控制系统仿真
北京科技大学信息工程学院自动化专业选修课
2010年9
月
《无题》
春有百花秋有月，夏有凉风冬有雪。若无闲事挂心头，便是人间好时节。
第二章面向工程与科学计算的高级语言MATLAB
2.1
MATLAB简介和基本操作
2.2
MATLAB的矩阵运算和向量运算
2.3
MATLAB的控制语句
2.4
MATLAB的绘图功能
教学目的
通过本章的学习，达到以下教学目的：
详细了解面向工程与科学计算的高级语言MATLAB。
教学要求
1.掌握MATLAB的基本操作方法。
2.熟练应用MATLAB的相关运算、控制语句和绘图功能。
2.1 MATLAB 简介和基本操作
1980年美国MATLAB是以复数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操作，并具有较强的绘图功能。
Matlab的语言特点 具有强大的矩阵运算能力：Matrix Laboratory（矩阵实验室），使得矩阵运算非常简单，语言简洁紧凑，使用方便灵活。
例如：A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]一条语句实现了对3x3矩阵的输入。 数值算法稳定可靠，库函数十分丰富。
例如：polyder(b)%求多项式b的微分
运算符丰富。
例如：C=A*B %矩阵的乘法
x=A\b %求Ax＝b的最小二乘解
Matlab既具有结构化的控制语句（if、for、while）又支持面向对象的程序设计。
Cleve Moler博士研制
MathWorks公司出品
演算纸
一、MATLAB 简介——语言特点一、MATLAB 简介——语言特点
2.1 MATLAB简介和基本操作
一、MATLAB简介——语言特点
一、MATLAB简介——语言特点
语法限制不严格，程序设计自由度大。
程序的可移植性好。
Matlab的图形功能强大，支持数据的可视化操作，方便的显示程序的运行结果。
强大的工具箱。
例如：控制领域可以使用的工具箱就有Control System（控制工具箱）
源程序的开发性，系统的可扩充能力强。
Matlab是解释执行语言。
Matlab程序不用编译生成可执行文件就可以运行
2.1 MATLAB简介和基本操作
一、MATLAB简介——集成环境
一、MATLAB简介——集成环境
?Matlab语言
?Matlab工作环境
包括程序编辑器、变量查看器、系统仿真器。
?Matlab图形系统
用Matlab的句柄图形，可以实现二维、三维数据的可视化、图象处理，也可以完全或局部修改图形窗口，还可以方便的设计图形界面。
?Matlab数学函数库
?Matlab API
2.1 MATLAB简介和基本操作
二、MATLAB基本操作
二、MATLAB基本操作
9Matlab软件的安装
9Matlab软件的启动
当前路径
工作空间
命令窗口历史命令
2.1 MATLAB 简介和基本操作
命令窗口Matlab的命令窗口可以执行任何Matlab命令和函数。
?操作M文件（打开、新建、运行、保存）
?操作MDL文件
?运行Matlab程序
?运行外壳应用程序主要功能
程序编辑/调试器?建立、编辑、存储M文件
?可以运行程序
?调试（断点、单步、跟踪、查看）程序
Matlab内置了一个程序的编辑/调试器
主要功能
二、MATLAB 基本操作
二、MATLAB 基本操作
2.1 MATLAB 简介和基本操作
二、MATLAB 基本操作二、MATLAB 基本操作设置
断点取消断点单步
运行进入函数跳出函数
退出调试
继续
运行
2.1 MATLAB简介和基本操作
二、MATLAB基本操作
二、MATLAB基本操作
变量查看器在MATLAB中，工作空间（Workspace ）是一个重要的、比较抽象的概念。
工作空间指运行MATLAB的程序或命令所生成的所有变量和MATLAB提供的常量构成的空间是一个概念
工作空间在MATLAB运行期间一直存在
关闭MATLAB后工作空间自动消失
可以随时查看工作空间中的变量名及变量的值whos 保存工作空间中的所有变量为一个文件save 把保存的工作空间的所有变量调入到当前工作空间load 工作空间的特点
2.1 MATLAB简介和基本操作
二、MATLAB基本操作
二、MATLAB基本操作
查看变量删除变量
2.1 MATLAB简介和基本操作
二、MATLAB基本操作
二、MATLAB基本操作
图形窗口在图形窗口上可以进行绘制曲线、显示文本、填
充颜色等操作。
用figure命令建立新的图形窗口
可以用绘图语句自动创建图形窗口并在上面绘图，如plot命令。
帮助系统
1、使用普通文本帮助
help函数名/文件名%显示相关函数/文件的帮
2、使用超文本帮助
?在命令窗口键入doc命令doc 函数名/文件名
?选择命令窗口的帮助菜单
2.1 MATLAB简介和基本操作
二、MATLAB基本操作
二、MATLAB基本操作
编辑模态添加
文本
添加
箭头
添加
线段
旋转三维
图形
2.1 MATLAB简介和基本操作
三、MATLAB编程基础
三、MATLAB编程基础
Matlab初学者常用的编程知识、规则：
?可以在MATLAB命令窗口键入一个命令，也可以由Matlab定义的语言编写一个或多个应用程序，然后在MATLAB环境下返回运算结果。
?MATLAB以复数矩阵为基本的运算单元，既可以对它整体进行处理，也可以对它的某个或某些元素进行单独处理，操作起来比较方便。
?MATLAB最基本的语句是赋值语句，其结构为：
变量名列表=表达式
其中等号左边的变量名列表为MATLAB语句的返回值，若一次返回多个结果，则变量列表用[ ]括起来，各变量间用逗号分隔；等号右边为表达式，可以是矩阵运算或函数调用，可以由分号(;)、逗号(,)或回车结束。
?变量不需要定义就可以直接使用和赋值。
例如：A=[1,2;3,4]%定义并输入一个2x2的矩阵
str=’Hello ’%定义并输入一个字符串（字符数组）矩阵的每行中的各个元素用逗号或者空格分隔，行于行之间用分号分隔；字符串用单引号定义。
?输入、输出函数
①A＝input（提示信息，选项）
例如：A＝input（‘Enter matrix A=> ’）
②disp（A）
例如：A＝‘hello ’；
disp（A）
