MATLAB程序设计与应用基础教程习题答案.doc

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1、第 1章1.1 答：具有功能强大、使用方便、输入简捷、库函数丰富、开放性强等特点。1.2 答：启动方法：方法1:如果MATLAB的可执行文件已经放置到windows系统桌面上，直接双击系统桌面上的MATLAB图标；方法2:在下载的MATLAB文件夹中，双击matlab.exe可执行文件。退出方法：方法1:单击MATLAB操作桌面窗口右上角的关闭按钮。方法2:在MATLAB的命令窗口中键入“quit”或“exit”后，再按Enter键。1.3 答：MATLAB系统主要由开发环境、MATLAB数学函数库、MATLAB语言、图形功能和应用程序接口五个部分组成。1.4 答：MATLAB操作桌面主要由选

2、项卡面板、“当前文件夹”窗口、“工作区”窗口和“命令行”窗口组成。单击每个窗口的右上角按钮，可以使该窗口脱离操作桌面独立出来；1.5 答：“当前文件夹”窗口中不仅可以显示或改变当前文件夹，还可以显示当前文件夹下的文件。“当前文件夹”窗口采用树型菜单结构，列出了MATLAB及各工具箱中可以执行的程序、说明书和网页等资源（如系统控制工具箱、数据库工具箱等），用户可以直接从“当前文件夹”窗口进入选定的项目。1.6 答：“工作区”窗口是MATLAB的一个变量管理中心，它显示目前内存中所有的MATLAB变量的变量名、数据结构、字节数及类型等信息，不同的变量类型对应不同的变量名图标。1.7 答：在MATL

3、AB中有多种获得帮助的途径：（1）MATLAB“帮助”窗口：在MATLAB的“命令行”窗口中直接输入helpwin、helpdesk或doc，打开MATLAB“帮助”窗口；（2）help命令：在命令窗口键入“help” 命令可以列出帮助主题，键入“help 函数名”可以得到指定函数的在线帮助信息；（3）lookfor命令：在命令窗口键入“lookfor 关键词”可以搜索出一系列与给定关键词相关的命令和函数（4）模糊查询：输入命令的前几个字母，然后按Tab键，就可以列出所有以这几个字母开始的命令和函数。 1.8 答：查看工作窗口中有哪些变量名，可以使用who命令完成；若想了解这些变量具体细节，可

4、以使用whos命令查看。1.9 答： help plot lookfor plot第 2章2.1 答：弧度。MATLAB规定所有的三角函数运算都是按弧度进行运算。2.2 答： x=30 45 60; x1=x/180*pi; sin(x1) cos(x1) tan(x1) cot(x1)2.3 答： a=1 2 3; b=8 4 2; ab a=b a a a=b a=b2.4 答： a=5 0.2 -8 -0.7; a&a a|a a2.5 答：在命令窗口中分别输入下面命令 (4-7i)*(3+5i) 12/(5+7) 12/5+7 (12/5)+7 347 (34)7 (34)72.6 答

5、： (3-5i)*(4+3i) sin(2.5)*(4-5i)2.7 答： x=2;y=3; 4*x3/(3*y) x=2;y=3; (pi/3)*sin(pi) x=2;y=3; cos(x)/y+3*x-6*y2.8 答：可以用四种方法建立矩阵：直接输入法，优点是输入方法方便简捷；通过M文件建立矩阵，该方法适用于建立尺寸较大的矩阵，并且易于修改；由函数建立，可以由MATLAB的内部函数建立一些特殊矩阵；通过数据文件建立，该方法可以调用由其他软件产生数据。2.9 答：在加、减运算时数组运算与矩阵运算的运算符相同，乘、除和乘方运算时，在矩阵运算的运算符前加一个点即为数组运算，如a*b为矩阵乘，

