MATLAB程序设计实验

系立项建设

实验指导书

MATLAB程序设计与应用实验主编：王春、段守付

物理与电子信息工程系

目录

前言1

实验一熟悉MATLAB 环境2

实验二数值数组创建、应用及可视化6

实验三字符串数组的使用、简单脚本文件和函数的编写10实验四数据可视化方法17

实验五简单数据分析23

实验六 MATLAB 仿真初步27

实验七电路模型仿真应用30

实验八简单图形用户界面设计32

附录：MATLAB 主要函数指令表（按字母顺序索引）35

前言

美国MathWorks公司推出的MATLAB是一种集数值计算、符号、运算、可视化建模、仿真和图形处理等多种功能于一体的优秀编程、仿真工具，被誉为“巨人肩膀上的工具”、“演算纸式的编程语言”，是从事科学研究、工程计算的广大科技工作者、理工类高校师生确认为必须掌握的计算工具，是从理论通向实际的桥梁，也是最可信赖的科技资源之一。

为了配合学生上机实践，更好掌握MATLAB 的基本使用技能，了解MATLAB 的编程风格，以及将所学课程与MATLAB 实践相结合，特别编写了本实验讲义。其主要内容包括：MATLAB 入门及基本操作，数组、矩阵的使用及数据可视化方法，脚步文件及函数的编写，以及仿真、图形用户界面入门等。MATLAB 内容丰富，内嵌了许多功能函数。

为了方便课堂教学使用，也顾及查阅功能，在书后的索引中按照字母顺序对常见MATLAB 函数进行了分类，以备读者查阅需要。

本书编写由王春、段守付完成。

由于编者水平有限，书中难免存在不妥之处，恳请广大读者指正。同时，我们也会在适当时间进行修订和补充。

实验一熟悉MATLAB 环境

[实验目的]

1．熟悉MATLAB 主界面，并学会简单的菜单操作。

2．学会简单的矩阵输入与信号输入。

3．掌握部分绘图函数。

[实验原理]

MATLAB 是以复杂矩阵作为基本编程单元的一种程序设计语言。它提供了各种矩阵的运算与操作，并有较强的绘图功能。

用户第一次使用MATLAB 时，建议首先在屏幕上键入demo 命令，它将启动MATLAB 的演试程序，用户可在此演示程序中领略MATLAB 所提供的强大的运算与绘图功能。也可以键入help 进行进一步了解。MATLAB 启动界面如图所示：

操作界面主要的介绍如下：

指令窗（Command Window），在该窗可键入各种送给MATLAB 运作的指令、函数、表达

式，并显示除图形外的所以运算结果。

历史指令窗（Command History），该窗记录已经运行过的指令、函数、表达式；允许

用户对它们进行选择复制、重运行，以及产生M 文件。

工作空间浏览器（Workspace Browser），该窗口罗列出MATLAB 工作空间中所有的变量名、大小、字节数；并且在该窗中，可对变量进行观察、编辑、提取和保存。

其它还有当前目录浏览器（ Current Directory Browser ）、M 文件编辑/ 调试器（Editor/Debugger）以及帮助导航/浏览器（Help Navigator/Browser）等，但通常不随操

作界面的出现而启动。

利用File 菜单可方便对文件或窗口进行管理。其中File | New 的各子菜单，M-file （M 文件）、Figure（图形窗口）、或Model（SIMULINK 编辑界面）分别可创建对应文件或模块。Edit 菜单允许用户和Windows 的剪切板交互信息。

MATLAB 语言最基本的赋值语句结构为：变量名列表=表达式。表达式由操作符或其它字符，函数和变量名组成，表达式的结果为一个矩阵，显示在屏幕上，同时输送到一个变量中并存放于工作空间中以备调用。如果变量名和“=”省略，则ans 变量将自动建立，例如键入：1900/81，得到输出结果：ans =23.4568。MATLAB 中变量命名的原则要求必须以英文字母开头，文件夹名字中可以还包括、下划线和数字，不要使用其他的字符，更不要单纯使用数字或者中文名命名，有时在运行MATLAB 中一些莫名的错误可能就是不规范的命名引起的。这种规则包括将来为自己编写的脚本文件、函数文件命名以及为使用的变量命名也应遵循这个规则。

[实验内容]

一．用户工作目录和当前目录的建立和设置

1．为管理方便，每个用户在使用MATLAB 前，尽量为自己建立一个专门的工作目录，即“用户目录”，用来存放自己创建应用文件。例如首先打开资源管理器，在E 驱动器下可以根据自己喜好建立一个新文件夹，但应注意：该文件夹必须以英文开头，文件夹名字中可以包括字母、下划线和数字，不要使用其他的字符，更不要单纯使用数字或者中文名命名，有时在运行MATLAB 中一些莫名的错误可能就是不规范的命名引起的，这与MATLAB 中为变量和文件名命名原则是一致的。尽管MATLAB\work允许用户存放用户文件，但最好把它仅作为临时工作目录来使用。

2．为了用户运行方便，在开始工作前可把用户定义的目录设置为当前目录，方法是可直接在MATLAB 命令窗口桌面上方通过目录设置栏来实现。

3．把自己的工作目录加到MATLAB 搜索路径上，这样可以在任何情况下方便地调用自己的编写文件。MATLAB 工作时，基本搜索过程为：首先在工作空间，即MATLAB 内存中进行检查，看输入的指令是不是变量；如不是，则检查输入指令是不是内建函数（比如sin 函数等）；如不是，则在当前目录上，检查是否有与输入指令相同的M文件存在；如还没有，则在MATLAB 定义的搜索路径其他目录中，检查是否有该M文件存在。设置方法是通过File 菜单下设置路径对话框进行。

二．熟悉简单的矩阵输

1．从屏幕上输入矩阵A=[1 2 3；4 5 6；7 8 9] 回车

A=[1，2，3；4，5，6；7，8，9] 回车

观察输出结果。

2．试用回车代替分号，观察输出结果。

3．输入size(A)，观察结果。

4．输入矩阵B=[9，8，7；6，5，4；3，2，1]；回车

输入矩阵C=[4，5，6；7，8，9；1，2，3]；回车，然后分别键入A B C 回车观察结果。

5．选择File|new 菜单中的M-file，输入B=[9 ，8，7；6，5，4；3，2，1]；保存为B.M 文件，退出编辑环境。此时在工作环境中使用B 命令就可调出B 矩阵。