matlab期末复习.doc

Matlab期末考试题型分布
一、填空题（2分×=10分）
二、选择题（3分×=15分）
三、阅读程序，分析结果（20分）
四、应用题（55分：矩阵运算10分、绘图10分、编程15分、simulink20分）

复习
1、MATLAB常用操作界面包括命令窗口、工作间窗口、命令历史窗口、当前目录窗口、内存数组编辑器、M文件编辑/调试器、帮助浏览器、图形窗口等。
2、常用标点符号的作用
百分号（%）：如，可用来表示该行为注释行， % a=1
分号（；）：如，可以使命令行不显示运算结果，a=1；
冒号（：）：如，可以在数组定义中，用来定义等差数组，0：1：4=0 1 2 3 4
逗号（，）：如，可区分列或函数参数分隔符，a=[1，2，3]
省略号（…）：如，可用来连接语句。
标 点 符 号
定 义
标 点 符 号
定 义
；
区分行，取消运行显示等
.
小数点以及域访问等
，
区分列或函数参数分隔符
…
连接语句
：
在数组中应用较多
‘
字符串的标识符号
( )
指定运算优先级等
=
赋值符号
[ ]
矩阵定义的标志等
!
调用操作系统运算
{ }
用于构成单元数组等
%
注释语句的标识

3、常用的操作命令
指 令
含 义
指 令
含 义
cd
设置当前工作目录
clf
清空当前图形窗
clc
清除指令窗中显示的内容
cla
清空当前坐标系
clear
清除内存变量
lookfor
按关键词查找帮助
who
列出当前工作空间的变量
help
查找Matlab函数的帮助
whos
列出工作窗口变量清单
delete
从磁盘删除指定文件
which
指出文件所在目录
doc
查看帮助页面
what
列出当前目录中文件清单
class
查看变量类型
dir
列出指定目录的文件清单
more
使显示内容分页显示
edit
打开M文件编辑器
type
显示M文件的内容
exit/quit
退出MATLAB
save
保存变量
open
打开文件
load
载入变量

4、Matlab中的常量
特殊变量
取值
NaN
不定量 如0/0
ans
结果的缺省变量名
i，j
基本虚数单位
pi
圆周率
nargin
函数的输入变量数目
eps
计算机的最小数
nargout
函数的输出变量数目
flops
浮点运算数
realmin
最小的可用正实数
inf
无穷大 如1/0
realmax
最大的可用正实数

5、变量的命名规则
Ø 变量在使用前不需定义维数和大小，也不需要指定变量的类型；
Ø 变量名长度不超过31位，超过31位的字符系统将忽略不计；
Ø 变量名必须是不含空格的单个词，命名规则：以字母打头、不含标点符号，区分；字母的大小写，如X1、 x1、 a、 A等。另外要避免使用特殊变量；
避免使用特殊变量：
特殊变量
取值
NaN
不定量 如0/0
ans
结果的缺省变量名
i，j
基本虚数单位
pi
圆周率
nargin
函数的输入变量数目
eps
计算机的最小数
nargout
函数的输出变量数目
flops
浮点运算数
realmin
最小的可用正实数
inf
无穷大 如1/0
realmax
最大的可用正实数

6、常 用 函 数
函数名
含义
函数名
含义
abs ( )
绝对值函数
tan ( )
正切函数
sqrt ( )
平方根函数
cot ( )
余切函数
exp ( )
指数函数
asin ( )
反正弦函数
log ( )
自然对数函数
acos ( )
反余弦函数
log10 ( )
常用对数函数
atan ( )
反正切函数
rem ( )
除法求余
acot ( )
反余切函数
sign ( )
符号函数
acsc ( )
反余割函数
fix ( )
对零方向取整
sinh ( )
双曲正弦函数
ceil ( )
对+ ∞方向取整函数
coth ( )
双曲余切函数
sin ( )
正弦函数
tanh ( )
双曲正切函数
cos ( )
余弦函数
csch ( )
双曲余割函数

