matlab實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)序號(hào)：日期：年月日

班級(jí)實(shí)驗(yàn)名稱問題背景描述：姓名學(xué)號(hào)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)原理與數(shù)學(xué)模型：實(shí)驗(yàn)所用軟件及版本：主要能容（要點(diǎn)）：實(shí)驗(yàn)過程記錄（含基本步驟、主要程序清單及異常情況記錄等）：實(shí)驗(yàn)過程記錄（含基本步驟、主要程序清單及異常情況記錄等）：實(shí)驗(yàn)結(jié)果報(bào)告及實(shí)驗(yàn)總結(jié)：思考與深入：教師評(píng)語(yǔ)：

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MATLAB

實(shí)驗(yàn)報(bào)告

專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)姓名

實(shí)驗(yàn)一Matlab環(huán)境及命令窗口的使用實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：熟練掌握MATLAB的啟動(dòng)和退出；熟悉MATLAB的命令窗口；熟悉常用選單和工具欄；熟悉MATLAB桌面的其它窗口。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：?jiǎn)��?dòng)MATLAB，熟悉各環(huán)境窗口及作用，熟悉file、edit、View等菜單下各選項(xiàng)的功能；熟悉工具欄中各項(xiàng)的功能；打開演示程序（demo），開始其中的演示程序；退出MATLAB（exit、quit）。

在命令窗口中，輸入簡(jiǎn)單的命令操作；打開函數(shù)編輯窗，編寫簡(jiǎn)單的程序并保存；程序：

>>x1=sqrt(100),x2=5.48,y=9/x2x1=10x2=5.4800y=1.6423>>demo

演示框左側(cè)是庫(kù)目錄，選定demo下的圖形類（Graphics）按鈕，雙擊演示框右邊的欄里的functionofcomplexvariable選項(xiàng)，就會(huì)出現(xiàn)如圖中的演示框。此例為復(fù)數(shù)Z的三次方：Z^3。

實(shí)驗(yàn)二Matlab數(shù)值計(jì)算

實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：熟練掌握matlab變量的使用；熟練掌握矩陣的創(chuàng)建；熟悉掌握matlab的矩陣和數(shù)組的運(yùn)算；熟悉matlab多項(xiàng)式的運(yùn)算。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

1、給2×3階矩陣變量a賦值（注意逗號(hào)與分號(hào)的使用），取其第2行第2個(gè)元素，取其第

2行元素，取其第1列和第3列的元素；計(jì)算a/3、5*a、a+2等的值；程序：

>>a=[7,9,5;5,9,4]a=

795594>>a=[7,9,5;594]a=

795594>>b=a([2],[2])b=9

>>c=a([2],:)c=

594>>d=a(:,[1,3])d=

7554>>e=a/3

e=

2.33333.00001.66671.66673.00001.3333>>5*a

ans=

354525254520>>a+2ans=

911771162、生成2×3階的全1矩陣x和3×3魔方矩陣y，計(jì)算a+x,x*y，x/y，y^2,2^a;a.*x,a.\\x，y.^2,2.^a的值。程序：>>x=ones(2,3)x=

111111>>y=magic(3)y=

81635749

>>a+x

ans=

81066105

（注意不同行列數(shù)之間不能相加）>>x*yans=

151515

151515>>x/y

ans=

0.06670.06670.06670.06670.06670.0667（左除與右除的區(qū)別）>>y^2ans=

916767679167

676791>>2^a

???Errorusing==>mpower

Inputsmustbeascalarandasquarematrix.

(注意2后面要加點(diǎn)表示按元素群運(yùn)算)正確如下：>>2.^aans=

12851232

3251216>>a.*xans=

795594>>a.\\x

ans=

0.14290.11110.201*0.201*0.11110.2500>>y.^2ans=

6413692549

16814

3多項(xiàng)式a=3x^5+4x^4+7x^3+9x+12,b=x^5-4x^4+3x^3-2x+6,計(jì)算a+b,a*b,a/b,求b的根，當(dāng)x=3時(shí)求a的值。程序：