A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9];
disp(A)
2.1 MATLAB 简介和基本操作
三、MATLAB 编程基础
三、MATLAB 编程基础
2.1 MATLAB简介和基本操作
三、MATLAB编程基础—数据类型和运算符
三、MATLAB编程基础—数据类型和运算符
变量、语句?变量命名规则
⑴必须以字母开头；
⑵可以由字母、数字和下划线混合组成；
⑶变量长度应不大于31个；
⑷字母区分大小写。
?变量的定义
?特殊变量
变量名称功能变量名称功能
ans 保存最后一次的运算结果pi 圆周率
realmax 最大的浮点数值 realmin 最小的浮点数值
I 虚数单位 j 虚数单位
Inf 正无穷大 NaN
非数（0/0，Inf/Inf）
2.1 MATLAB简介和基本操作
三、MATLAB编程基础—数据类型和运算符
三、MATLAB编程基础—数据类型和运算符
?基本语句
MATLAB语言的基本语句结构为：
变量名列表=表达式
等号左边的变量名列表为MATLAB语句的返回值，若一次返回多个结果，则变量列表用[ ]括起来，各变量间用逗号分隔；
等号右边为表达式，可以是矩阵运算或函数调用，可以由分号(;)、逗号(,)或回车结束。
数据类型
在MATLAB里共有六种数据类型，每一种类型可以是一维、二维和多维的。
9双精度型（double）字符型（char）稀疏型（sparse）
9存储型（storage）细胞型（cell）结构型（struct）
2.1 MATLAB 简介和基本操作
?字符型
基本规则：
⑴所有字符串都用单引号括起来；
⑵字符串中的每一个字符都是该字符串变量中的一个元素；⑶字符串中的字符以ASC Ⅱ码形式存储，因而区分大小写。常用操作方法：
⑴建立：常用函数有char 、int2str 、num2str 等。
⑵连接：水平连接通过函数strcat 或在中括号内用逗号连接；
垂直连接通过函数strvcat 或在中括号内用分号连接。
⑶比较：常用函数strcmp,相同则返回1，否则为0。
⑷查找：常用函数findstr 。
三、MATLAB 编程基础—数据类型和运算符
三、MATLAB 编程基础—数据类型和运算符
1 单选(2分) 利用MATLAB求解科学计算问题的优势是（）。 得分/总分 ? A. 算法最优 ? B. 不需要编写程序 ? C. 程序执行效率高 ? D. 编程效率高 正确答案：D你没选择任何选项 2 单选(2分) 在MATLAB命令行窗口输入命令时，可使用续行符，其写法是（）。 得分/总分 ? A. 省略号（…） ? B. 分号（;） ? C. 三个小数点（…） ? D. 百分号（%） 正确答案：C你没选择任何选项 3
下列语句执行后，D的值为（）。 1.A=[1:3;4:6]; 2.D=sub2ind(size(A),[1,1],[2,3]) 得分/总分 ? A. 3 6 ? B. 2 5 ? C. 3 5 ? D. 4 5 正确答案：C你没选择任何选项 4 单选(2分) ceil(-2.1)+floor(-2.1)+fix(-2.1)的结果为（）。 得分/总分 ? A. -7 ? B. -6 ? C. -5 ? D. -9 正确答案：A你没选择任何选项 5
下列语句执行后，x的值是（）。 1.log=1:5; 2.x=log(1) 得分/总分 ? A. ? B. 1 ? C. 数学常数e ? D. 报错 正确答案：B你没选择任何选项 6 单选(2分) 下列语句执行后，c的值是（）。 1.ch=['abcdef';'123456']; 2.c=char(ch(2,4)-1) 得分/总分 ? A. '4' ? B. 4 ? C. '3' ? D. 3
7 单选(2分) 产生和A同样大小的全0矩阵的函数是（）。 得分/总分 ? A. zero(size(A)) ? B. zeros(size(A)) ? C. size(zero(A)) ? D. size(zeros(A)) 正确答案：B你没选择任何选项 8 单选(2分) 语句x=speye(5)==eye(5)执行后，则下列说法中正确的是（）。 得分/总分 ? A. x是5阶全1矩阵，且采用稀疏存储方式 ? B. x是5阶全1矩阵，且采用完全存储方式 ? C. x是5阶单位矩阵，且采用稀疏存储方式 ? D. x是5阶单位矩阵，且采用完全存储方式
一、Maple V 系统 Maple V是由Waterloo大学开发的数学系统软件，它不但具有精确的数值处理功能，而且具有无以伦比的符号计算功能。Maple V的符号计算能力还是MathCAD和MATLAB等软件的符号处理的核心。Maple提供了2000余种数学函数，涉及范围包括：普通数学、高等数学、线性代数、数论、离散数学、图形学。它还提供了一套内置的编程语言，用户可以开发自己的应用程序，而且Maple自身的2000多种函数，基本上是用此语言开发的。 Maple采用字符行输入方式，输入时需要按照规定的格式输入，虽然与一般常见的数学格式不同，但灵活方便，也很容易理解。输出则可以选择字符方式和图形方式，产生的图形结果可以很方便地剪贴到Windows应用程序内。 二、MATLAB 系统 MATLAB原是矩阵实验室（Matrix Laboratory）在70年代用来提供Linpack和Eispac k软件包的接口程序，采用C语言编写。从80年代出现3.0的DOS版本，逐渐成为科技计算、视图交互系统和程序语言。MATLAB可以运行在十几个操作平台上，比较常见的有基于W indows 9X/NT、OS/2、Macintosh、Sun、Unix、Linux等平台的系统。 MATLAB程序主要由主程序和各种工具包组成，其中主程序包含数百个内部核心函数，工具包则包括复杂系统仿真、信号处理工具包、系统识别工具包、优化工具包、神经网络工具包、控制系统工具包、μ分析和综合工具包、样条工具包、符号数学工具包、图像处理工具包、统计工具包等。而且5.x版本还包含一套几十个的PDF文件，从MATLAB的使用入门到其他专题应用均有详细的介绍。 MATLAB是数值计算的先锋，它以矩阵作为基本数据单位，在应用线性代数、数理统计、自动控制、数字信号处理、动态系统仿真方面已经成为首选工具，同时也是科研工作人员和大学生、研究生进行科学研究的得力工具。