实验六 连续系统数字仿真的基本算法
学 院:信息科学与工程学院 指导老师:吴同茂,胡扬 专业班级: 姓 名: 学 号:
一.实验任务
1.了解MATLAB命令窗口和程序文件的调用。
命令窗口:(Command window)MATLAB的主要交互窗口。用于输入MATLAB 命令、函数、数组、表达式等信息,并显示图形以外的所有计算结果。数值计算结果均以短格式(short)显示。 例如从键盘输入矩阵 A=[1 2 3; 4 5 6; 7 8 9] 按Enter 键后屏幕立即显示结果 A=
。X 以前版本窗口内各
种字体均为黑色,6.X以后各版都采用不同的颜色显示不同的字符种类,用户可根据自己的爱好利用file快捷键中的properties选项自由设置。 命令窗口可作为一个多功能高级计算器,如要计算18+(5sinπ/6)/2+cosπ/6 只须按MATLAB格式要求键入; 18+5*sin(pi/6)/(2+cos(pi/6)),然后按Enter键既可在窗口内显示出计算结果: ans= 18.8723 可利用↑键回调命令行,任意改动公式中的数据并重新计算。(例) 还可在命令窗口输入最后一次输入命令的开头字符或字符串,然后用↑键调出该命令行。
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程序文件的调用:如果你的程序中想调用文件名为Mfilename.mat的文件,只要如下指令就可以了,可以给Mfilename.mat输入函数值a,b,c,且把得到的值赋给X和Y; [X,Y]=Mfilename(a,b,c); 同时注意: 1,被调用的文件与你的主程序在同一文件夹内,否则要指明路径; 2,被调用的程序第一行需要加上该指令: function [X,Y]=Mfilename(a,b,c)。 3,输入输出函数的个数是任意的,也可以没有输入输出函数。
2.熟悉如下MATLAB的基本运算:
① 矩阵的产生、数据的输入、相关元素的显示; ② 矩阵的加法、乘法、左除、右除;
③ 特殊矩阵:单位矩阵、“1”矩阵、“0”矩阵、对角阵、随机矩阵的产生和运算; ④ 多项式的运算:多项式求根、多项式之间的乘除
(1) 直接赋值输入矩阵------是最基本且最直接的输入方式,适合小矩阵或没有任何规律的矩阵。
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(2) 以快捷方式输入矩阵------可以增量式输入,也可以通过把小矩阵扩展成为大矩阵再输入。
(3) 特殊矩阵:单位矩阵、“1”矩阵、“0”矩阵、对角阵、随机矩阵的产生。
MATLAB提供了一系列函数,来初始化这些矩阵(表)
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函数名称 单位矩阵 “1”矩阵 “0”矩阵 随机矩阵 函数语句 Y=eye(n) Y=eye(m,n) Y=eye(size(A)) Y=ones(n) Y=ones(m,n) Y=ones(size(A)) Y=zeros(n) Y=zeros(m,n) Y=zeros(size(A)) Y=rand Y=rand(n) Y=rand(m,n) Y=rand(size(A)) 说明 产生n×n维单位矩阵 产生m×n维单位矩阵 产生与矩阵A同维数的单位矩阵 产生n×n维“1”矩阵 产生m×n维“1”矩阵 产生与矩阵A同维数的“1”矩阵 产生n×n维“0”矩阵 产生m×n维“0”矩阵 产生与矩阵A同维数的“0”矩阵 产生一个随机数 产生n×n维平均分布的随机矩阵 产生m×n维平均分布的随机矩阵 产生与矩阵A同维数的平均分布随机矩阵 (4) 矩阵的加减法运算------运算规则,运算符完全相同
(5) 矩阵的乘法运算
矩阵A,B相乘要求A的列数和B的行数相等,除非其中一项是标量。设A是m×s矩阵,B是s×n矩阵,则A,B相乘得到m×n的矩阵C,可表示为:C(i,j)=∑A(i,k)B(k,j)。 (6) 矩阵的除法运算
在Matlab中有两种矩阵除法符号:“\”即左除和“/”即右除.如果A矩阵是非奇异方阵,则A\\B是A的逆矩阵乘B,即inv(A)*B;而B/A是B乘A的逆矩阵,即B*inv(A).具体计算时可不用逆矩阵而直接计算.
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通常:x=A\\B就是A*x=B的解; x=B/A就是x*A=B的解.
当B与A矩阵行数相等可进行左除.如果A是方阵,用高斯消元法分解因数.解方程:A*x(:, j)=B(:, j),式中的(:, j)表示B矩阵的第j列,返回的结果x具有与B矩阵相同的阶数,如果A是奇异矩阵将给出警告信息.
一、实验任务
熟悉MATLAB基本绘图命令,掌握如下绘图方法: 1. 坐标系的选择、图形的绘制;
绘制二维曲线最基本的函数是plot(),其基本调用格式为:plot(x,y) 例如:(1)绘制y=Sin3t,t?[0,2π]的图形; (2)分析对X=
,Y=
应用plot(x,y)作图的结果。
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