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1、实习报告,实习名称：,工程仿真实习,系部名称：电气与信息工程学院 专业班级： 测控技术与仪器 14-1 班 学生姓名： 学号：,指导教师：,曲贵波吴东艳,黑龙江工程学院教务处制 2017 年 06 月,0,0,注：1、在此页后附实习总结。其内容应包括：实习目的、实习内容及实习结果等项目。 2、此页为封皮，用A4 幅面纸正反面打印。 3、 实习总结使用 A4 幅面纸张书写或打印，并附此页后在左侧一同装订。,1,MATLAB 的工具栏包括新建文件、打开文件、剪切、复制和粘贴等常用图标； 工具栏能实时显示MATLAB 的当前路径，用户还可以通过工具栏来改变当前路径。 1.3.3 各窗口介绍 命令窗口
2、：自动显示于 MATLAB 界面中，MATLAB 用户界面的右侧窗口就为命 令窗口。 命令历史窗口：显示用户在命令窗口中所输入的每条命令的历史记录，并标明使 用时间，这样可以方便用户的查询。 工作间管理窗口：用来显示当前计算机内存中 MATLAB 变量的名称、数学结构、 该变量的字节数及其类型。 当前路径窗口：显示当前用户工作所在的路径，并对目录下的文件进行管理。 (二)MATALB 数值分析与计算的基本方法 数据的类型和表示形式 基本数据类型 数据类型包括数值型、字符串型、元胞型、结构型。 数值型又根据其表示形式进行分类，主要有单精度、双精度、整数类。 而整数类又包括无符号和有符号类的整数。
3、 数据表示形式 数据的表示形式可以有小数点或科学计数法，此外还介绍了矩阵与数组的概念。 要想在MATLAB 中表示复数，可以用特殊变量i、j 表示虚数的单位。复数的表 示形式有： z=a+b*i 或 z=a+b*j z=a+bi 或z=a+bj(当 b 为标量时) z=r*exp(i*theta) 矩阵和数组 矩阵定义方法 对于矩阵的定义可以通过显式元素定义，即用一对中括号把元素填入其中；也可 通过语句（格式为from:step:to）来创建，也可以用以下函数来生成向量：,linspace(a,b,n) logspace (a,b,n),生成从 a 到 b 之间线性分布的 n 个元素的行向量
4、用来生成对数等分向量,此外，也可用由 MATLAB 提供的产生特殊矩阵的函数，它们有：zeros(m,n)、 ones(m,n)、rand(m,n)、magic(N)、eye(m,n)等。 2.2.2 矩阵元素表示方法 矩阵元素通过下标来标识，主要有全下标方式、单下标方式。,2,子矩阵是从对应矩阵中取出一部分元素构成，用全下标和单下标方式取子矩阵。 逻辑矩阵可用来提取矩阵，也可用其来标识子矩阵。使用logical 函数。 我们也可以对矩阵的某一个元素或多个元素赋值，矩阵的赋值有全下标方式、单 下标方式、全元素方式；矩阵元素的删除就是简单地将其赋值为空矩阵(用表示)； 在MATLAB 中，可以通
5、过方括号“”实现将小矩阵联接起来生成一个较大的矩阵。 矩阵反转的函数有：triu(X)、tril(X)、flipud(X)、fliplr(X)等。 矩阵运算函数 接下来是矩阵和数组运算。首先介绍了矩阵运算的函数，比如：det(X)、rank(X)、 inv(X)、diag(X)等。对于矩阵和数组的运算包括加减乘除、转置、乘方和一些注意事 项。特别要注意的是对矩阵进行除法运算时注意是左除还是右除。 向量四则运算 向量与数的加法(减法)：向量中的每个元素与数的加法(减法)运算。 向量与数的乘法(除法)：向量中的每个元素与数的乘法(除法)运算。 向量的点乘和叉乘 两个向量的矢量积(叉乘)：cross