7、矩阵的加减乘除运算、矩阵的建立、裁剪、拼接、逆矩阵

8、用函数建立数值矩阵
zeros(m,n) 产生0矩阵（全0矩阵）
ones(m,n) 产生幺矩阵（全1矩阵）
eye(m,n) 产生对角线为1矩阵
rand (m,n)产生均匀分布随机元素的矩阵
randn(m,n)产生正态分布随机元素的矩阵

9、用矩阵求解方程组，如：求下面方程组的解

要求：(1)写出程序；(2)写出方程组的解。

10、绘图（主要是二维图形的绘制）
n Matlab绘图的一般步骤
（1）输入图形的数据信息；
（2）调用绘图函数进行绘图；
（3）设置图形属性，包括坐标轴标注、颜色设置、线型设置等，以达到较为理想的表现形式，通过对绘图命令增加后缀形式直接实现；
（4）输出或打印文件图形。
n plot函数
（1）plot(x) ：缺省自变量绘图格式，x为向量, 以x元素值为纵坐标，以相应元素下标为横坐标绘图。
（2）plot(x,y) : 以y(x)的函数关系作出直角坐标图；如y为n×m的矩阵，则以x 为自变量，画m条曲线
（3）plot(x1,y1,x2,y2) ：多条曲线绘图格式
（4）plot(x1,y1,’cs’,x2,y2,’cs’...) ，其中c表示颜色，s表示线型。
表1 线型选项
选项 线型
选项 线型
－ 实线
： 虚线
－· 点划
-- 双划线
表2 颜色选项
选项 颜色
选项 颜色
b 蓝色（blue）
g 绿色 (green）
r 红色(red)
c 青色（cyan）
y 黄色(yellow)
k 黑色(black)
w 白色(white)
m 品红色(magenta)
表3 标记符号选项
选项 标记符号
选项 标记符号
· 点
o 圆圈
x 叉号
＋ 加号
* 星号
s 方块符 (square)
d 菱形符(diamond)
v 朝下三角符号
^ 朝上三角符号
< 朝左三角符号
> 朝右三角符号
p 五角星符(pentagram)
h 六角星符(hexagram)
n 图形标记
Ø title(‘加图形标题’)；
Ø xlabel(‘加X轴标记’)；
Ø ylabel(‘加Y轴标记’)；
Ø text(X，Y，‘添加文本’)；
Ø legend(‘图例说明’，‘图例说明’)；
n 设定坐标轴
Ø axis( [xmin xmax ymin ymax] ) 设定最大和最小值
Ø axis （’auto’） 将坐标系统返回到自动缺省状态
Ø axis （’square’） 将当前图形设置为方形
Ø axis （’equal’） 两个坐标因子设成相等
Ø axis （’off’） 关闭坐标系统
Ø axis （’on’） 显示坐标系统
n subplot函数
Ø 命令格式：subplot（m,n,p）
Ø 该命令将当前图形窗口分成m×n个绘图区，即每行n个，共m行，区号按行优先编号，且选定第p个区为当前活动区。
n 多图形窗口
需要建立多个图形窗口，绘制并保持每一个窗口的图形，可以使用figure命令。每执行一次figure命令，就创建一个新的图形窗口，该窗口自动为活动窗口，若需要还可以返回该窗口的识别号码，称该号码为句柄。句柄显示在图形窗口的标题栏中，即图形窗口标题。用户可通过句柄激活或关闭某图形窗口，而axis、xlabel、title等许多命令也只对活动窗口有效。
n 图形保持
若在已存在图形窗口中用plot命令继续添加新的图形内容，可使用图形保持命令hold。发出命令hold on后，再执行plot命令，在保持原有图形或曲线的基础上，添加新绘制的图形。

