精選文庫 — 實驗環(huán)境 MATLAB 7.0 實驗名稱 實驗一：熟悉 MATLAB 環(huán)境及 Matlab 基本操作

　實 驗 目 的 1、熟悉 MATLAB 環(huán)境及各種基本 Matlab 操作

　實驗原理實驗原理 MATLAB 是以復雜矩陣作為基本編程單元的一種程序設計語言。它提供了各種矩陣的運算與操作，并有較強的繪圖功能。

　 利用 FILE 菜單可方便對文件或窗口進行管理。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)建對應文件或模塊。EDIT 菜單允許用戶和 WINDOWS 的剪切板交互信息。

　MATLAB 語言最基本的賦值語句結(jié)構(gòu)為：變量名列表=表達。表達式由操作符或其它字符，函數(shù)和變量名組成，表達式的結(jié)果為一個矩陣，顯示在屏幕上，同時輸送到一個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 坐標圖

　 Loglog

　雙對數(shù)坐標圖

　 Semilogx

　X 軸對數(shù)半對數(shù)坐標圖

　 Semilogy

　Y 軸對數(shù)半對數(shù)坐標圖

　 Polar

　 極坐標圖

　 Mesh

　 三維消隱圖

　 Contour

　 等高線圖

　 Bar

　 條形圖

　 Stairs

　 階梯圖

　實

　驗

　原

　理 除了可以在屏幕上顯出圖形外，還可以對屏幕上已有的圖形加注釋、題頭或坐標網(wǎng)格。

　 圖形加注

　 Title

　 畫題頭

　Xlabel

　 x 軸標注

　Ylabel

　 y 軸標注

　Text

　 任意定位的標注

　Gtext

　鼠標定位標注

　Dgrid

　網(wǎng)格

　 關于坐標軸尺寸的選擇和圖形處理等控制命令：

　 圖形控制命令

　 Axis

　 人工選擇坐標軸尺寸

　Clg

　清除圖形窗口

　Ginput

　利用鼠標的十字準線輸入

　Hold

　 保持圖形

　Shg

　顯示圖形窗口

　Subplot

　 將圖形窗口分成 N 塊子窗

　實

　驗

　內(nèi)

　容 < 驗證性實驗> 1、將 Matlab 當前目錄變更到 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。

　< 設計性實驗> 3、用 MATLAB 程序建立九九乘法表。

　4、求連續(xù)自然數(shù)的和，當和大于等于 1000 時，求最后一個自然數(shù)以及自然數(shù)的和。

　5、MATLAB 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

　驗

　結(jié)

　果

　及

　分

　析 驗 實驗 1 ：程序如下 x=1:10 y=2*x;

　plot(x,y) 仿真結(jié)果：

　 實驗結(jié)果分析：

　仿真結(jié)果是條很規(guī)則的直線，X 軸和 Y 軸一一對應，清楚明了，而序 又特別簡單。用 所以用 Maltab 軟件很方便地畫出規(guī)則的直線，方便研究。

　實

　驗

　結(jié)

　果

　及

　分

　析 實驗 2：程序如下：

　clear all

　sum=0;

　for n=1:2:97

　sum=sum+n;

　end

　sum=sum+99

　disp("程序運行結(jié)束！")

　 實驗結(jié)果如下。

　實驗 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

　sum

　 這道題需要注意的一點是語句sum=sum+i 后要加分號。這樣就不會出現(xiàn)i每賦值一次窗口就顯示一次sum 值。

　實驗 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

　驗

　結(jié)

　果

　及

　分

　析 實驗 3 仿真結(jié)果：

　實驗 4 程序如下: clear all

　n=0;

　sum=0;

　while(sum<1000)

　n=n+1;

　sum=sum+n;

　end

　str1 = ["最后一個自然數(shù)為:",num2str(n)];

　str2 = ["計算結(jié)果為：",num2str(sum)];

　disp(str1)

　disp(str2) 實驗4結(jié)果為：

　實驗 5 程序：

　n=input("n");

　sum=1;

　 if(n==0)

　break;

　else

　 for

　m=1:n

　 sum=sum*m;

　end

　 end

　sum

　仿真結(jié)果：

　n5 sum = 120

　實驗名稱 實驗二：

　Matlab 在通信原理中的應用

　實 驗 目 的

　1、掌握通信原理課程中基本知識的 Matlab 編程、仿真方法

　 實驗原理實驗原理

　實驗 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;

　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)制信號及其包絡");

　xlabel("t");

　rt = s_am.*cos(2 * pi * fc * t);

　rt = rt - mean(rt);

　[f,rf] = T2F(t,rt);

　[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)后的信號波形與輸入信號的比較");

　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(AM信號功率譜");

　xlabel("f");

　實

　驗

　內(nèi)

　容 < 設計性 實驗> 1、用 Matlab 產(chǎn)生一個頻率為 2Hz、功率為 1 的正弦信源 m(t),設載波頻率為 10Hz，A 分別等于 0.5、1、1.5，試畫出：

