《MATLAB及应⽤》实验指导书
《MATLAB及应⽤》实验指导书
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汽车⼯程系
电测与汽车数字应⽤中⼼
⽬录
实验04051001 MATLAB语⾔基础 (1)
实验04051002 MATLAB科学计算及绘图 (4)
实验04051003 MATLAB综合实例编程 (6)
实验04051001 MATLAB语⾔基础
1实验⽬的
1)熟悉MA TLAB的运⾏环境
2)掌握MA TLAB的矩阵和数组的运算
3)掌握MA TLAB符号表达式的创建
4)熟悉符号⽅程的求解
2实验内容（任选6题）
1.利⽤rand等函数产⽣下列矩阵：产⽣⼀个均匀分布在（-5，5）之间的随机阵（50×2），要求显⽰精度为精确到⼩数点后⼀位（精度控制指令为format）。
2.在⼀个已知的测量矩阵T（100×100）中，删除整⾏全为0的⾏，删除整列内容全为0的整列（判断某列元素是否为0⽅法：检查T(: , i) .* (T(: , j))是否为0）。
3.假设汽车系在下列各年度的⼈⼝统计如表所⽰
试⽤⼀个⼆维矩阵STU表⽰上述数据，并请计算出下列各数值：
（1）汽车系在2002~2006年之间的每年平均新⽣、毕业⽣⼈数。
（2）5年来汽车系共有多少毕业⽣？
（3）在哪⼏年，新⽣数⽬⽐毕业⽣多？
（4） 5年来每年的毕业⽣对新⽣的⽐例平均值为何？ 4. 完成下列矩阵运算：
（1）使⽤randn 产⽣⼀个（10×10）的矩阵A
（2）计算B=（A+A ’）/2。请注意，B ⼀定是⼀个对称矩阵（3）计算矩阵B 的特征向量e 1 e 2 … e 10（使⽤函数eig ）（4）验证在i 不等于j 的情况下，e i 和e j 的内积必定为0
5. 下列 MA TLAB 语句⽤于画出函数 x 0.2e 2)-=y(x 在 [0, 10] 的值。
x = 0:0.1:10; y = 2*exp(-0.2*x); plot(x, y);
利⽤ MA TLAB 的M-⽂件编辑器创建⼀个新的 M-⽂件，输⼊上述代码，保存为⽂件test1.m 。然后在命令窗⼝中输⼊ test1 执⾏这个⽂件。看得到什么结果？ 6. 熟悉MA TALB 帮助的使⽤：
1) 通过以下两种⽅式得到关于 exp 函数的帮助
（a ）在命令窗⼝中输⼊ help exp 命令；（b ）运⽤帮助空间窗⼝。
2) 使⽤lookfor 命令寻以10为底的对数函数。 7. 假设u=1和v=3,⽤ MA TLAB 语句编写下列语句
a. 3v
4u
b.)v u /(2v
2
+- c.)u v /(v 333- d.3/v 42
π
8. 应⽤ MA TLAB 帮助窗⼝查显⽰当前⽬录的命令。
a) MA TLAB 启动时的当前⽬录是什么？
b) 创建⼀个新的⽬录mynewdir ，并将其改变为当前⽬录。然后打开M-⽂件编辑窗⼝，增加
以下语句：
% create an input array from -2*pi to 2*pi t = -2*pi:pi/10:2*pi; % calculate|sin(t)| x=abs(sin(t)); %plot result
plot(t, x);
把此⽂件以test2.m 为⽂件名保存，然后在命令窗⼝中输⼊test2 执⾏此⽂件。
c)关闭绘图窗⼝，返回到原始⽬录，然后在命令窗⼝中输⼊test2。看有何情况发⽣，为什么。3思考题
1.MA TLAB中，数组与矩阵在表⽰与应⽤上有哪些区别。
实验04051002 MATLAB 科学计算及绘图
1实验⽬的
1) 熟悉MA TLAB 所提供的常⽤数值计算的函数(⽅程（组）的求解、插值、拟合)； 2) 掌握MA TLAB ⼆维图形绘制命令及其图形控制（plot 、loglog 、contour 、polar 等）； 3) 熟悉MA TLAB 三维图形绘制命令及其图形控制(mesh 、surf 等)。
2实验内容
1. 求f(x) = 4x 6-x+x 3
-95在（0，100）上最⼤值、最⼩值，根。（使⽤函数fminbnd 、roots ） 2. 求解常微分⽅程x ’’=-x ’+x+1，x ’(0)=1，x(0)=0（使⽤函数dsolve ） 3. 已知t = an 2 + bn ，测得对应数据如下：（多项式插值interp1）
如何用matlab将已知点连线t = [0,20,40,60,80,100,120,140,160,183.5];
n = [0,1153,2045,2800,3466,4068,4621,5135,5619,6152]; 试求a 和b 的值。
4. 请⽤梯形法、⾟普森法分别计算积分值?
