江苏大学《电气工程工具软件培训》课程设计报告设计题目：MATLAB工具软件专业班级：电气1201****：**学生学号：**************：***完成日期：2013.7.3江苏大学·电气信息工程学院(a组指导老师:黄永红; b组指导老师: 刘辉;c组指导老师:王博) 一MATLAB课程设计的目的和要求1.MATLAB软件功能简介MATLAB的名称源自Matrix Laboratory，1984年由美国Mathworks公司推向市场。

它是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据。

MATLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，从而被广泛的应用于科学计算、控制系统和信息处理等领域的分析、仿真和设计工作。

MATLAB软件包括五大通用功能，数值计算功能（Nemeric）、符号运算功能（Symbolic）、数据可视化功能（Graphic）、数字图形文字统一处理功能（Notebook）和建模仿真可视化功能（Simulink）。

其中，符号运算功能的实现是通过请求MAPLE内核计算并将结果返回到MATLAB命令窗口。

该软件有三大特点，一是功能强大；二是界面友善、语言自然；三是开放性强。

目前，Mathworks公司已推出30多个应用工具箱。

MATLAB 在线性代数、矩阵分析、数值及优化、数值统计和随机信号分析、电路与系统、系统动力学、次那好和图像处理、控制理论分析和系统设计、过程控制、建模和仿真、通信系统以及财政金融等众多领域的理论研究和工程设计中得到了广泛应用。

2.MATLAB课程设计的目的本次课程设计主要是为了使学生了解MATLAB软件的基本知识，熟悉MATLAB的上机环境，掌握MATLAB数值运算、程序设计、二维/三维绘图、符号运算、Simulink 仿真等相关知识，并初步具备将一般数学问题转化为对应的计算机进行处理的能力，以便为今后进一步的学习打下坚定基础。

二 MATLAB 课程内容1 MATLAB 语言基础实验目的：基本掌握 MATLAB 向量、 矩阵、 数组的生成及其基本运算(区分数组运算和矩阵运算)、常用的数学函数。

了解字符串的操作。

实验内容:① 创建以下矩阵：A 为初值为1，终值为12，元素数目为6的行向量；2436153227791235B ⎛⎫⎪⎪= ⎪ ⎪⎝⎭；C 为B 的三次方矩阵；D 由B 和C 横向拼接并去除第一列、最后一列和第一行元素而成；E 由B 和C 纵向拼接而成；F 抽取E 的3～5行和第2～3列元素生成；G 由F 经变形为3×4的矩阵而得；H 由B 和C 数组相乘运算而成，同时将 H (1,1)和H (2,1)分别变为π的平方和立方，H (2,2)=arccos(2)，H (3,3)= H (1,1)+ H (2,1)。

源程序：>> A=[1,3,2,5,6,12]>> B=[2,4,3,6;1,5,3,2;2,7,7,9;1,2,3,5] >> C=B*B*B >> M=[B C] >> D=M(2:4,2:7) >> E=[B;C] >> F=E(3:5,2:3) >> G=repmat(F,1,2)>> H=B*C>> H(1,1)=pi^2>> H(2,1)=pi^3>> H(2,2)=acos(2)>> H(3,3)=H(1,1)+H(2,1)运行结果：A =1 32 5 6 12B =2 43 61 5 3 22 7 7 91 2 3 5C =292 938 873 1140227 751 681 868518 1675 1555 2021227 724 681 895M =Columns 1 through 62 43 6 292 9381 5 32 227 7512 7 7 9 518 16751 2 3 5 227 724 Columns 7 through 8873 1140681 8681555 2021681 895D =5 3 2 227 751 6817 7 9 518 1675 15552 3 5 227 724 681E =2 43 61 5 3 22 7 7 91 2 3 5292 938 873 1140227 751 681 868518 1675 1555 2021227 724 681 895F =7 72 3938 873G =7 7 7 72 3 2 3938 873 938 873H =4408 14249 13221 171853435 11166 10305 133337842 25374 23527 305583435 11085 10305 13414H =1.0e+004 *0.0010 1.4249 1.3221 1.71850.3435 1.1166 1.0305 1.33330.7842 2.5374 2.3527 3.05580.3435 1.1085 1.0305 1.3414H =1.0e+004 *0.0010 1.4249 1.3221 1.7185 0.0031 1.1166 1.0305 1.3333 0.7842 2.5374 2.3527 3.0558 0.3435 1.1085 1.0305 1.3414 H =1.0e+004 *0.0010 1.4249 1.3221 1.7185 0.0031 0 + 0.0001i 1.0305 1.3333 0.7842 2.5374 0.0041 3.0558 0.3435 1.1085 1.0305 1.3414 H =1.0e+004 *0.0010 1.4249 1.3221 1.7185 0.0031 0 + 0.0001i 1.0305 1.3333 0.7842 2.5374 0.0041 3.0558 0.3435 1.1085 1.0305 1.3414② (1)用矩阵除法求下列方程组的解 x=[x 1；x 2；x 3]；⎪⎩⎪⎨⎧-=---=++-=++73847523436321321321x x x x x x x x x (2) 求矩阵的秩(rank 函数)；(3) 求矩阵的特征值与特征向量(eig 函数)； (4) 系数矩阵的3次幂与开方；(5) 系数矩阵的指数运算和数组对数运算；(6) 系数矩阵a(1,2)、a(1,3)、a(2,2)、a(2,3)的元素不变，其余元素变为零。