　（1）AM 調(diào)制信號； （2）調(diào)制信號的功率譜密度； （3）相干解調(diào)后的信號波形 （選做）

　（4）研究調(diào)制深度與失真的關系。

　（選做）

　< 設計性實驗> （選做）

　2、消息 ( ) m t 是周期為 2s 的周期信號，它在區(qū)間 [0,2] 的定義如下：

　0.1 1( ) 2 1 1.90t tm t t t? ? ??? ? ? ? ????其它 該信號用 DSB 方案調(diào)制 50Hz 的載波。

　（1）繪出調(diào)制信號。

　（2）繪出調(diào)制信號的頻譜。

　（3）比較調(diào)制信號和未調(diào)制信號的頻譜。

　實

　驗

　結(jié)

　果

　及

　分

　析 1、 A=0.5

　2、 A=1

　實

　驗

　結(jié)

　果

　及

　分

　析 A=1.5

　實驗名稱 實驗三 Matlab 在信號與系統(tǒng)中的應用

　實 驗 目 的 1、掌握信號與系統(tǒng)課程中基本知識的 Matlab 編程、仿真方法

　實

　驗

　原

　理 實驗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");

　subplot(1,2,2);

　step(b,a,0:p:5);

　title("階躍響應");

　實

　驗

　內(nèi)

　容 < 設計性 實驗> 1、用 MATLAB 在時域中編程求解 y′(t)+y(t)=f(t), f(t)= exp(-3t)ε(t)的沖激響應、階躍響應。在 simulink 仿真環(huán)境下，設計系統(tǒng)框圖，分析系統(tǒng)的沖激響應、階躍響應。

　< 設計性實驗> （選做）

　2、用 MATLAB 在時域中編程求解 y′(t)+y(t)=f(t), f(t)=(1+exp(-3t))ε(t)的沖激響應、階躍響應，要求用 conv 編程實現(xiàn)系統(tǒng)響應。在 simulink 仿真環(huán)境下，設計系統(tǒng)框圖，分析系統(tǒng)的沖激響應、階躍響應。

　實

　驗

　結(jié)

　果

　及

　分

　析 實驗 1 仿真結(jié)果：

　simulink 仿真環(huán)境下 沖激響應

　階躍響應

　實驗名稱實驗名稱

　實驗四 Matlab 在數(shù)字信號處理中的應用 實 驗 目 的 1、掌握數(shù)字信號處理課程中基本知識的 Matlab 編程、仿真方法 實

　驗

　原

　理 驗 實驗 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(" 時間");

　t2=0:1/12000:0.004;

　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");

　實

　驗

　內(nèi)

　容 < 設計性 實驗> 1、對于連續(xù)信號 x(t)=1+cos(2πft)，其中 f=5kHz,分別以采樣頻率 fs=6 kHz 和 fs=12kHz 對其進行采樣，

　（1）分別繪出對應的采樣信號。

　（2）對信號進行傅里葉變換，繪出對應的曲線。

　（3）在 simulink 仿真環(huán)境下，設計系統(tǒng)框圖，觀察信號的頻譜成分。

　< 設計性實驗> （選做）

　2、對于連續(xù)信號 ) 2 cos( ) 2 cos( 5 ) 2 ( cos ) (3 2 1 at f t f t f t x ? ? ? ? ? ? ，其中 kHz 5 . 61 ?f ，kHz 72 ?f ，對信號進行傅里葉變換。設計合適的采樣頻率對信號進行采樣。對信號進行快速傅里葉變換 FFT,分析信號的頻譜成分。在 simulink 仿真環(huán)境下，設計系統(tǒng)框圖，分析信號的頻譜成分。

　實

　驗

　結(jié)

　果

　及

　分

　析 實驗 1 仿真結(jié)果:

　6khz

　12kHZ

　實

　驗

　總

　結(jié) 學習了 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。隨著社會的不斷發(fā)展，科技的不斷進步，計算機的普及，它也被應用在越來越多的方面。

　MATLAB 的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達式與數(shù)學、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 的最突出的特點就是簡潔。

　MATLAB 的功能是非常強大的，MATLAB 不僅有強大的運算功能，它還有強大的繪圖功能，我對它的了解也僅僅就是一點點，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)學函數(shù)中的三角函數(shù)、復函數(shù)、多項式函數(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，還有用來模擬隨機發(fā)生事件的隨機函數(shù)。這些我都不了解。

　雖學習 MATLAB 的時間雖然很短，但卻讓我了解到了它的強大和它的功能。我想就算時間足夠，老師也不能把所有的都講解給我們，因為一個軟件的功能需要我們自己不斷的去摸索。老師只是個指路的明燈，最終的學習還是要靠自己。而且在摸索過程中，我們能夠發(fā)現(xiàn)和體會學習的快樂！

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