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1、信号与系统实验指导书 1实验一 实验一 MATLAB 语言概述 语言概述 一、实验目的 一、实验目的 1、熟悉 MATLAB 主界面，学会简单的操作； 2、学会使用 MATLAB 帮助命令； 3、学会调用演示程序。 二、实验原理 二、实验原理 1、1、MATLB 语言的发展 语言的发展 MATLAB 是一种科学计算软件，主要适用于矩阵运算机控制和信息处理领域的分析设计。 它使用方便，输入简捷，内容丰富，并且很容易由用户自行扩展。因此，当前已成为大学教学 和科学研究中最常用而必不可少的工具。 MATLAB 由美国 Mathworks 公司于 1984 年正式推出，从那是起到现在已升级 7.X 版
2、本。 随着版本的升级，内容不断扩充，功能更加强大。特别是在系统仿真和实时运算等方面有很多 新进展，更扩大了它的应用前景。 MATLAB 是“矩阵实验室”（MATrix LAB oratoy）的缩写，它是一种以矩阵运算为基础的 交换式程序语言，专门针对科学、工程计算及绘图的要求。与其它计算机语言相比，其特点是 简洁和智能化，适应科技专业人员的思维方式和书写习惯，使得编程和调试效率大大提高。它 用解释方式工作，键入程序立即得到结果，人机交换性能好，深得科技人员的喜爱。 MATLAB 语言比较好学，因为它只有一种数据类型，一种标准的输入输出语句，不用“指 针”，不需编译，比其它语言少了很多内容。并且
3、 MATLAB 自学十分方便，通过它的掩饰（de mo）和求助（help）命令，人们可以方便的在线学习各种函数的用法及其内涵。 MATLAB 语言的难点是函数较多，仅基本部分就有 700 多个，其中常用的有二三百个，要 尽量多记少查，可以提高编程效率，而且这是终生受益的。 2、2、MATLAB 的工作环境 的工作环境 MATLAB7.x 的工作环境主要由命令窗（Command Window） 、图形窗（figure Window）和 文本编辑窗（File Editor）组成。 还有一些辅助视窗，它们对初学者用处不大，这里不作介绍。 （1）命令窗 （1）命令窗 在 windows 桌面上， 双击
4、 MATLAB 图标， 就可进入 MATLAB 工作环境。 首先出现 MATLAB 标志图形，接着出现其默认的桌面系统。 信号与系统实验指导书 2图 1.1 MATLAB 的桌面系统和命令窗 这是桌面系统的默认画面。其左上视窗为当前目录（Current Directory）可切换为工作空间 （Workspace） ； 其左下视窗为历史命令 （Command History） ； 右半个视窗则为命令窗 （Command Window） 。命令窗是用户与 MATLAB 做人机对话的主要环境。是它的提示符，可以在提示符 后键入 MATLAB 的各种命令并读出相应的结果。 命令窗主菜单的有些项目与 W
5、rod 相仿，这里只对几个主要的命令做一些说明。 format 命令：在这行程序键入之前，键入了显示格式命令 format compact（紧凑格式） ，因 为在 MATLAB 默认的 format loose（稀疏格式）下，屏幕的显示会有许多空行，会占多屏幕 面积。 命令窗编辑功能：键入和修改程序的方法与通常的文字处理相仿。特殊的功能键为 ESC 恢 复命令键入空白状态。 调出下一行命令 调出上一行命令 这个功能在程序调用时十分有用。对于已执行过的命令，如要做些修改后重新执行，就可 不必重新键入，用键调出原命令做修改即可。 主菜单中的编辑 （Edit） 项功能： 用它可以把屏幕上选中了的文字
6、裁减 （Cut） 或复制 （Copy） 下来，放在剪贴板（Clip Board）上，然后粘贴（Paste）到任意一其它视窗的任何位置上去， 这是 MATLAB 与其它软件（例如 Word）交换文件、数据和图形的重要方法。 主菜单中的调试（Debug）项功可能：调试程序时使用。 主菜单中的桌面（Desktop）项功能：用它以改变屏幕上显示的视窗布局。例如，我们希望 只显示命令窗， 使它占整个屏幕， 就可像图 1.2 那样， 依次引出 View的下拉菜单， 由 【Desktop】 【Desktop Layout】【Command Window Only】 信号与系统实验指导书 3图 1.2 只显示
