Matlab實(shí)驗(yàn)報(bào)告 (2)
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1、華 北 電 力 大 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 實(shí)驗(yàn)環(huán)境 MATLAB 7.0 實(shí)驗(yàn)名稱 實(shí)驗(yàn)一:熟悉MATLAB環(huán)境及Matlab基本操作 實(shí) 驗(yàn) 目 的 1、熟悉MATLAB環(huán)境及各種基本Matlab操作 實(shí)驗(yàn)原理 MATLAB?是以復(fù)雜矩陣作為基本編程單元的一種程序設(shè)計(jì)語言。它提供了各種矩陣的運(yùn)算與操作,并有較強(qiáng)的繪圖功能。 利用FILE菜單可方便對(duì)文件或窗口進(jìn)行管理。其中FILE|NEW的各子菜單,M-FILE(M文件)、FIGURE(圖形窗口)、或MODEL(SIMULINK編輯界面)分別可創(chuàng)建對(duì)應(yīng)文件或模塊。EDIT菜單允許用戶和WINDOWS的剪切
2、板交互信息。 MATLAB語言最基本的賦值語句結(jié)構(gòu)為:變量名列表=表達(dá)。表達(dá)式由操作符或其它字符,函數(shù)和變量名組成,表達(dá)式的結(jié)果為一個(gè)矩陣,顯示在屏幕上,同時(shí)輸送到一個(gè)變量中并存放于工作空間中以備調(diào)用。如果變量名和“=”省略,則ANS變量將自動(dòng)建立,例如鍵入:1900/81,得到輸出結(jié)果:ans =23.4568。 在MATLAB中把數(shù)據(jù)繪成圖形可有多種命令一供選擇。下面列出了這些命令: ????????????繪圖命令 ???????? Plot????????線性X-Y坐標(biāo)圖 ???????? Loglog??????雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖 ???????? Semilogx??? X軸
3、對(duì)數(shù)半對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖 ???????? Semilogy??? Y軸對(duì)數(shù)半對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖 ???????? Polar???????極坐標(biāo)圖 ???????? Mesh???????三維消隱圖 ???????? Contour?????等高線圖 ???????? Bar?????????條形圖 ???????? Stairs???????階梯圖 實(shí) 驗(yàn) 原 理 除了可以在屏幕上顯出圖形外,還可以對(duì)屏幕上已有的圖形加注釋、題頭或坐標(biāo)網(wǎng)格。 ???????????????????圖形加注 ?????? Title?????????畫題頭 ??????? Xl
4、abel?????? x軸標(biāo)注 ??????? Ylabel?????? y軸標(biāo)注 ??????? Text?????????任意定位的標(biāo)注 ??????? Gtext????????鼠標(biāo)定位標(biāo)注 ??????? Dgrid????????網(wǎng)格? 關(guān)于坐標(biāo)軸尺寸的選擇和圖形處理等控制命令: ?????????????圖形控制命令 ???? Axis???????人工選擇坐標(biāo)軸尺寸 ????? Clg????????清除圖形窗口 ????? Ginput??????利用鼠標(biāo)的十字準(zhǔn)線輸入 ????? Hold???????保持圖形 ????? Shg????????
5、顯示圖形窗口 ????? Subplot?????將圖形窗口分成N塊子窗 ? 第 14 頁 實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容 <驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)> 1、將Matlab當(dāng)前目錄變更到D:\自己姓名拼音文件夾下,并建立新文件畫出y=2 * x的曲線,并將曲線圖形保存在當(dāng)前目錄下。 2、使用for語句及while語句求解1至100整數(shù)中奇數(shù)的和。 <設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)> 3、用MATLAB程序建立九九乘法表。 4、求連續(xù)自然數(shù)的和,當(dāng)和大于等于1000時(shí),求最后一個(gè)自然數(shù)以及自然數(shù)的和。 5、MATLAB
6、函數(shù)是可以遞歸調(diào)用的,即在函數(shù)的內(nèi)部調(diào)用函數(shù)自身,試用遞歸方式編寫n!函數(shù)。 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 及 分 析 實(shí)驗(yàn)1:程序如下 x=1:10 y=2*x; plot(x,y)仿真結(jié)果: 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析: 仿真結(jié)果是條很規(guī)則的直線,X軸和Y軸一一對(duì)應(yīng),清楚明了,而序又特別簡單。所以用Maltab 軟件很方便地畫出規(guī)則的直線,方便研究。 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 及 分 析 實(shí)驗(yàn)2:程序如下: clear all sum=0; for n=1:2:97 sum=sum+n; end sum=sum+99 disp('
7、程序運(yùn)行結(jié)束!') 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。 實(shí)驗(yàn)2結(jié)果分析: 這道題有多種方法,例如如下程序: clear all sum=0; for i=1:2:100 sum=sum+i; end