MATLAB在输入方面也很方便，可以使用内部的E ditor或者其他任何字符处理器，同时它还可以与Word6.0/7.0结合在一起，在Word的页面里直接调用MATLAB的大部分功能，使Word具有特殊的计算能力。 三、MathCAD 系统 MathCAD是美国Mathsoft公司推出的一个交互式的数学系统软件。从早期的DOS下的1. 0和Windows下的4.0版本，到今日的8.0版本，功能也从简单的数值计算，直至引用Map le强大的符号计算能力，使得它发生了一个质的飞跃。 MathCAD是集文本编辑、数学计算、程序编辑和仿真于一体的软件。MathCAD7.0 Profe ssional（专业版）运行在Win9X/NT下，它的主要特点是输入格式与人们习惯的数学书写格式很近似，采用WYSWYG（所见所得）界面，特别适合一般无须进行复杂编程或要求比较特殊的计算。MathCAD 7.0 Professional 还带有一个程序编辑器，对于一般比较短小，或者要求计算速度比较低时，采用它也是可以的。这个程序编辑器的优点是语法特别简单。 MathCAD可以看作是一个功能强大的计算器，没有很复杂的规则；同时它也可以和Wor d、Lotus、WPS2000等字处理软件很好地配合使用，可以把它当作一个出色的全屏幕数学公式编辑器。 四、Mathematica 系统 Mathematica是由美国物理学家Stephen Wolfram领导的Wolfram Research开发的数学系统软件。它拥有强大的数值计算和符号计算能力，在这一方面与Maple类似，但它的符
第四讲绘图功能
作为一个功能强大的工具软件，Matlab 具有很强的图形处理功能，提供了大量的二维、三维图形函数。由于系统采用面向对象的技术和丰富的矩阵运算，所以在图形处理方面即常方便又高效。
4.1 二维图形 一、plot函数 函数格式：plot(x,y)其中x和y为坐标向量函数功能：以向量x、y为轴，绘制曲线。【例1】在区间0≤X≤2 内，绘制正弦曲线Y=SIN（X），其程序为： x=0:pi/100:2*pi; y=sin(x); plot(x,y)
一、plot函数 【例2】同时绘制正、余弦两条曲线Y1=SIN（X）和Y2=COS（X），其程序为： x=0:pi/100:2*pi; y1=sin(x); y2=cos(x); plot(x,y1,x,y2) plot函数还可以为plot(x,y1,x,y2，x,y3，…)形式，其功能是以公共向量x为X轴，分别以y1，y2，y3，…为Y轴，在同一幅图内绘制出多条曲线。
一、plot函数 （一）线型与颜色 格式：plot(x,y1,’cs’,...) 其中c表示颜色，s表示线型。 【例3】用不同线型和颜色重新绘制例4.2图形，其程序为：x=0:pi/100:2*pi; y1=sin(x); y2=cos(x); plot(x,y1,'go',x,y2,'b-.') 其中参数'go'和'b-.'表示图形的颜色和线型。g表示绿色，o表示图形线型为圆圈；b表示蓝色，-.表示图形线型为点划线。
一、plot函数 （二）图形标记 在绘制图形的同时，可以对图形加上一些说明，如图形名称、图形某一部分的含义、坐标说明等，将这些操作称为添加图形标记。 title(‘加图形标题'); xlabel('加X轴标记'); ylabel('加Y轴标记'); text(X,Y,'添加文本');
练习题 1.求函数在指定点的数值导数 x=sym('x'); >> y=[x x.^2 x.^3;1 2*x 3*x.^2;0 2 6*x]; >> x=1; >> eval(diff(y)) ans = 1 2 3 0 2 6 0 0 6 >> x=2; >> eval(diff(y)) ans = 1 4 12 0 2 12 0 0 6 >> x=3; >> eval(diff(y)) ans = 1 6 27 0 2 18 0 0 6 2.求下列函数导数 （1） x=sym('x'); >> y=x^10+10^x+(log(10))/log(x); >> diff(y) ans = 10*x^9+10^x*log(10)-2592480341699211/1125899906842624/log(x)^2/x （2） x=sym('x');
>> y=log(1+x); >> x=1; >> eval(diff(y,2)) %在x=1的条件下对y表达式求两次导数后导函数的值 ans = -0.2500 3.用数值方法求下列积分 首先先讲一下trapz的用法，如下题 t=0:0.001:1; >> y=t; >> trapz(t,y) ans = 0.5000 （1） >> x=1:0.01:5; >> y=(x.^2).*sqrt(2*x.^2+3); >> trapz(x,y) ans = 232.8066 (2) x=pi/4:0.01:pi/3; >> y=x./(sin(x).^2); >> trapz(x,y) ans = 0.3810 第三题拟合曲线题 x=[0:0.1:1]; >> y=[-0.447 1.978 3.28 6.16 7.08 7.34 7.66 9.56 9.48 9.30 11.2]; >> a=polyfit(x,y,2); >> x=[0.05:0.2:1.05]; >> y=a(3)+a(2)*x+a(1)*x.^2 %注意x要在y前先赋值，不然y不会运行为最新的x对呀的y值 y =
《Matlab与科学计算》作业 第一章MATLAB环境 1、MATLAB通用操作界面窗口包括哪些？命令窗口、历史命令窗口、当前目录窗口、工作空间窗口各有哪些功能？ 答：MATLAB通用操作界面窗口包括：命令窗口、历史命令窗口、当前目录浏览器窗口、工作空间窗口、变量编辑器窗口、M文件编辑/调试器窗口、程序性能剖析窗口、MATLAB帮助。 命令窗口是MATLAB命令操作的最主要窗口，可以把命令窗口当做高级的“草稿纸”。在命令窗口中可以输入各种MATLAB的命令、函数和表达式，并显示除图形外的所有运算结果。 历史命令窗口用来记录并显示已经运行过的命令、函数和表达式，并允许用户对它们进行选择、复制和重运行，用户可以方便地输入和修改命令，选择多行命令以产生M文件。 当前目录窗口用来设置当前目录，可以随时显示当前目录下的M、MKL等文件的信息，扬文件类型、文件名、最后个修改时间和文件的说明信息等，并可以复制、编辑和运行M文件及装载MAT数据文件。 工作空间窗口用来显示所有MATLAB工作空间中的变量名、数据结构、类型、大小和字节数。 2、熟悉课本中表格1.4、1.5、1.6、1.7、1.8的内容。 3、如何生成数据文件？如何把数据文件中的相关内容输入到工作空间中，用实例进行操作。 生成数据文件：