++1
2
1dx x x （trapz 、quad ）
5. 计算⼆重积分?
+++++1
2
2
2)12(dxdy y x xy y x （使⽤函数dblquad ）
6. 矩阵M=[1,2,6; 4,2,7; 8,9,3]，求M 的LU 分解，QR 分解，对⾓阵，特征值分解。（使⽤函数lu 、
qr 、shol 、eig ）
7. a = 3, A = 4, b = a 2, B = b 2-1, c = a+A-2B, C = a+B+2c ，求C 。（使⽤函数solve ） 8. ⽤两种⽅法求解Ax=b 的解。（A 为四阶随机矩阵，b 为四阶向量，⾃⼰创建）。 9. 建⽴⼀个5×5矩阵，分别⽤polyval 函数和polyvalm 函数将矩阵代⼊函数
f(x) = 1.35+0.0668x+0436x 2+0.695x 3 ，计算出结果并⽐较。
10. )/1(5)25.1/()8.0()(3
2
3
x x x x x x f +-+-+=，⽤两种⽅法求函数的根，并求其极值与零点。 11. 假设汽车系在2004、2005、20
06年的⼈员组成如表所⽰：
a) 请⽤bar3命令来画出上述数据的⽴体长条图
b) 请⽤各种你可以想到的⽅法，在上述图形中加⼊各种解释和说明的⽂字。 12. 北京内燃机总⼚⽣产的492Q 发动机，由试验测得的转矩特性为：
试求出转矩特性（T = f(n)）的多项式表⽰，并作出发动机的外特性图（要有适当的标注）。
3思考题
1. MA TLAB 求多项式的根是⽤什么⽅法，与传统⽅法相⽐有何优点
2. 画出横坐标在（-15，15）上的)x (sin y 函数的曲线，应该使⽤什么命令。
3. 请思考⽹络线有什么作⽤，为什么要对图形进⾏标注。
实验04051003 MATLAB 综合实例编程
1实验⽬的
1) 了解Windows 界⾯编程的基本概念和⽅法掌握MA TLAB 程序设计的⽅法； 2) 熟悉MA TLAB/GUI 的基本特点；掌握MA TLAB/GUI 编制的基本步骤； 3) 掌握MA TLAB/Simulink 的使⽤⽅法和基本步骤； 4) 将MA TLAB 应⽤到所学专业。
2 实验内容
说明：本次实验为“MATLAB 编程综合实例”，不同专业的同学应结合⾃⼰的专业进⾏实验。例如，车辆⼯程相关专业的同学可对汽车性能（《汽车理论》课程所研究的性能）进⾏仿真，材料⼯程专业同学可结合《⼯程热⼒学》、《传热学》等课程的内容参照进⾏。
1. 建⽴⼆⾃由度汽车SIMULINK 模型。
.
122
12
21.
12121)(1)()()(1)(r
z r r r I ak k b k a u
bk ak u v m k bk ak u
k k ωδωβωωβ=-++
-+=--++
更改参数，观察不同参数下前轮⾓阶跃输⼊下的汽车稳态响应。
1） MA TLAB 指令窗⼝下输⼊指令’simulink ’，打开simulink 编辑器并新建⼀个mdl 。
2）分别将两个拉⼊编辑窗⼝，并命名为k1、k2。
3）将拉⼊编辑窗⼝并双击打开属性窗⼝，将“List of signs ”改为“++”，命名为
k1+k2，再将k1、k2与之相连。
4）如步骤2）创建B，将拉⼊编辑窗⼝，再将k1+k2、B与之相连。
5）分别将、、、、
拉⼊编辑窗⼝，更改相应属性并连线
6）如步骤2）创建a、b，将拉⼊2个编辑窗⼝并双击打开属性窗⼝，分别将“Expression”改为“u*u”，“u*u”。
7）采⽤如上⽅法，得到最终框图。

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