>>a=[3,4,7,9,12],b=[1,-4,3,-2,6],a+b

a=

347912b=

1-43-26ans=

4010718>>a=[3,4,7,9,12],b=[1,-4,3,-2,6],conv(a,b)a=

347912b=

1-43-26ans=

3-80-137-11603072>>a=[3,4,7,9,12],b=[1,-4,3,-2,6],[s,y]=deconv(a,b)a=

347912b=

1-43-26s=3y=

016-215-6(相除s表示商，y表示余子式)>>roots(b)ans=

3.00001.6956-0.3478+1.0289i-0.3478-1.0289i>>polyval(a,3)ans=453

實(shí)驗(yàn)三M文件的建立

實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：熟練掌握主程序文件的建立；熟練掌握函數(shù)文件的建立；熟悉M文件的調(diào)試；熟悉M文件的保存；熟悉M文件的運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：建立一個(gè)函數(shù)文件file1，定義函數(shù)f(x)=1/((x-2)^2+0.1)+1/((x-3)^4+0.01)-4；建立一個(gè)主程序文件mainf，分別求出f(x)在[2，3]內(nèi)的極小值，在2，3.5附近的零點(diǎn)，并繪制出其在[0,5]內(nèi)的曲線及橫軸（0，0），（0，5）。

Fminbnd(’f’,2,3),fzero(‘f’,2),fzero(‘f’,3.5),fplot(‘f’,[0,5]),line([0,5],[0,0])功能函數(shù)：文件名：file1.mfunctiony=file1(x)

y=1./((x-2).^2+.1)+1./((x-3).^4+.01)-4;end

主程序文件：文件名：mainf.m

clearcloseall

m=fminbnd("file1",2,3),holdon,plot(m,file1(m),"*k")%在[2,3]內(nèi)的極小值;

n=fzero("file1",2),holdon,plot(n,0,"*k")%在2附近的零點(diǎn);z=fzero("file1",3.5),plot(z,0,"*k")%在3.5附近的零點(diǎn);fplot("file1",[0,5])line([0,5],[0,0])>>mainfm=2.2704n=

1.5915z=

3.7157

100806040200-201*.511.522.533.544.55

實(shí)驗(yàn)四MATLAB計(jì)算的可視化

實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：

熟練掌握Matlab二維曲線的設(shè)計(jì)；熟練掌握各種特殊圖形的繪制；熟練掌握各種坐標(biāo)控制語(yǔ)句的使用。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

繪圖：習(xí)題：4.4設(shè)y=cosx[0.5+3sinx/(1+x^2)],把x=0~2pi間分為101點(diǎn)，畫出以x為橫坐標(biāo)，y為縱坐標(biāo)的曲線。（linspace：綠色*線）。程序如下：

clear,closeallx=linspace(0,2*pi,101);

y=cos(x).*(0.5+3*sin(x)./(1+x.^2));plot(x,y,"*g")

1.510.50-0.5-101234567

4.14設(shè)x=zsin3z,y=zcos3z，要求在z=0~10區(qū)間內(nèi)畫出x,y,z三維曲線（plot3：藍(lán)色虛線）程序如下：

clear,closeall

z=0:0.1:10;x=z.*(sin(3*z));y=z.*(cos(3*z));plot3(x,y,z,":b")

10864201*50-5-10-10-55010

4.15設(shè)z=x^2e^(-(x^2+y^2))，求定義域x=[-2,2],y=[-2,2]內(nèi)的z值，網(wǎng)格取0.1見方。（meshgrid，

mesh），加標(biāo)題（title），加軸名（xlabel，ylabel，zlabel），加網(wǎng)格（grid）。程序：

clear,closeallx=-2:0.1:2;y=-2:0.1:2;

X=x"*ones(1,length(y));Y=ones(length(x),1)*y;[X,Y]=meshgrid(-2:0.1:2,-2:0.1:2);z=X.*X.*exp(-X.^2-Y.^2);mesh(z);

title("4.15"),xlabel("X"),ylabel("Y"),zlabel("Z");gridon

4.150.40.3Z0.20.10604020Y010020X305040

在同一坐標(biāo)軸內(nèi)繪圖：t1=0:0.5:2*pi;y1=exp(-0.5*t).*sin(t);紅色實(shí)線。t2=0:0.2:3*pi;y2=exp(-0.5*t).*sin(2*t+1)；色虛線。最后，用gtext加上標(biāo)注，y1,y2。程序：

clear,closeall

t1=0:0.5:2*pi;y1=exp(-0.5*t1).*sin(t1);plot(t1,y1,"-r"),holdon,

t2=0:0.2:3*pi;y2=exp(-0.5*t2).*sin(2*t2+1);plot(t2,y2,":b"),gtext("y1"),gtext("y2")