把数据文件中的相关内容输入到工作空间中： 结果： 4、在工作空间中可以通过哪些命令管理变量，写出每种语法的具体操作过程。答：（1）把工作空间中的数据存放到MAT数据文件。 语法：save filename 变量1 变量2 ……参数。 （2）从数据文件中取出变量存放到工作空间。 语法：load filename 变量1 变量2 ……。
盐城师范学院《MATLAB与科学计算》期末论文 2016－2017学年度第一学期 用MATLAB解决解析几何的图形问题 学生姓名吴梦成 学院数学与统计学院 专业信息与计算科学 班级数15(5)信计 学号 15213542
用MATLAB 解决解析几何的图形问题 摘 要 将 MATLAB 的图形和动画功能都用于解析几何教学，可使教学形象生动。以图形问题为例，详细给出了实例的程序编写和动画实现过程 。在解析几何教学中有一定的应用价值。 【关键词】： MATLAB ； 解析几何 ；图形 ； 动 画；编程 1 引 言 在解析几何的教学中，使用传统的教学方法。许多曲线及曲面的形成过程与变换过程只通过传统的教师讲授静态图示就很难形象生动地表示出来 。在解析几何教学中使用MATLAB 软件辅助教学，不仅可以很容易绘制出复杂的立体图形。把曲线、曲面的形成和变化过程准确地模拟出来 ，而且还能够对它们进行翻转 、旋转 ，甚 至还能够轻而易举地实现图形的动画效果!这对提高教学效率和培养学生的空间想象能力可起到事半功倍的效果。下面结合实例从几个方面说明MATLAB 在解析几何画图方面的应用。 2 利用 MATLAB 绘制三维曲线 在空间解析几何中，各种曲线和曲面方程的建立都离不开图形 ，而空间曲线和曲面图形既难画又费时。借助MATLAB 的绘图功能 ，可以快捷 、 准确地绘出图形，使教学变得形象 、生动 。有利于学生观察三维空间图形的形状 ， 掌握图形的性质 。 一 般地 ，MATLAB 可用plot3，ezplot3，comet3等函数来各种三维曲线 。 例如画螺旋曲线的图形，其参数方程设为 ：t at cos x =，t b sin t y -=，ct =z 。使用 plot3语句画螺旋曲线图形的方法如下( 设a =2 ,b=4,c=3)： );*3),sin(*.*4),cos(*.*2(3;*10:50/:0t t t t t plot pi pi t -= MATLAB 用两条简单的语句就可以画出螺旋 曲线(图1)，但上述方法是静态的 ，为了体
单元测验已完成成绩：100.0分 1 【单选题】 MATLAB一词来自（）的缩写。 ?A、 Mathematica Laboratory ?B、 Matrix Laboratory ?C、 MathWorks Lab ?D、 Matrices Lab 我的答案：B得分：50.0分 2 【单选题】 下列选项中能反应MATLAB特点的是（）。?A、 算法最优 ?B、 不需要写程序 ?C、 程序执行效率高 ?D、 编程效率高
我的答案：D得分：50.0分 单元测验已完成成绩：96.4分 1 【单选题】 当在命令行窗口执行命令时，如果不想立即在命令行窗口中输出结果，可以在命令后加上（）。 ?A、 冒号（:） ?B、 逗号（,） ?C、 分号（;） ?D、 百分号（%） 我的答案：C得分：7.1分 2 【单选题】 fix(264/100)+mod(264,10)*10的值是（）。 ?A、 86 ?B、 62 ?C、 423
?D、 42 我的答案：D得分：7.1分 3 【单选题】 在命令行窗口输入下列命令后，x的值是（）。 >> clear >> x=i*j ?A、 不确定 ?B、 -1 ?C、 1 ?D、 i*j 我的答案：B得分：7.1分 4 【单选题】 使用语句x=linspace(0,pi,6)生成的是（）个元素的向量。?A、 8 ?B、 7
?C、 6 ?D、 5 我的答案：C得分：7.1分 5 【单选题】 ceil(-2.1)的结果为（）。?A、 -2 ?B、 -3 ?C、 1 ?D、 2 我的答案：A得分：7.1分 6 【单选题】 eval('sqrt(4)+2')的值是（）。?A、 sqrt(4)+2 ?B、
单元测验已完成成绩：分 1 【单选题】 MATLAB一词来自（）的缩写。 A、 Mathematica Laboratory B、 Matrix Laboratory C、 MathWorks Lab D、 Matrices Lab 我的答案：B得分：分 2 【单选题】 下列选项中能反应MATLAB特点的是（）。 A、 算法最优 B、 不需要写程序 C、 程序执行效率高 D、 编程效率高
我的答案：D得分：分 单元测验已完成成绩：分 1 【单选题】 当在命令行窗口执行命令时，如果不想立即在命令行窗口中输出结果，可以在命令后加上（）。 A、 冒号（:） B、 逗号（,） C、 分号（;） D、 百分号（%） 我的答案：C得分：分 2 【单选题】 fix(264/100)+mod(264,10)*10的值是（）。 A、 86 B、 62 C、 423 D、
42 我的答案：D得分：分 3 【单选题】 在命令行窗口输入下列命令后，x的值是（）。 >> clear >> x=i*j A、 不确定 B、 -1 C、 1 D、 i*j 我的答案：B得分：分 4 【单选题】 使用语句x=linspace(0,pi,6)生成的是（）个元素的向量。 A、 8 B、 7 C、 6
D、 5 我的答案：C得分：分 5 【单选题】 ceil的结果为（）。 A、 -2 B、 -3 C、 1 D、 2 我的答案：A得分：分 6 【单选题】 eval('sqrt(4)+2')的值是（）。 A、 sqrt(4)+2 B、 4 C、 2 D、