6、(a,b) 两个向量的数量积(点乘)：dot(a,b) 说明：通常 a、b 为包含 3 个元素的向量。 数组的基本数值运算 包括数组的加法(减法)、数组的乘法(除法)、数组的乘方。 多项式创建和运算方法 多项式的创建 直接输入系数向量创建多项式。由于在 MATLAB 中多项式是以向量的形式存储 的，直接输入向量，MATLAB 将按降幂自动把向量的元素分配给多项式各项的系数。 而该向量可以是行向量，也可以是列向量。 多项式的根、系数的解法 多项式的根的求解 roots 用来计算多项式的根。语法： r=roots(p) 说明：p 为多项式；r 为计算的多项式的根，以列向量的形式保存。 多项式的系数
7、的求解 与函数 roots 相反，根据多项式的根来计算多项式的系数可以用 poly 函数来实 现。语法： p=poly (r),3,多项式的部分分式展开 用 residue 函数来实现将分式表达式进行多项式的部分分式展开。语法 ： r,p,k=residue(b,a) 说明：b 和 a 分别是分子和分母多项式系数行向量；r 是r1 r2 rn留数行向量； p 为p1 p2 pn极点行向量；k 为直项行向量。 多项式的运算 用polyval 函数计算 polyval：用来计算多项式在给定变量时的值，是按数组运算规则进行计算的。语 法： polyval(p,s)% p 为多项式, s 为给定矩阵。
8、 多项式的乘除 多项式的乘法： p=conv(pl,p2) 说明：p 是多项式 p1 和 p2 的乘积多项式。 多项式的除法： q,r=deconv(pl,p2) 说明：除法不一定会除尽，会有余子式。多项式 p1 被p2 除的商为多项式 q，而 余子式是 r。 多项式的积分和微分 多项式的微分由 polyder 函数实现。 多项式的积分：MATLAB 未提供多项式积分函数，但可以用p./length(p):-1:1,k 的方法来完成积分，其中k 为常数。 多项式的卷积与解卷积 计算卷积：conv(x,y)。如果 x 是输入信号，y 是线性系统的脉冲过渡函数，则 x 和 y 的卷积为系统的输出信
9、号。 解卷积：q,r=deconv(x,y)。 2.3.5 多项式拟合 多项式曲线拟合是用一个多项式来逼近一组给定的数据，使用 polyfit 函数来实 现。拟合的准则是最小二乘法。插值运算是根据数据点的规律，找到一个多项式表达 式可以连接两个点，插值得出相邻数据点之间的数值。 常用的函数有interp1(x,y,xi,method)、interp2(x,y,z,xi,yi,method)。 2.4 稀疏矩阵 稀疏矩阵指的是一个矩阵中如果包含很多元素值为 0，则此矩阵可以只存储少量,4,的非 0 元素，这个矩阵称为稀疏矩阵。稀疏矩阵大部分的元素都是 0，因此只需储存 非零元素的下标和元素值，这
10、种特殊的存储方式可以节省大量的存储空间和不必要的 运算。 稀疏系数矩阵的创建 可以使用sparse 函数产生稀疏矩阵。语法： sparse(i,j,s,m,n) sparse(p) 说明：i、j 是非 0 元素的行、列下标；s 是非 0 元素所形成的向量；m、n 是 s 的行、列维数，可省略；i、j、s 都是长度相同的向量，生成矩阵的元素 s(k)下标分 别是 i(k)和 j(k)；p 为全元素矩阵。 spdiags 函数是用对角线元素来构建一个稀疏矩阵。语法： spdiags(D,k,m,n) 说明：矩阵 D 的每一列代表矩阵的对角线向量；k 代表对角线的位置(0 代表 主对角线，1 代表向
11、下位移一单位的次对角线，1代表向上位移一单位的次对角线， 依此类推)；m、n 分别代表矩阵的行、列维数。 由稀疏矩阵转化为全元素矩阵 与 sparse 函数相反，我们可以使用full 函数可将稀疏矩阵转变为全元素矩阵。 语法： full(p) 稀疏矩阵的标准数学运算原则 如果函数的输入参数是向量或标量，输出的参数为矩阵，则输出参数为全元素矩 阵； 如果函数的输入参数是矩阵，输出的参数为矩阵，则输出参数以输入矩阵的方式 来表示，即当输入参数为稀疏矩阵时，输出参数也是稀疏矩阵； 如果二元运算的两个操作数中有一个是全元素矩阵一个是稀疏矩阵，则对于“+”、 “-”、“*”、“” 运算结果为全元素矩阵，
