即是戴维南等效电路中的Uoc。

令电压源短路，电流源断路，求得ac左边等效电阻Req。

学生实验报告开课学院及实验室: 机电学院2012年12月21日学院机电学院年级、专业、班姓名学号实验课程名称MATLAB程序设计成绩实验项目名称实验4: 数据和函数的可视化指导老师一、实验目的1、掌握MATLAB绘图的基本步骤和相关指令调用的先后顺序。

2、掌握MATLAB绘图指令的调用方法。

二、实验内容数学函数从形式上可以分为离散函数和连续函数。

MATLAB对这两种函数数据的可视化都提供了相应的指令。

仔细阅读教材【例5.1-1】的实现代码, 运行并保存结果；并改用stem函数, 画出【例5.1-1】的序列图。

仔细阅读教材【例5.1-2】的实现代码, 运行并保存结果；并分别使用描点和连折线方式, 画出连续函数y=xcosx的近似图形（采样点数自定, 要求画出的图尽量接近原连续函数的图）。

仔细阅读【例5.2-2】的实现代码, 理解plot指令画多条曲线的运用方法, 运行并保存结果；并使用plot函数和legend函数, 在同一个图形窗口上画出y=sint和y=sin(2t)在[0,2pi]区间上的图形, 并标出图例。

仔细阅读【例5.2-4】的实现代码, 理解图形标识选项的运用方法, 运行并保存结果；并修改代码, 把“sin(t)”字体改为正体, 大小改为20, “极大值”改为宋体。

阅读【例5.2-6】, 理解使用hold on指令画多幅图的方法, 运行并保存结果。

阅读【例5.2-8】, 理解使用subplot函数画多个子图的方法, 运行并保存结果。

（1）综合实验: 阅读以下关于通过绘制二阶系统阶跃响应综合演示图形标识的示例, 理解示例中所有图形标识指令的作用, 掌握各个图形标识指令的运用方法, 并在原指令上改动以实现以下功能:（2）把横坐标范围改为0至5pi, 纵坐标范围改为0至2；（3）把图中的横轴的刻度改为从0开始到4pi, 中间各点间隔为pi/2；纵轴刻度改为从0开始到1.5, 中间各点间隔为0.3；（4）把图中的α改为σ。