2+2 我的答案：B得分：分 7 【单选题】 已知a为3×5矩阵，则执行完a(:,[2,4])=[]后（）。 A、 a变成行向量 B、 a变为3行2列 C、 a变为3行3列 D、 a变为2行3列 我的答案：C得分：分 8 【单选题】 在命令行窗口输入以下命令 >> A=[1:3;4:6]; >> D=sub2ind(size(A),[1,1],[2,3]) D的值为（）。 A、 3 6 B、 2 5 C、 4 5
Matlab 与科学计算考试样题（客观题） 1 下面的MATLAB 语句中正确的有： a) 2a ＝pi 。 b) record_1=3+4i c) a=2.0, d) c=1+6j 2. 已知水的黏度随温度的变化公式如下，其中a=0.03368，b=0.000221，计算温度t 为20，30，40度时的粘度分别是： 2 1at bt μμ=++0μ为0℃水的黏度，值为31.78510-?；a 、b 为常数，分别为0.03368、0.000221。 3. 请补充语句以画出如图所示的图形： [x,y]=meshgrid(-2:0.1:2, -2:0.1:2)。 Z=x.*exp(-x.^2-y.^2)。 。 a) Plot3(x,y,Z) b) plot3(x,y,Z) c) mesh(x,y,Z) d) plot3(x,y,z) 2 a) 0.4900 1.2501 0.8560 b) 0.8560 1.2501 0.4900 c) -0.6341 3.8189 -3.7749 d) 3.8189 -3.7749 2.8533 解释说明：
>> x=0.5:0.5:3.0。 >> y=[1.75,2.45,3.81,4.80,8.00,8.60]。 >> a=polyfit(x,y,2) a = 0.4900 1.2501 0.8560 >> x1=[0.5:0.25:3.0]。 >> y1=a(1)*x1.^2+a(2)*x1+a(3) >> plot(x,y,'*') >> hold on >> plot(x1,y1,'--r') 5. 求方程在 x=0.5附近的根. 21 x x += a) 0.6180 b) -1.1719e-25 c) －1 d) -1.6180 6. 用Newton-Cotes方法计算如下积分 1 5 x? （a）133.6625 (b)23.8600 (c) 87.9027 (d) -1.6180 7. y=ln(1+x)，求x=1时y" a) -0.25 b) 0.5 c) -0.6137 d) -1.6137 8.某公司用3台轧机来生产规格相同的铝合金薄板。取样测量薄板的 厚度，精确至‰厘M。得结果如下： 轧机1：0.236 0.238 0.248 0.245 0.243 轧机2：0.257 0.253 0.255 0.254 0.261 轧机3：0.258 0.264 0.259 0.267 0.262 计算方差分析结果，并判定各台轧机所生产的薄板的厚度有无显著的差异？ a) p＝1.3431e-005，没有显著差异。
杭州电子科技大学信息工程学院《科学计算与MATLAB》期末大作业
给出程序、图、作业分析，程序需加注释。 1. 试编写名为fun.m 的MATLAB 函数，用以计算下述的值： ?? ? ??-<->=t t n t t t n t f 的)4/sin()(si 对所有)4/sin(其他情况)sin(的)4/sin()(si 对所有)4/sin()(ππππ 绘制t 关于函数f(t)的图形，其中t 的取值范围为ππ66≤≤-t ，间距为10/π。 function y=fun()%定义函数 % t=-6*pi:pi/10:6*pi; %定义变量范围 y = (sin(pi/4)).*(sin(t)>sin(pi/4))+(sin(-pi/4)).*(sin(t)
2.解以下线性方程组 ??? ??=+=++=--3 530 42231 321321x x x x x x x x A=[2 -1 -1;1 1 4;3 0 5];%输入矩阵 B=[2;0;3]; %输入矩阵 X = A\B %计算结果 3.已知矩阵? ? ??? ???? ???=44434241 3433323124232221 14131211A 求： (1)A(2:3,2:3) (2)A(:,1:2) (3)A(2:3,[1,3]) (4)[A,[ones(2,2)；eye(2)]]
A=[11 12 13 14;21 22 23 24;31 32 33 34;41 42 43 44];%输入矩阵A(2:3,2:3) %输出矩阵 A(:,1:2) %输出矩阵 A(2:3,[1,3]) %输出矩阵 [A,[ones(2,2);eye(2)]] %输出矩阵
目录 计算器得效果图 ........................................................................... 错误!未定义书签。 一、GUI设计界面: (3) 1。打开GUI (3) 2。添加按钮 (3) 3。根据按钮得作用及视觉效果做一定得修改: (4) 4。保存、添加功能函数 (4) (1)数字键编写 (4) (2)符号键得编写 (4) (3)运算符“=”得编写 (5) (4)按键“←back"得编写 (5) (5)按键“清空”得编写 (5) (6)按键“退出”得编写 (5) (7)按键“二进制数转十进制数"得编写 (5) (8)按键“十进制数转二进制数”得编写 (5) 二、计算器得使用 (5) 除法运算(÷) (5) 平方运算(^2) (6) 函数cos (∏/3)得计算 (6) 函数arctan (∏/3)得计算 (7) 以2为底得对数得计算(log 2) (7) 十进制数转二进制数得计算(调用dec2bin函数) (8) 二进制数转十进制数得计算(调用bin2dec函数) (8) 三、附各按键得程序源代码 (9) 四、问题与解决方法 (14) 五、心得体会 (14) 参考文献 (15) 计算器得效果图:
一、GUI设计界面: 1。打开GUI 输入Guide 回车或者在工具栏上点击图标打开Guide 窗口: 2。添加按钮