8、 sum 這道題需要注意的一點(diǎn)是語句sum=sum+i 后要加分號(hào)。這樣就不會(huì)出現(xiàn)i每賦值一次窗口就顯示一次sum 值。 實(shí)驗(yàn)3:程序如下: clear all for x=1:9 a=[]; for y=1:x term=([num2str(y),'*',num2str(x),'=',num2str(x*y,'%2d')]); if x*y<10 term=[term,' ']; else term=[term,' ']; end a=[a,term]; end disp(a) end 實(shí)
9、驗(yàn) 結(jié) 果 及 分 析 實(shí)驗(yàn)3仿真結(jié)果: 實(shí)驗(yàn)4程序如下: clear all n=0; sum=0; while(sum<1000) n=n+1; sum=sum+n; end str1 = ['最后一個(gè)自然數(shù)為:',num2str(n)]; str2 = ['計(jì)算結(jié)果為:',num2str(sum)]; disp(str1) disp(str2) 實(shí)驗(yàn)4結(jié)果為: 實(shí)驗(yàn)5程序: n=input('n'); sum=1; if(n==0) break; else f
10、or m=1:n sum=sum*m; end end sum 仿真結(jié)果: n5 sum = 120 實(shí)驗(yàn)名稱 實(shí)驗(yàn)二: Matlab在通信原理中的應(yīng)用 實(shí) 驗(yàn) 目 的 1、掌握通信原理課程中基本知識(shí)的Matlab編程、仿真方法 實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)1程序: dt = 0.001; fm = 2; fc = 10; T = 5; t = 0:dt:T; mt = sqrt(2) * cos(2 * pi * fm * t); A = 0.5;
11、s_am = (A + mt).* sin(2 * pi * fc * t); B = 2 * fm; figure(1) subplot(311) plot(t,s_am);hold on; plot(t,A + mt,'r--'); title('AM調(diào)制信號(hào)及其包絡(luò)'); xlabel('t'); rt = s_am.*cos(2 * pi * fc * t); rt = rt - mean(rt); [f,rf] = T2F(t,rt); [
12、t,rt] = lpf(f,rf,2 * fm); subplot(312) plot(t,rt);hold on; plot(t,mt/2,'r--'); title('相干解調(diào)后的信號(hào)波形與輸入信號(hào)的比較'); xlabel('t') subplot(313) [f,sf]=T2F(t,s_am); psf = (abs(sf).^2)/T; plot(f,psf); axis([ -2*fc 2*fc 0 max(psf)]); title(
13、AM信號(hào)功率譜'); xlabel('f'); 實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容 <設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)> 1、用Matlab產(chǎn)生一個(gè)頻率為2Hz、功率為1的正弦信源m(t),設(shè)載波頻率為10Hz,A分別等于0.5、1、1.5,試畫出: (1)AM調(diào)制信號(hào); (2)調(diào)制信號(hào)的功率譜密度; (3)相干解調(diào)后的信號(hào)波形(選做) (4)研究調(diào)制深度與失真的關(guān)系。(選做) <設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)>(選做) 2、消息是周期為2s的周期信號(hào),它在區(qū)間的定義如下: 該信號(hào)用DSB方案調(diào)制50Hz的載波。 (1)繪出調(diào)制信號(hào)。 (2)繪出調(diào)制信號(hào)的頻譜。 (3)比較調(diào)制信號(hào)和未調(diào)制
14、信號(hào)的頻譜。 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 及 分 析 1、 A=0.5 2、 A=1 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 及 分 析 A=1.5 實(shí)驗(yàn)名稱 實(shí)驗(yàn)三 Matlab在信號(hào)與系統(tǒng)中的應(yīng)用 實(shí) 驗(yàn) 目 的 1、掌握信號(hào)與系統(tǒng)課程中基本知識(shí)的Matlab編程、仿真方法 實(shí) 驗(yàn) 原 理 實(shí)驗(yàn)1程序: b=[1]; a=[1 1]; p=0.5; t=0:p:5; x=exp(-3*t); subplot(1,2,1); impulse(b,a,0:p:5); title('沖激響應(yīng)'); subplo
15、t(1,2,2); step(b,a,0:p:5); title('階躍響應(yīng)'); 實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容 <設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)> 1、用MATLAB在時(shí)域中編程求解 y′(t)+y(t)=f(t), f(t)= exp(-3t)ε(t)的沖激響應(yīng)、階躍響應(yīng)。在simulink仿真環(huán)境下,設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖,分析系統(tǒng)的沖激響應(yīng)、階躍響應(yīng)。 <設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)>(選做) 2、用MATLAB在時(shí)域中編程求解 y′(t)+y(t)=f(t), f(t)=(1+exp(-3t))ε(t)的沖激響應(yīng)、階躍響應(yīng),要求用conv編程實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)響應(yīng)。在simulink仿真環(huán)境下,設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖,分析系統(tǒng)的沖激