6、a.*b为数组乘。2.10 答： a=3 7 4;8 4 9a = 3 7 4 8 4 92.11 答： a=9 8 1;6 5 4;3 2 1; a a=9 8 1;6 5 4;3 2 1; inv(a) a=9 8 1;6 5 4;3 2 1; det(a) a=9 8 1;6 5 4;3 2 1; rank(a)2.12 答： a=2 -1;-2 -4; 3*a a=2 -1;-2 -4; b=0 -3;0 -5; a+b a=2 -1;-2 -4; d=eye(2); a*d a=2 -1;-2 -4; c=1;3; a*c a=2 -1;-2 -4; b=0 -3;0 -5; ab

7、a=2 -1;-2 -4; b=0 -3;0 -5; a.b a=2 -1;-2 -4; b=0 -3;0 -5; a.b2.13 答： a=2 3 1;3 6 2;4 10 8;7 9 3; reshape(a,3,4)2.14答： v=1 2 3 4 5; a=vander(v); rot90(a) flipud(a) fliplr(a)第 3章3.1 答： a=3 4 5; pa=poly(a); ppa=poly2sym(pa)3.2 答： a=5 6 8 2; b=1 7 3 2; y1=a+b poly2str(y1,x) y2=a-b poly2str(y2,x)3.3 答： a

8、=1 -7 2 40; roots(a)3.4 答： p=poly(1 2 3 4); polyvalm(p,8)3.5 答： a=1 2 2; b=1 5 4; c=conv(a,b); y=poly2str(c,x)3.6 答： a=3 13 6 8; b=1 4; q=deconv(a,b) y=poly2str(q,x)3.7 答： num=3 2 5 4 6; den=1 3 4 2 7 2; r,p,k=residue(num,den)3.8 答： p=4 -12 -14 5 9; y=polyder(p) poly2str(y,x) p=4 -12 -14 5 9; y=poly

9、int(p) poly2str(y,x)3.9 答： solve(x3+3*x2-4*x+9,x)3.10 答： eqn1=x2+x*y+y=3; eqn2=x2-4*x+3=0; x,y=solve(eqn1,eqn2)3.11 答： y=dsolve(Dy=6*y+4*x,x) 3.12 答：eqn1=Dx=y2+1; y=dsolve(eqn1,y(0)=1)3.13 答： eqn1=Dy=y+2; eqn2=Dx=-x+1; x,y=dsolve(eqn1,eqn2)3.14 答： eqn1=Dy=3*x+5; eqn2=Dx=-4* y-3; x,y=dsolve(eqn1,eqn2

10、,x(0)=0,y(0)=3)3.15 答： x=0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5; y=1 2.4 3.1 5 7 11 17 24; m=1; y1=polyfit(x,y,m); y11=poly2str(y1,x)3.16 答： x=1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 y=-1.4 2.7 3 5.9 8.4 12.2 16.6 18.8 e=ones(size(x) x.2 c=ey x1=1:0.1:4.5; y1=ones(size(x1),x1.2*c; plot(x,y,ro,x1,y1,k)3.17 答： x0=0:pi/4:3*pi; y0=co

11、s(x0).*exp(-x0/10); x=0:pi/20:3*pi; y=spline(x0,y0,x); plot(x0,y0,or,x,y,b)第 4章4.1 答： t=-2*pi:0.01:2*pi; x=cos(t); y=sin(t); plot(t,cos(t),r:*,t,sin(t),b-) axis(-2*pi 2*pi -1.5 1.5)4.2 答： x=0:pi/20:2*pi; y1=sin(x); y2=cos(x); y3=sin(2*x); y4=cos(2*x); subplot(221) plot(x,y1); title(sin(x) subplot(22

12、2) plot(x,y2); title(cos(x) subplot(223) plot(x,y3); title(sin(2x) subplot(224) plot(x,y4); title(cos(2x)4.3 答： x=-6:0.2:6; y=x.3+2*x+5; plot(x,y)4.4答： t=0:0.5:10; y1=exp(-0.1+4)*t); y2=exp(-0.2+4)*t); plot(t,y1,-ob,t,y2,:*r,t)4.5答： title(ityrm=e-it(a+4)t,FontSize,12) legend(a=0.1,a=0.2)4.6答： x=0:pi

