实验项目及学时安排
实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算 2学时 实验二 MATLAB数值计算实验 2学时 实验三 MATLAB数组应用实验 2学时 实验四 MATLAB符号计算实验 2学时 实验五 MATLAB的图形绘制实验 2学时 实验六 MATLAB的程序设计实验 2学时 实验七 MATLAB工具箱Simulink的应用实验 2学时 实验八 MATLAB图形用户接口GUI的应用实验 2学时
实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算
一、实验目的
1．熟悉MATLAB开发环境
2．掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算
二、实验基本知识
1.熟悉MATLAB环境:
MATLAB桌面和命令窗口、命令历史窗口、帮助信息浏览器、工作空间浏览器、文件和搜索路径浏览器。 2.掌握MATLAB常用命令 clc clear help lookfor who 清除命令窗口中内容 清除工作空间中变量 对所选函数的功能、调用格式及相关函数给出说明 查找具有某种功能的函数但却不知道该函数的准确名称 查询工作空间中的变量信息 3.MATLAB变量与运算符 变量命名规则如下：
（1） 变量名可以由英语字母、数字和下划线组成 （2） 变量名应以英文字母开头 （3） 长度不大于31个 （4） 区分大小写
MATLAB中设置了一些特殊的变量与常量，列于下表。
表1 MATLAB的特殊变量与常量 变量名 功能说明 变量名 功能说明 ANS realmin 默认变量名，以应答 最小的正实数 最近一次操作运算结果 INF(inf) i或j 虚数单位 无穷大 pi NAN(nan) 圆周率 不定值（0/0） eps nargin 浮点数的相对误差 函数实际输入参数个数 realmax nargout 最大的正实数 函数实际输出参数个数
MATLAB运算符，通过下面几个表来说明MATLAB的各种常用运算符
表2 MATLAB算术运算符 操作符 功能说明 操作符 功能说明 + \\ 加 矩阵左除 - .\\ 减 数组左除 * / 矩阵乘 矩阵右除 .* ^ .^ 数组乘 矩阵乘方 数组乘方 ./ ' .' 数组右除 矩阵转置 数组转置 符号 ： ； ， （） [] {}
表3 MATLAB关系运算符 操作符 功能说明 == 等于 ~= 不等于 > 大于 < 小于 >= 大于等于 <= 小于等于 表4 MATLAB逻辑运算符 逻辑运算符 逻辑运算 说明 And & 逻辑与 Or | 逻辑或 Not ~ 逻辑非 Xor 逻辑异或 表5 MATLAB特殊运算 功能说明示例 符号 功能说明示例 1:1:4;1:2:11 . 分隔行 .. 分隔列 ? % 注释 构成向量、矩阵 ！ 调用操作系统命令 构成单元数组 = 用于赋值 4.MATLAB的一维、二维数组的寻访
表6 子数组访问与赋值常用的相关指令格式
指令格式 A(r,c) A(r,:) A(:,c) A(:) A(i) 指令功能 数组A中r指定行、c指定列之元素组成的子数组 数组A中r指定行对应的所有列之元素组成的子数组 数组A中c指定列对应的所有行之元素组成的子数组 数组A中各列元素首尾相连组成的“一维长列”子数组 \一维长列\子数组中的第i个元素 A(r,c)=Sa A(:)=D(:)
数组A中r指定行、c指定列之元素组成的子数组的赋值 数组全元素赋值，保持A的行宽、列长不变，A、D两组元素 总合应相同 5.MATLAB的基本运算
表7 两种运算指令形式和实质内涵的异同表
指令 A．' A=s s+B s-B,B-s s.*A 数组运算 含义 非共轭转置 把标量s赋给A的每个元素 标量s分别与B元素之和 标量s分别与B元素之差 标量s分别与A元素之积 指令 A’ 矩阵运算 含义 共轭转置 标量s分别与A每个元素之积 s./B,B.\\s 标量s分别被B的元素除 S*inv(B) B阵的逆乘s A.^n A的每个元素自乘n次 A^n A阵为方阵，自乘n次 A.^p 对A各元素分别求非整数幂 A^p 方阵A的非整数乘方 A+B 对应元素相加 A+B 矩阵相加 A-B 对应元素相减 A-B 矩阵相减 A.*B 对应元素相乘 A*B 内维相同矩阵相乘 A./B A的元素别B的对应元素除 A/B A右除B B.\\A 与上相同 B\\A A左除B exp(A) 以自然数e为底，分别以A的expm(A) A的矩阵指数函数 元素为指数，求幂 log(A) 对A的各元素求对数 logm(A) A的矩阵对数函数 sqrt(A) 对A的各元素求平方根 sqrtm(A) A的矩阵平方根函数
6.MATLAB的常用函数
表8 标准数组生成函数
指令 含义 指令 diag 产生对角形数组（对高维不适rand 用） 含义 产生均匀分布随机数组 s*A eye 产生单位数组（对高维不适randn 用） magic 产生魔方数组（对高维不适zeros 用） ones 产生全1数组 size() 表9 数组操作函数
指令 diag flipud fliplr reshape rot90 det rank 产生正态分布随机数组 产生全0数组 返回指定矩阵的行数和列数 含义 提取对角线元素，或生成对角阵 以数组“水平中线”为对称轴，交换上下对称位置上的数组元素 以数组“垂直中线”为对称轴，交换左右对称位置上的数组元素 在总元素数不变的前提下，改变数组的“行数、列数” 矩阵逆时针旋转90度 方阵的行列式值 矩阵的秩
三、实验内容
1、学习使用help命令，例如在命令窗口输入help eye，然后根据帮助说明，
学习使用指令eye（其它不会用的指令，依照此方法类推）