10.5y1y20-0.50123456789

繪制其他類型圖：

t=0:0.5:2*pi;y=3*sin(x+1);在子圖中分別繪制直角坐標(biāo)圖（plot），脈沖圖（stem），階梯圖（stairs），條形圖（bar）。程序：

clear,closeall

t=0:0.5:2*pi;y=3*sin(t+1);

subplot(2,2,1),plot(t,y),title("plot(t,y)");subplot(2,2,2),stem(t,y),title("stem(t,y)");subplot(2,2,3),stairs(t,y),title("stairs(t,y)");subplot(2,2,4),bar(t,y),title("bar(t,y)"

plot(t,y)420-2-402stairs(t,y)420-2-40246420-2-4-5051046420-2-402bar(t,y)46stem(t,y)

實(shí)驗(yàn)五邏輯運(yùn)算與流程控制

實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：熟悉邏輯控制語(yǔ)句表達(dá)式的運(yùn)用，熟練掌握流程控制語(yǔ)句的使用以及其在復(fù)雜循環(huán)程序中的應(yīng)用。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.邏輯運(yùn)算：n為下標(biāo)，利用邏輯語(yǔ)句生成一個(gè)只在n=3處有一個(gè)脈沖的向量x；生成一個(gè)在[3，5]內(nèi)為1，其余為零的向量y。生成一個(gè)在3以后為1其余為零的向量z。clear,closeall

t0=0;tf=10;dt=0.01;t1=3;

t=t0:tf;x1=[(t-t1)==0];

subplot(2,2,1),stem(t,x1),title("脈沖的向量x");axis([0,5,0,1.2])m=(t0:dt:tf);x2=[(m-t1)>=0];

subplot(2,2,3),stairs(m,x2),title("向量z")axis([0,5,0,1.1])

x3=[((m-3)>=0)&(m-5

脈沖的向量x11向量y0.50.50012345002468向量z10.50012345

2.流程控制語(yǔ)句及應(yīng)用：分別用if語(yǔ)句switch語(yǔ)句編程實(shí)現(xiàn)，判斷一個(gè)數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)的。用if語(yǔ)句編程：

clear,closealln=input("n=");if(rem(n,2)==0)A="even";elseA="odd",end

結(jié)果：n=57

A=odd

用switch語(yǔ)句編寫：

clear,closealln=input("n=");

switchmod(n,2),case1,A="奇",case0,A="偶",otherwise,A="空",end

結(jié)果：n=4A=偶

用for語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)諧波合成情況：T=2*pi，分別計(jì)算f1(t)=sin(t),f3(t)=sin(t)+1/3sin(t),…直到9次諧波，并作圖演示合成過程。程序：

clear,closeally=0;t=0:0.1:2*pi;fori=1:2:19

y=y+sin(i*t)*1/i;plot(t,y),holdon,pause

end,grid

10.80.60.40.20-0.2-0.4-0.6-0.8-101234567

實(shí)驗(yàn)六數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：熟悉由MATLAB提供的信號(hào)處理工具箱中濾波器分析函數(shù)的用法；掌握數(shù)字濾波器幅頻特性和相頻特性曲線的繪制方法，加深數(shù)字濾波器頻響特性的理解。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

二階低通濾波器的系統(tǒng)函數(shù)為：

H(z)(2z22z12

求其頻率響應(yīng)并作圖（0~2*pi）。提示：利用H=freqz(B,A,w)。

clear,closeallb=[1,2,1];

2)z(22)a=[2+sqrt(2),0,2-sqrt(2)];N=input("取頻率數(shù)組的點(diǎn)數(shù)N=");w=(0:N-1)*pi/N;