13、/10:2*pi; y1=sin(x); y2=cos(x); plot(x,y1,g,x,y2,r) legend(sin(x),cos(x)第 5章51 答：（1）命令文件是一系列命令的组合，函数文件的第一行必须用function说明；（2）命令文件没有输入参数，也不用返回参数，函数文件可以接受输入参数，也可以返回参数；（3）命令文件处理的变量为工作空间变量，函数文件处理的变量为函数内部的局部变量，也可以处理全局变量。52 答：（1）if 表达式 语句体 end（2）if 表达式 语句体1 else 语句体2 end（3）if 表达式1 语句体1 elseif 表达式2 语句体2 end（

14、4）if 表达式1 语句体1 elseif 表达式2 语句体2 else 语句体3 end53 答：break语句用于终止for循环和while循环的执行。如果遇到break语句，则退出循环体，继续执行循环体外的下一行语句。在嵌套循环中，break只存在于最内层的循环中。return语句用于终止当前的命令序列，并返回到调用的函数或键盘，也用于终止keyboad方式，在MATLAB中，被调用的函数运行结束后会自动返回调用函数，使用return语句时将return插入被调用函数的某一位置，根据某种条件迫使被调用函数提前结束并返回调用函数。54 答：语法错误和运行错误55答：if (attendan

15、ce=0.9)&(grade=60)pass=1;elsefail=1; end56答： sum=0; for i=0:50sum=i2-2*i;sumif sum1000breakendend sum=0; i=0; while i1000breakendend57答： sum=1; for i=2:nsum=sum*iend58答：9次，103次，2564次，3259答：keyboard命令会使运行程序处于调试状态；输入return命令，系统退出调试状态，程序将继续运行。第 6章61 答：（1） 图形用户界面对象的布局，这部分主要确定应用程序的框架，完成窗口、图标、菜单、按钮等用户界面的布

16、局设计；（2）编写代码，主要完成图形用户界面的代码编写，添加相关的运算或控制代码，实现应用程序的控制功能。62 答：启动图形用户界面的开发环境的方法有两种：一种是在MATLAB的命令窗口中直接键入GUIDE，按Enter确认，就可以进入“GUIDE快速入门”窗口，点击新建GUI选项，即进入GUIDE开发环境；另一种是在命令栏中输入open guide，从打开的guide的内置代码界面的工具栏中，单击运行按钮，即进入“GUIDE快速入门”窗口，再单击新建GUI选项，即进入GUIDE开发环境；这两种方法启动图形用户界面的开发环境都是空白的。如果编辑一个已经存在的图形用户界面文件，可以直接在MATL

17、AB的命令窗口中键入GUIDE filename,其中filename为图形用户界面文件名。63 答：图标名称功能Push Button （按钮）单击后自动弹起，常用来触发、调用一些事件。Toggle Button（开关按钮）只有两种状态，开和关，单击下沉，在单击弹起。Radio Button（单选框）其功能与开关按钮相同，只是形式不同而已。Checkbox（复选框）常成组使用，作为多项选择中的一个备选项。Edit Text（可编辑文本）运行时接受用户的输入，通常保存在String属性中Static Text（静态文本）一般在设计界面时就已指定好了其内容属性，运行时用户不能更改。Slider（

18、滚动条）其状态可以为竖直的，也可以为水平的。通过改变它的属性，使宽大于高就可以使滚动条变为水平的，最直接的是用鼠标拖动改变它的形状来实现。Frame（边框）本身没有什么特殊作用，把一组控件圈在框里，从而显得界面美观整齐。Listbox（列表框）给出若干可供用户选择的条目。通过修改其属性中的min和max值，使二者之差大于1就可以实现多选功能。Popup Menu（弹出菜单）给出多个可供用户选择的条目，但是没有多选功能。Axes（坐标轴）一个含有坐标轴的绘图区域。64 答：参见图6-17的设计过程65 答：参见图6-20的设计过程第 7章7.1 答：Simulink是一个用来对动态系统进行建模、