12、而“ y=c:d2:d; X,Y=meshgrid(x,y); 说明：语句执行后，矩阵 X 的每一行都是向量 x，行数等于向量 y 的元素的个 数，矩阵Y 的每一列都是向量y，列数等于向量x 的元素的个数。 绘制三维曲面的函数 mesh(x,y,z,c) surf(x,y,z,c) 说明：一般情况下，x,y,z 是维数相同的矩阵。x,y 是网格坐标矩阵，z 是网格点 上的高度矩阵，c 用于指定在不同高度下的颜色范围。 标准三维曲面 sphere 函数的调用格式为： x,y,z=sphere(n) cylinder 函数的调用格式为：,10,x,y,z= cylinder(R,n) 3.4.2
13、常见的三维图形 绘制三维条形图：bar3(y) 或 bar3(x,y) 绘制离散序列数据的三维杆图：stem3(z) 或 stem3(x,y,z) 绘制三维饼图，常用格式为：pie3(x) 在三维空间内绘制出填充的多边形：fill3(x,y,z,c) 视点处理 MATLAB 提供了设置视点的函数view，其调用格式为： view(az,el) 说明：其中 az 为方位角，el 为仰角，它们均以度为单位。系统缺省视点定义为 方位角-37.5,仰角 30。 色彩处理与修饰 颜色的向量表示 MATLAB 除用字符表示颜色外，还可以用含有 3 个元素的向量表示颜色。向量 元素在0,1范围取值。3 个元
14、素分别表示红、绿、蓝 3 种颜色的相对亮度，称为 RGB 三元组。 色图 色图(Color map)是MATLAB 引入的概念。每个图形窗口只能有一个色图。色图 是m3 的数值矩阵，它的每一行是RGB 三元组。色图矩阵可以人为生成，也可以 调用MATLAB 提供的函数来定义色图矩阵。 三维表面图形的着色 三维表面图实际上就是在网格图的每一个网格片上涂上颜色。常用的函数有 surf 函数，它用缺省的着色方式对网格片着色；shading 命令，也能用于改变着色方式。 shading 命令的具体用法如下： shading faceted：将每个网格片用其高度对应的颜色进行着色，但网格线仍保留 着，其
15、颜色是黑色。这是系统的缺省着色方式。 shading flat：将每个网格片用同一个颜色进行着色，且网格线也用相应的颜色， 从而使得图形表面显得更加光滑。 shading interp：在网格片内采用颜色插值处理，得出的表面图显得最光滑。 光照处理 light(Color,选项 1,Style,选项 2,Position,选项 3) 图像处理 图像读写函数,11,对于图像的读写使用imread 和imwrite 函数，分别用于将图像文件读入 MATLAB 工作空间，以及将图像数据和色图数据一起写入指定格式的图像文件。MATLAB 支 持多种图像文件格式，如.bmp、.jpg、.jpeg、.ti
16、f 等。 3.7.2 图像显示函数 用于图像显示的有image 和imagesc 这两个函数。为保证图像的显示效果，一般 还应使用colormap 函数设置图像色图。 动画制作 getframe 函数 getframe 函数可截取一幅画面信息(称为动画中的一帧)，一幅画面信息形成一个 很大的列向量。显然，保存n 幅图面就需一个大矩阵。 moviein 函数 moviein(n) 用来建立一个足够大的n 列矩阵。该矩阵用来保存n 幅画面的数据，以备播放。 movie 函数 movie(m,n) 说明：播放由矩阵m 所定义的画面 n 次，缺省时播放一次。 (四)简单 M 文件的编程 M 文件概述 用MATLAB 语言编写的程序，称为 M 文件。其根据调用方式的不同分为两类： 命令文件(Script File)和函数文件(Function File)。M 文件本质上是一个文本文件，它 可以用任何编辑程序来建立和编辑。 M 文件基本格式 函数声明行 H1 行（以%开头