H=polyval(b,exp(i*w))./polyval(a,exp(i*w));%求頻率響應(yīng)

figure(1)%在線性坐標(biāo)內(nèi)畫頻率特性subplot(2,1,1),plot(w,abs(H)),grid

title("幅頻響應(yīng)"),Ylabel("幅度")

subplot(2,1,2),plot(w,unwrap(angle(H))),grid

title("相頻響應(yīng)"),Ylabel("相角")

figure(2)%在對(duì)數(shù)坐標(biāo)內(nèi)畫頻率特性subplot(2,1,1),semilogx(w,20*log10(abs(H))),gridtitle("幅頻響應(yīng)"),Ylabel("分貝")

subplot(2,1,2),semilogx(w,unwrap(angle(H))),gridtitle("相頻響應(yīng)"),Ylabel("弧度")

取頻率數(shù)組的點(diǎn)數(shù)N=200

幅頻響應(yīng)1幅度0.5000.511.522.533.5相頻響應(yīng)0-1相角-2-3-400.511.522.533.5幅頻響應(yīng)0分貝-50-100-2100-110-110相頻響應(yīng)0101弧度-2-3-4-210-1011010

實(shí)驗(yàn)七IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：熟悉用雙線性變換設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器的原理與方法；掌握基于Matlab實(shí)現(xiàn)IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：設(shè)計(jì)一個(gè)切比雪夫Ⅱ帶通數(shù)字濾波器，設(shè)計(jì)指標(biāo)如下：低端通帶截止頻率：ωls=0.25π；低端阻帶截止頻率：ωlp=0.35π

高端阻帶截止頻率：ωup=0.65π；高端通帶截止頻率：ωus=0.75π

通帶最大衰減：Rp=1dB；阻帶最小衰減:Rs=60dB；畫出濾波器的幅頻響應(yīng)。程序：

clear;closeallRp=1;Rs=60;

Ws=[0.25,0.75];Wp=[0.35,0.65];[N,wc]=cheb2ord(Wp,Ws,Rp,Rs);[b,a]=cheby2(N,Rs,wc);[h,w]=freqz(b,a);

plot(w/pi,20*log10(abs(h)));title("幅頻響應(yīng)");grid

xlabel("w/π");ylabel("幅度)")axis([0,1,-80,5]);

幅頻響應(yīng)0-10-20-30幅度)-40-50-60-70-8000.10.20.30.40.5w/π0.60.70.80.91

實(shí)驗(yàn)八FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：掌握FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)原理和方法；熟悉線性相位FIR數(shù)字濾波器特性，掌握運(yùn)用Matlab實(shí)驗(yàn)基于窗函數(shù)、等波紋最佳一致逼近法的FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：用漢寧窗設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)帶通濾波器，技術(shù)指標(biāo)為：

低端阻帶截止頻率：ωls=0.3π；低端通帶截止頻率：ωlp=0.4π

高端通帶截止頻率：ωup=0.6π；高端阻帶截止頻率：ωus=0.7π通帶最大衰減：Rp=0.5dB；阻帶最小衰減:As=40dB畫出設(shè)計(jì)的濾波器的脈沖響應(yīng)和幅度響應(yīng)（dB值）。分析：利用漢寧窗設(shè)計(jì)，過度帶寬

B=0.1pi=8pi/M，得出M=80，濾波器階數(shù)N=79.

程序：

clear;closeall;

wls=0.3*pi;wlp=0.4*pi;whp=0.6*pi;B=wlp-wls;%計(jì)算過度帶寬N=ceil(8/0.1);%計(jì)算窗口長(zhǎng)度wc=[wlp/pi-4/N,whp/pi+4/N];%設(shè)計(jì)理想帶通截止頻率hn=fir1(N-1,wc,hamming(N));%設(shè)計(jì)濾波器系數(shù)n=0:N-1;

subplot(2,1,1);stem(n,hn,".");

title("單位脈沖響應(yīng)"),xlabel("n"),ylabel("h(n)")[h,w]=freqz(hn,1,512);

subplot(2,1,2);plot(w/pi,20*log10(abs(h)));grid

axis([0,1,-90,0]);title("幅度特性"),xlabel("w/pi");ylabel("幅度(dB)")

單位脈沖響應(yīng)0.60.4h(n)0.20-0.201*203040n幅度特性506070800-20幅度(dB)-40-60-8000.10.20.30.40.5w/pi0.60.70.80.

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