(7) 提取系数矩阵主对角线上的元素，并依次相加赋予b 。

源程序：>> a=[6,3,4;-2,5,7;8,-1,-7] >> b=[3;-4;-7] >> x=a\b >> c=rank(x)>> lambda=eig(a)>> d=a^3>> e=sqrtm(a)>> f=expm(a)>> g=log(a)>> a(1,1)=0;>> a(2,1)=0;>> a(3,1)=0;>> a(3,2)=0;>> a(3,3)=0>> a=[6,3,4;-2,5,7;8,-1,-7] >> b=a(1,1)+a(2,2)+a(3,3) 运行结果：a =6 3 4-2 5 78 -1 -7b =3-4-7x =0.8196-3.97942.5052c =1lambda =-7.74878.95192.7968d =450 314 3324 184 374504 38 -360e =2.4495 1.7321 2.00000 + 1.4142i 2.2361 2.64582.8284 0 + 1.0000i 0 + 2.6458ie =2.4144 + 0.2615i 0.6223 - 0.0987i 0.7573 - 0.4741i-0.2367 + 0.9088i 2.0722 - 0.3431i 1.1524 - 1.6476i1.3810 - 1.5804i -0.0883 + 0.5966i 0.1778 +2.8652if =1.0e+003 *5.2654 3.2882 2.76211.8010 1.1495 0.95902.5293 1.5744 1.3238g =1609/898 713/649 2731/19701588/2291 + 355/113i 1603/996 1475/7584319/2077 0 + 355/113i 1475/758 + 355/113ia =0 3 40 5 70 0 0a =6 3 4-2 5 78 -1 -7b =42MATLAB数值运算实验目的：掌握MATLAB 的数值运算及其运算中所用到的函数，掌握结构数组的操作。

实验内容：①已知多项式a(x)=x2+2x+3；b(x)=4x2+5x+6(1) 求多项式a(x)和多项式b(x)的乘法运算结果，并在命令窗口中显示该多项式c ； (2) 求多项式c 的根及其微分；源程序：>> p1=[1,2,3]; >> p2=[4,5,6]; >> c=conv(p1,p2) >> c=poly2sym(c) >> r=roots(c) >> q=polyder(c)运行结果：c =4 13 28 27 18 c =4*x^4+13*x^3+28*x^2+27*x+18 r =-1.0000 + 1.4142i -1.0000 - 1.4142i -0.6250 + 1.0533i -0.6250 - 1.0533i q =16 39 56 27②求12)1)(3)(1(32+++++s s s s s 的“商”及“余”多项式并在命令窗口中显示该多项式。

源程序：>> format ratp1=conv([1,0,1],conv([1,3],[1,1])); p2=[1,0,2,1];>> format rat>> p1=conv([1,0,1],conv([1,3],[1,1])); >> p2=[1,0,2,1];>> [q,r]=deconv(p1,p2);>> cq='商多项式为';cr='余多项式为';>> disp([cq,poly2str(q,'s')]),disp([cr,poly2str(r,'s')])运行结果：商多项式为 s + 4余多项式为 2 s^2 - 5 s - 1③(1)计算当x=2，x=3时，233(0.98)1()5()( 1.25)x f x x x x x -=+-++的值； (2)计算cos60arccos()π+(3) 2436153227791235A ⎛⎫⎪⎪= ⎪⎪⎝⎭，B=A 2+3，C= A-2B ，,求: C源程序：（1）>> syms x>> f=x^3+(x-0.98)^2/(x+1.25)^3-5*(x+1/x) >> f1=subs(f,'2') >> answ=vpa(f1,6) >> f2=subs(f,'3') >> answ=vpa(f2,6)（3）>> A=[2,4,3,6;1,5,3,2;2,7,7,9;1,2,3,5] >> B=A^2+3 >> c=A-2*B运行结果：（1）f =x^3+(x-49/50)^2/(x+5/4)^3-5*x-5/x f1 =(2)^3+((2)-49/50)^2/((2)+5/4)^3-5*(2)-5/(2) answ =-4.46969f2 =(3)^3+((3)-49/50)^2/((3)+5/4)^3-5*(3)-5/(3)answ =10.3865（3）A =2 43 61 5 3 22 7 7 91 2 3 5B =23 64 60 8018 57 48 5637 113 106 13718 48 48 65c =-44 -124 -117 -154-35 -109 -93 -110-72 -219 -205 -265-35 -94 -93 -1253 MATLAB 符号运算实验目的：掌握符号变量和符号表达式的创建， 掌握MATLAB 的symbol 工具箱的一些基本应用。