3、根据按钮得作用及视觉效果做一定得修改: 双击按钮(Puch Button)进入按键属性修改显示字符串大小、字体与颜色,然后对按钮得位置进行排布,尽量使按钮集中在静态文本框下面、 4、保存、添加功能函数 把做好得按钮及静态文本框保存后自动弹出Editor得M文本,对然后对相应得pushbutton添加功能函数。以下就是相应按钮得功能函数。 (1)数字键编写 在function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)下输入: textString = get(handles。text1,’String'); textString =strcat(textString,'0'); set(handles、text1,’String',textString) 这就是使用句柄handles指向对象text1,并以字符串形式来存储数据文本框text1得内容,并存储数个“0”, 然后由set(handles。text1,'String','textString’在text1中输出。 同理,分别在function pushbutton2~10_Callback(hObject, eventdata, handles)下给1～9数字按键下编写此类程序、 (2)符号键得编写 function pushbutton12_Callback(hObject, eventdata, handles) textString = get(handles、text1,'String’); textString =strcat(textString,’÷’); set(handles。text1,'String',textString) strcat得作用就是将两个字符串连接起来,就就是在已输入得存储数据textString后添加“÷"进行运算。 然后执行set(handles、text1,’String’,textString)。符号键‘—’、‘＊’、‘/’与‘÷'得运算函数类似。“平方运算”,主要就是由“^2”功能实现。
工程设计报告 设计题目：基于Matlab的简易计算器 学院： 专业： 班级： 学号： 姓名： 电子邮件： 日期：2015年12 月 成绩： 指导教师：
西安电子科技大学 电子工程学院 工 程设计 任务书 学生姓名指导教师职称 学生学号专业 题目基于Matlab 的简易计算器 任务与要求 任务如下： 利用MATLAB GUI 设计实现一个图形用户界面的计算器程序，实现： A.实现十进制数的加、减、乘、除、简单计算。 B. 科学计算函数，包括正弦、余弦、正切、余切、开方、指数等函数运行。 C. 有清除键，能清除操作。 要求如下： A ．熟练掌握MatlabGUI 界面的设计与应用 B ．最终计算器能够实现预期的相关功能 开始日期2015年 11月日完成日期2016年1月日 课程设计所在单位 本表格由电子工程学院网络信息中心编辑录入 https://www.doczj.com/doc/f21462618.html,. …………………………装…………………… … … … … 订 … … … … … … … … … … … …线 … …… …… …… …… …… … …… …… …… …… …… … …
摘要 基于Matlab GUI计算器设计时利用GUI的创建图像用户界面进行计算器设计。设计计算器时，主要是考虑到计算器的易用性、功能的常用程度进行计算器界面与功能的设计。通过调整控件和文本的布局及颜色，使界面简单大方、布局合理，达到界面友好的效果。 计算器设计时主要利用到get和set两个函数进行各个控件属性值的传递和设置。计算器实现的功能有：数字0~9和小数点的输入显示，平方开方和对数的输入显示。进行四则运算、正弦函数、余弦函数、正切函数以及反正弦函数、反余弦函数、反正切函数的计算等等。最后运行调试，实现基于MatlabGUI的计算器的设计。 关键词：MatlabGUI计算器 Abstracts Based on Matlab GUI calculator design using the user interface to create images of GUI calculator design.Design calculator, mainly considering the ease of use, function calculators calculator interface and function of the common level of design.By adjusting the control and the layout of the text and color, make the interface simple and easy, rational layout, to achieve the effect of friendly interface. Calculator design used to get and set two main function for each attribute value transfer and control Settings.Calculator the functions are: 0 ~ 9, according to input and decimal square root and logarithm of input.Arithmetic, sine function and cosine function, tangent function and the arcsine function,arccosine function, the calculation of the arctangent function and so on.Finally running debugging, implementation design based on Matlab GUI calculator. Keywords: Matlab GUI calculator
科学计算：PythonVS.MATLAB(3) 科学计算：Python VS. MATLAB(3)----线性代数基础 按：在介绍工具之前先对理论基础进行必要的回顾是很必要的。没有理论的基础，讲再多的应用都是空中楼阁。本文主要设涉及线性代数和矩阵论的基本内容。先回顾这部分理论基础，然后给出MATLAB，继而给出Python的处理。个人感觉，因为Python是面向对象的，操纵起来会更接近人的正常思维；而MATLAB大多是以函数实现的，是向对象施加的一个操作。比如，A是一个矩阵，它有一个属性attr。用Python更可能是A.attr，而用MATLAB更可能是attr(A)。 一、线形代数理论基础 线形代数（linear algebra）是数学的一个分支，研究矩阵理论、向量空间、线性变换和有限维线形方程组等内容。 比较重要的思想有：1.线性代数的核心内容是研究有限维线性空间的结构和线性空间的线性变换；2.向量的线性相关性是研究线性空间结构与线性变换理论的基础；3.矩阵是有限