7、命令窗的屏幕及其生成的菜单 键入 help 子目录名，如 help elfun，即可得出 elfun 库中各函数名。 键入 help 函数名，如 help tan2，即可得出 tan2 函数的意义及用法。 推出 MATLAB 有两种方法。一是键入 exit 或 quit，还有一种是用鼠标双击左上角的小方块 或单击右上角的号。后一种方法属非正常推出，该次进程的所有命令将不记录在“历史命 令”中，故应尽量避免采用。 （2）图形窗 （2）图形窗 通常只要执行了任一种绘图命令，就会自动产生图形窗。以后的绘图都在这一个图形窗中 进行。如想再建一个或几个图形窗，则可键入 figure，MATLAB 会新建
8、一个图形窗，并自动给 它依次排序，如果要人为规定新图为图 3，可键入 figure（3） 。如要调看已经存在的图形窗 n， 可键入 figure（n） 。 在命令窗键入 figure，得到空白的图形窗。如键入 logo，即可生成 MATLAB 的标志图形， 如图 1.3 所示。图形窗上的一排按钮，可以用来对图形进行修改或注释。 图 1.3 MATLAB 的标志图形 信号与系统实验指导书 4（3）文本编辑窗 （3）文本编辑窗 MATLB 程序编辑由两种方式。一种称为行命令方式，这就是在命令窗中一行一行的输入程 序。计算机对每一次输入的命令作出反映，像计算器那样；这只能编简单的程序，在入门时可 以
9、用这种方式。程序稍微复杂一些就应把程序写成一个有多行语句组成的文件，让 MATLAB 来 执行这个文件；编辑和修改这种文件程序就要用到文本编辑器。 命令窗上方最左边的按钮是用来打开文本编辑器空白页的，左边第 2 个按钮是用来打开原 有程序文件的。如图 1.4 所示。 图 1.4 MATLAB 的文本编辑窗 三、实验内容 三、实验内容 1、熟悉 MATLAB 环境。 2、调用 help 命令，查函数 subplot 的意义及其用法。 3、调用 figure 命令，生成 MATLAB 标志图形。 信号与系统实验指导书 5实验二 实验二 MATLAB 基本语法 基本语法 一、实验目的 一、实验目的
10、1、学会 M 文件的建立及运行； 2、熟悉矩阵的基本运算； 3、掌握编写简单的 MATLAB 程序。 二、实验原理 二、实验原理 MATLAB 是以矩阵作为基本编程单元的一种程序设计语言，矩阵运算在 MATLAB 中十分 简单，它往往只需几句语句，即可完成相应的运算，无需像其它软件中编制繁琐而容易出错的 循环程序。 MATLAB 有较强的绘图功能，可以用简单的语句便可完成二维和三维图形的绘制。 在开始使用 MATLAB 时， 可以在屏幕上键入 DEMO 命令， 它将启动 MATLAB 的演示程序， 用户可在此演示过程中领略 MATLAB 所提供的强大运算和绘图功能。 1、矩阵的表示和输入 （1
11、）在命令窗口中直接输入矩阵1、矩阵的表示和输入 （1）在命令窗口中直接输入矩阵 在命令窗口中矩阵的输入用下列方法： A = 1 1 1； -1 2 3；1 4 9 或者用逗号代替空格， A = 1，1，1； -1，2，3；1，4，9 输入完，按回车键，屏幕上显示： A = 1 1 1 -1 -2 -3 1 4 9 以上形式为我们平时所习惯的矩阵表示。 （2）在（2）在 M 文件中输入矩阵文件中输入矩阵 选择菜单中 file new M-file 输入： A = 1，2，3； 4，5，6；7，8，9 B = 9，8，7； 6，5，4；3，2，1 信号与系统实验指导书 6保存名为 W1 的 M 的
12、文件，退出编辑环境，此时在命令窗口中键入 W1 命令就可调出 A 和B 矩阵。 结果为： A = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2、矩阵的基本运算 例2、矩阵的基本运算 例 1 已知 A = 1，2，3； 4，5，6；7，8，9 ； B = 9，8，7； 6，5，4；3，2，1 求矩阵之和 C=A+B。 方法一：直接在命令窗口中计算方法一：直接在命令窗口中计算 输入 ：A = 1，2，3； 4，5，6；7，8，9 ； B = 9，8，7； 6，5，4；3，2，1 ； C =A+B 结果为： C= 10 10 10 10 10 10 10 10 10 方法二：在方法二：在 M 文件中键入下列语句文件中键入下列语句 A = 1，2，3； 4，5，6；7，8，9 ； B = 9，8，7； 6，5，4；3，2，1 ； C =A+B 保存为 W2 文件，并退出编辑环境，在命令窗口中键入 W2 命令，屏幕上会出现 A，B，C 矩阵。 三、实验内容 三、实验内容 仿照例 1 计算：D=A-B，E=A.*B，F=A*B，G=A./B，H=AB, I=A.B。 比较 E 和 F 以及 G 和 H 的不同，并分别解释它们的物理意义。 B = 9 8 7 6 5 4 3 2 1