11、MATLAB编程
n M脚本文件和M函数文件
M脚本文件和M函数文件的主要区别是变量生存期和可见性和函数返回值。
n 程序控制结构：MATLAB语言的程序结构与其它高级语言是一致的，分为顺序结构、选择结构、循环结构
（1）顺序结构：指所有组成程序源代码的语句按照由上至下的次序依次执行，直到程序的最后一个语句。
（2）选择结构：依照不同的判断条件进行判断，然后根据判断的结果选择某一种方法来解决某一个问题。
Ø if 语句
Ø switch语句
Ø try语句
（3）循环结构：就是在程序中某一条语句或多条语句重复多次的运行。
Ø for语句
Ø while语句
Ø break语句和continue语句
break语句用于终止循环的执行。当在循环体内执行到该语句时，程序将跳出循环，继续执行循环语句的下一语句。
continue语句控制跳过循环体中的某些语句。当在循环体内执行到该语句时，程序将跳过循环体中所有剩下的语句，继续下一次循环。

12、simulink，根据已知条件建立模型，并仿真。

练习题
1、编程
（1）求和：s=1+2+…+n
（2）求奇数和：s=1+3+5+…+(2k-1)
（3）求阶乘：p=1×2 × 3 × … ×n=n!
（4）一个三位整数各位数字的立方和等于该数本身则称该数为水仙花数。
（5） 有一个五位数，其各数位有如下特点：每个数位上的数都互不相同，百位数是万位数的两倍，千位数除以个位数余1，十位数除以个位数余2，且首末两数位的数的和是中间三数位上各数和的一半,所有数位上的数之和为15，请问这个数是什么？
（6）用起泡法对10个数由小到大排序. 即将相邻两个数比较,将小的调到前头。
(7)清朝嘉庆皇帝爱新觉罗.顒琰在位25年，他曾经出过一道数学趣题：有人花100两银子买了100头牛，大牛每头值10两，小牛每头值5两，牛犊每头值半两。试问，此人买了大牛，小牛，牛犊各多少头？设大牛，小牛，牛犊分别买了x，y，z头，请使用MATLAB编程求解出x，y，z的值。

2.绘图
(1)在区间上画函数和的图像(在同一个图中)，其中的图象用红色小圆圈画，并在函数图上标注 “y=6sin(x)”, “y=1/(1+x)” 及“x轴”,“y轴”,再加上标题“正弦及反比例函数示意图”
（2）在在同一个图中绘制上画和，其中区间， 的图象用红色小圆圈画、的图象用黑色画，并在图上标注“x轴”,“y轴”。
(3)一条参数式的曲线可由下列方程式表示：
x = sin(t), y = 1 - cos(t) + t/10
当 t 由 0 变化到 4*pi 时，请画出此曲线在 XY 平面的轨迹。

3．矩阵运算
（1）求下面方程组的解

(2)求下列联立方程的解
3x+4y-7z-12w=4
5x-7y+4z+ 2w=-3
x     +8z- 5w=9
-6x+5y-2z+10w=-8

(3)
(4)
(5)试分别生成 5 阶的单位阵、8 阶均匀分布的随机矩阵及其下三角矩阵
(6)生产列向量 x=[1, 3, 5, 7, 9, … , 29]

4.simulink建模
1.在simulink环境下，构建图1所示的交流电压源仿真电路模型，其中：
交流电源 AC1的参数为：100V、50Hz、0deg
交流电源 AC2的参数为：50V、100Hz、30deg
负载电阻R的参数为：5 Ohms
负载电容C的参数为：800uF（800e-6F）
仿真时间设置为0.1S。
要求：（1）画出流过电阻的电流波形；（2）画出电容器端电压波形。

交流电压源Simulink仿真模型
2.下图中开关已经在位置a很长时间，在t=0时，开关移到b，作出i(t)，uC1(t)，uC2(t)的波形图。

3.在simulink环境下，构建图1所示的RC电路，模型中参数如下：
直流电源DC=10V，
电阻R=1，
电容C=800uF(800e-6F)，
开关时间设定为0.001s，
仿真时间设置为0.005S。
要求：（1）画出流过电阻的电流波形；（2）画出电容器端电压波形。

图 RC充电电路Simulink仿真模型
4.下在图中，R1=500Ω，R2=800Ω，L=0.25H，C=1μF，互感线圈的L1=9H，L2=4H，M=3H ，,通过示波器观察电容电压的波形。