维线性空间的线性变换的表示形式；4.线性方程组的求解问题是n维空间到m维空间线性映射求核和全体原象的问题； 5.行列式是研究这些问题的一个工具。 主要内容有：1.矩阵运算：加减乘除、转置、逆矩阵、行列式、矩阵的幂、伴随矩阵；2.矩阵分块、秩、迹；3.解方程； 4.线性相关； 5.向量空间； 6.特征值和特征向量； 7.对称、相似； 8.二次标准型； 9.线性空间和基变换；10.正交空间；11.矩阵对角化；13.矩阵分解；14.重要数字特征。 二、MATLAB的处理 1.建立矩阵 MATLAB中，矩阵是默认的数据类型。它把向量看做1×N 或者N×1的矩阵。 %建立了一个行向量，不同元素之间使用空格或者逗号分开都是可以的。 A=[1,2,3] 或者A=[1 2 3] %建立一个矩阵，使用分号隔开不同的行。 A=[1,2,3;4,5,6] %那么，建立一个列向量就好办了。每行一个元素，分号分开即可。当然也可以使用行向量的转置（一个撇号表示转置）。A=[1;2;3]
Matlab与科学计算考试样题（客观题） 1 下面的MATLAB语句中正确的有： a) 2a＝pi; b) record_1=3+4i c) a=2.0, d) c=1+6j 2. 已知水的黏度随温度的变化公式如下，其中a=0.03368，b=0.000221，计算温度t为20，30，40度时的粘度分别是： 为0℃水的黏度，值为；a、b为常数，分别为0.03368、0.000221。 （a）0.0018 0.0010 0.0007 (b) 0.0010 0.0007 0.0005 (0.0010 0.0008 0.0007) (c) 1.7850e-003 1.0131e-003 6.6092e-004 (d) 1.0131e-003 6.6092e-004 4.6772e-004 (1.0131e-003 8.0795e-004 6.6092e-004) a=0.03368;b=0.000221;u0=1.785e-3; t=[20 30 40];u=u0./(1+a*t+b*t.^2) >>format short %format short e >>u 3.请补充语句以画出如图所示的图形： [x,y]=meshgrid(-2:0.1:2, -2:0.1:2); Z=x.*exp(-x.^2-y.^2); ; a) Plot3(x,y,Z) b) plot3(x,y,Z) c) mesh(x,y,Z) d) plot3(x,y,z) 2 x 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 y 1.75 2.45 3.81 4.80 8.00 8.60 a) 0.4900 1.2501 0.8560 b) 0.8560 1.2501 0.4900 c) -0.6341 3.8189 -3.7749 d) 3.8189 -3.7749 2.8533 解释说明： >> x=0.5:0.5:3.0;
MATLAB与科学计算复习题题库 Chapter1 1.MA TLAB的主界面是一个高度集成的工作环境，有四个不同职责分工的窗口，分别为、、、和窗口. 2. 欲将MA TLAB的数值显示格式设置为近似有理数格式，可在命令提示符后输入． 3. 欲将MA TLAB的数值显示格式设置为长格式，可在命令提示符后输入． 4. 欲将MA TLAB的数值显示格式设置为短格式，可在命令提示符后输入． 5. 删除MA TLAB命令窗口的所有内容用命令． 6．欲退出MA TLAB环境，可在命令窗口中输入或命令． （提示：实验一下exit、quit函数） 1.请叙述MA TLAB中逗号、分号、冒号、方括号的作用． 1．下面工作空间管理的命令中，用于从磁盘中调入数据变量的命令为( ) A、clear B、load C、whos D、pack 1．下面的MATLAB特殊变量中，表示函数输入变量的数目的为( ) A、ans B、eps C、whos D、nargin 1．检查指定名字的变量或函数文件的存在性用________命令． A、clear B、load C、exist D、whos 2．欲退出MATLAB环境，可在命令窗口中输入命令． A、interp1 B、quit C、polyfit D、feval
Chapter2 1.MA TLAB软件有一些常用的系统预定义的变量，如无穷大、圆周率π分别用表示、． 2.MA TLAB计算中， 应在命令窗口命令提示符后输入，的值，可在命令窗口命令提示符后输入． 3. MA TLAB语言中，合法的变量名须以开头，后可跟、、． 4.MA TLAB软件中，要输入矩阵 12 34 ?? ?? ?? ，应在命令窗口命令提示符后输入. 5．MA TLAB软件中，生成23 ?阶的全零、全一、单位矩阵时，应分别输入、、．6．MA TLAB软件中，用于求可逆矩阵A的行列式和逆矩阵的函数分别为、．7．语句A=linspace(2,18,9)，B=reshape(A,3,3)的执行结果为B=． 8. MA TLAB计算中，语句A=[1 2 3]；b=[-1 2 6]；c=dot(a,b)运行结果为c=． (提示：先用help dot在命令窗口中在线查询函数dot的用法) 9. 已知A=[1 1;2 4];B=[1 1;3 4];运行A.*B,A*B的结果分别为、． 10.A=zeros(2,4),A(:)=1:8;s=[2 3 7];则A(s)=． 11.A=[1 2 3;3 4 5;5 6 7]; 删除矩阵A的第三行的语句为． 12.A=[1 2 3;3 4 5;5 6 7]; 删除矩阵A的第三行的语句为． 13. A=[1 2 3;3 4 5;5 6 7]; C=[A,A+1];C(2,2:3)=． 14.MATLAB . 15.MATLAB软件中，要计算行列式12 34 ，应在命令窗口命令提示符后输入.