16、響應(yīng)、階躍響應(yīng)。 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 及 分 析 實(shí)驗(yàn)1仿真結(jié)果: simulink仿真環(huán)境下 沖激響應(yīng) 階躍響應(yīng) 實(shí)驗(yàn)名稱 實(shí)驗(yàn)四 Matlab在數(shù)字信號(hào)處理中的應(yīng)用 實(shí) 驗(yàn) 目 的 1、掌握數(shù)字信號(hào)處理課程中基本知識(shí)的Matlab編程、仿真方法 實(shí) 驗(yàn) 原 理 實(shí)驗(yàn)1程序: t1=0:1/6000:0.004; x1=1+cos(2*pi*5000*t1); subplot(4,1,1); plot(t1,x1); title('采樣頻率為6千赫茲 '); xlabel('時(shí)間'); t2=0:1/1
17、2000:0.004; x2=1+cos(2*pi*5000*t2); subplot(4,1,2); plot(t2,x2); title('采樣頻率為12千赫茲'); xlabel('時(shí)間'); F1=fft(x1,1024); n=0:1023; f=6000*n/1024; subplot(4,1,3); plot(f,abs(F1));title('6000Hz頻譜'); F2=fft(x2,1024); n=0:1023;f=12000*n/1024; subplot(4,1,4); plot(f,abs(F2));title('12000Hz頻譜');
18、 實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容 <設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)> 1、對(duì)于連續(xù)信號(hào)x(t)=1+cos(2πft),其中f=5kHz,分別以采樣頻率fs=6 kHz和fs=12kHz對(duì)其進(jìn)行采樣, (1)分別繪出對(duì)應(yīng)的采樣信號(hào)。 (2)對(duì)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換,繪出對(duì)應(yīng)的曲線。 (3)在simulink仿真環(huán)境下,設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖,觀察信號(hào)的頻譜成分。 <設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)>(選做) 2、對(duì)于連續(xù)信號(hào),其中,,對(duì)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換。設(shè)計(jì)合適的采樣頻率對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣。對(duì)信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換FFT,分析信號(hào)的頻譜成分。在simulink仿真環(huán)境下,設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖,分析信號(hào)的頻譜成分。 實(shí)
19、驗(yàn) 結(jié) 果 及 分 析 實(shí)驗(yàn)1仿真結(jié)果: 6khz 12kHZ 實(shí) 驗(yàn) 總 結(jié) 學(xué)習(xí)了MATLAB這門課程,我了解該軟件的基本功能,也知道了該軟件在我們生活中的重要地位。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,科技的不斷進(jìn)步,計(jì)算機(jī)的普及,它也被應(yīng)用在越來越多的方面。 MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣,它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB來解算問題要比用C,F(xiàn)ORTRAN等語言完成相同的事情簡捷得多,MATLAB的最突出的特點(diǎn)就是簡潔。 MATLAB的功能是非常強(qiáng)大的,MATLAB不僅有強(qiáng)大的運(yùn)算功能,它還有強(qiáng)大的繪圖功能,我對(duì)它的了解也僅僅就是一點(diǎn)點(diǎn),或許說還沒有入門。比如說它含有豐富的內(nèi)建函數(shù),例如數(shù)學(xué)函數(shù)中的三角函數(shù)、復(fù)函數(shù)、多項(xiàng)式函數(shù)、數(shù)據(jù)分析函數(shù)的求平均值、最大最小值、排序等,以及邏輯/選擇函數(shù)如if-else等,還有用來模擬隨機(jī)發(fā)生事件的隨機(jī)函數(shù)。這些我都不了解。 雖學(xué)習(xí)MATLAB的時(shí)間雖然很短,但卻讓我了解到了它的強(qiáng)大和它的功能。我想就算時(shí)間足夠,老師也不能把所有的都講解給我們,因?yàn)橐粋€(gè)軟件的功能需要我們自己不斷的去摸索。老師只是個(gè)指路的明燈,最終的學(xué)習(xí)還是要靠自己。而且在摸索過程中,我們能夠發(fā)現(xiàn)和體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂!
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