Matlab 与科学计算考试样题 1 基本概念题（变量，表达式，数据类型判断，误差（限），有限数字，编程命令，插值。。。。。。） 1）下面的MATLAB 语句中正确的有： a) 2a ＝pi; b) record_1=3+4i c) a=2.0, d) c=1+6j 2）以下关于三次样条插值函数表述正确的有： （a ）插值函数值与节点函数值相等 （b ）插值函数导数值与节点导数值相等 （c ）插值函数一阶、二阶导数值与节点一阶、二阶导数值相等 （d ）插值函数为3次多项式 3）. 已知插值区间共有9个插值节点，则最多可获多少次埃尔米特插值插值多项式： （a ）17次 （b ）19次 （c ）8次 （d ）3次 4）. 在循环结构中跳出循环，执行循环后面代码的命令为 ( B ) (A) return (B) break (C) continue (D) keyboard 2. 已知水的黏度随温度的变化公式如下，其中a=0.03368，b=0.000221，计算温度t 为20，30，40度时的粘度分别是： 02 1at bt μμ=++0μ为0℃水的黏度，值为3 1.78510-?；a 、b 为常数，分别为0.03368、0.000221。 （a ）0.0018 0.0010 0.0007 (b) 0.0010 0.0007 0.0005 (c) 1.7850e-003 1.0131e-003 6.6092e-004 (d) 1.0131e-003 6.6092e-004 4.6772e-004 3. 图形题（补充命令）：(plot3,mesh,meshc,surf,surf) 请补充语句以画出如图所示的图形： [x,y]=meshgrid(-2:0.1:2, -2:0.1:2); Z=x.*exp(-x.^2-y.^2); ; a) Plot3(x,y,Z) b) plot3(x,y,Z) c) mesh(x,y,Z)
课程实验报告 学年学期2011-2012学年第1学期 课程名称MATLAB与科学计算 实验名称实验一MATLAB数值与符号运算实验室测量测绘实验中心计算机室 专业年级热动113班 学生白治朋 学生学号2011012106 提交时间2013年10月 成绩 任课教师许景辉、牛亚斌 水利与建筑工程学院
实验一 MATLAB 数值与符号运算 1、目的和要求 （1）熟练掌握MATLAB 的启动和退出、MA TLAB 的命令窗口；常用选单和工具栏，通过实例初步认识对MA TLAB 的命令和程序运行等。 （2）熟练掌握MA TLAB 数值运算基本命令和规则； （3）熟练掌握MA TLAB 符号运算基本命令和规则；； （4）重点熟悉MA TLAB 多项式的运用，掌握MA TLAB 的拟合和插值方法、积分运算和统计运算。 2、容和步骤 参见教材实验一、二、三。 3、实验报告提交要求 （1） 计算x ＝2和x ＝4时，323(0.98)1 5()( 1.35)x x y x x x +-= -++的值是多少？ （2） PN 结电流可描述为/(1)T u U S i I e =-，已知20,26S T I mA U mV ==，试计算电 压0～1V （间隔为0.1V ）时的电流值。
（3）用MALTAB命令和M程序两种方式求解三元一次方程组。 方法一：命令方法二：M文件 （4）用MALTAB命令和M程序两种方式求解3×3复数矩阵的模和相角。 M文件运行结果
方法一：命令 方法二：M 文件 M 文件运行结果
（5）创建一个4╳4矩阵，求逆矩阵、产生对角矩阵、求矩阵的秩等。 （6）创建两个4╳4矩阵进行加、减、乘法和左除运算。
【使用ＭＡＴＬＡＢ的科学计算】科学计算应用领域 Alfio Quarteroni, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausdanne, Italy Fausto Saleri, Politeico di Milano, Italy Scientific Computing with MATLAB Texts in Computational Science and Engineering Vol.2 xx, 257pp. Hardcover EUR 39.95 ISBN 3-540-44363-0 A.夸特洛尼，F.沙勒里著
本书是关于科学计算方法的导引性教材，讲述应用计算机解决 各种数学问题所使用的数值方法。书中除了包含必要的理论性材料外，均使用MATLAB程序，并通过大量应用领域(如工程、电子、生物、化工等)的典型问题和数值例子及习题给出基本方法。 全书共9章。第1章是全书预备知识，给出实数、复数、矩阵、实函数的基本知识及关于MATLAB的简要介绍。第2~8章讲述基本数 值方法，包括解非线性方程的二分法，牛顿法及不动点迭代，函数及数据的近似(插值法和样条、最小二乘法等)，数值微分和数值积分，线性方程组的各种解法(如矩阵分解、迭代法等)，物征值和特征矢的计算，常微分方程数值解法(如Fuler方法、Crank-Nicolson方法、高阶方法等)，以及边值问题数值方法等；第9章给出前8章的习题 解答，讲解颇为详尽，有些是对正文的补充。每章中均专列一节介绍未涉及的方法及有关文献。 本书论述简明，实例丰富，数学预备知识要求较低(主要涉及基础微积分)，适宜工科大学生和一般工程技术人员阅读。 朱尧辰，研究员 (中国科学院应用数学研究所)
目录 计算器的效果图 (2) 一、GUI设计界面： (3) 1.打开GUI (3) 2.添加按钮 (3) 3.根据按钮的作用及视觉效果做一定的修改： (4) 4.保存、添加功能函数 (4) （1）数字键编写 (4) （2）符号键的编写 (4) （3）运算符“=”的编写 (5) （4）按键“←back”的编写 (5) （5）按键“清空”的编写 (5) （6）按键“退出”的编写 (5) （7）按键“二进制数转十进制数”的编写 (5) （8）按键“十进制数转二进制数”的编写 (5) 二、计算器的使用 (6) 除法运算（÷） (6) 平方运算（^2） (6) 函数cos （∏/3）的计算 (7) 函数arctan （∏/3）的计算 (7) 以2为底的对数的计算（log 2） (8) 十进制数转二进制数的计算（调用dec2bin函数） (8) 二进制数转十进制数的计算（调用bin2dec函数） (9) 三、附各按键的程序源代码 (10) 四、问题和解决方法 (15) 五、心得体会 (15) 参考文献 (15)
计算器的效果图:
一、GUI设计界面： 1.打开GUI 输入Guide 回车或者在工具栏上点击图标打开Guide 窗口： 2.添加按钮
3.根据按钮的作用及视觉效果做一定的修改： 双击按钮（Puch Button）进入按键属性修改显示字符串大小、字体和颜色，然后对按钮的位置进行排布，尽量使按钮集中在静态文本框下面。 4.保存、添加功能函数 把做好的按钮及静态文本框保存后自动弹出Editor的M文本，对然后对相应的pushbutton添加功能函数。以下是相应按钮的功能函数。 （1）数字键编写 在function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles）下输入：textString = get(handles.text1,'String'); textString =strcat(textString,'0'); set(handles.text1,'String',textString) 这是使用句柄handles指向对象text1，并以字符串形式来存储数据文本框text1的内容，并存储数个“0”， 然后由set(handles.text1,'String','textString'在text1中输出。 同理，分别在function pushbutton2~10_Callback(hObject, eventdata, handles）下给1~9数字按键下编写此类程序。 （2）符号键的编写 function pushbutton12_Callback(hObject, eventdata, handles) textString = get(handles.text1,'String'); textString =strcat(textString,'÷'); set(handles.text1,'String',textString) strcat的作用是将两个字符串连接起来，就是在已输入的存储数据textString 后添加“÷”进行运算。 然后执行set(handles.text1,'String',textString)。符号键‘-’、‘*’、‘/’与‘÷’的运算函数类似。“平方运算”,主要是由“^2”功能实现。