19、仿真和分析的软件包，它支持连续的、离散的或二者混合的线性和非线性系统，也支持具有多种采样速率的多速率系统。7.2 答：（1）翻转模块将鼠标指针指向要翻转的模块并按下鼠标右键，在弹出的菜单中选择Format栏中的Flip Block项，模块将翻转180，每选择一次模块都将翻转180，该操作也可以在菜单栏中的Format菜单中进行。（2）给模型窗口加标题在模型窗口的上方双击鼠标左键，会出现的一个文本输入框，输入文字并通过Format菜单中的选项改变字体的颜色和大小，就可以做出一个好看的标题。（在模型窗口的任意地方都可以通过双击鼠标左键后输入文字为模型窗口添加说明）（3）指定仿真时间选择Simula

20、tion菜单打开参数设置对话框，在Solver页面中第一项Simulation time中通过输入开始时间和结束时间来确定仿真时间。（4）设置示波器的显示刻度双击示波器模块弹出示波器显示窗口，在坐标轴区域内的任意位置单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择Axes properties菜单项弹出示波器坐标轴属性对话框，可以设置Y轴显示的范围。7.3 答：7.4 答：7.5 答：7.6 答：第 8章81 答：传递函数描述、零极点描述、部分分式描述。82 答： num=50 150; den=1 10 37 78; z,p,k=tf2zp(num,den) pzmap(p,z)83 答： num=10;

21、den=5 1; step(num,den) impulse(num,den)84 答： num=36; k1=0.7; den=1 2*k1*6 36; t=0:0.02:2; c=step(num,den,t) plot(t,c)85 答： num=5; den=1 2 5; t=0:0.01:10; u=sin(t); lsim(num,den,u,t)86 答： num=0 10 1; den=5 12 7; bode(num,den) grid on87 答： num=25; den=1 40 25; gm,pm,wcg,wcp=margin(num,den)第 9章91 答： 模糊

22、推理系统编辑器 隶属度函数编辑器 模糊推理规则编辑器 系统输入输出特性曲面浏览器 模糊推理过程浏览器92 答：1 一种是模糊系统的标准模型或Mamdani模型，它模糊规则具有如下形式 IF x1 is A1 and x2 is A2 and and xn is An THEN y is B式中，Ai(I=1,2,n)是输入模糊语言值；B是输出模糊语言值。2. 一种是模糊系统的Takagi-Sugeno（高木-关野）模型。它采用如下形式的模糊规则，即IF x1 is A1 and x2 is A2 and and xn is An THEN y 式中，Ai(i=1,2,n)是输入模糊语言值；ci

23、(i=1,2,n)是真值参数。93 答：（1）在MATLAB的“命令行”窗口中直接输入fuzzy命令启动MATLAB模糊逻辑工具箱。（2）在MATLAB的默认操作桌面中选中工具栏APP,打开其下拉菜单，在控制系统设计和分析区选择fuzzy logic designer，进入模糊推理系统编辑器FIS Editor。94 答：1 易于使用2 提供图形化的系统设计界面3 支持模糊逻辑中的高级技术4 集成的仿真和代码生成功能5 独立运行的模糊推理机。95 答：MATLAB模糊逻辑工具箱主要通过5个GUI工具来建立模糊逻辑推理系统，分别是模糊推理系统编辑器（FIS Editor）、隶属函数编辑器（Mem

24、bership Function Editor）、模糊规则编辑器（rule Editor）、规则查看器（rule viewer）、表面图像查看器（surface viewer）。96 答：第 10章101 答：第一种：在MATLAB的命令窗口下键入powerlib命令；第二种：通过Simulink的模块浏览器打开SimPowerSystem模块集。102 答：电源模块组、电路元件模块组、电力电子模块组、电机模块组，可以用其中的模块直接搭建所需系统模型。103 答：104 答：105 （略）第 11章111 答： x=2 3 4 5 6 7; h=3 5 3 4 5; n=6; m=5; a=m

25、+n-1; nx=0:n-1;nh=0:m-1;ny=0:a-1; subplot(131) stem(nx,x); title(x(n); grid on; subplot(132); stem(nh,h); title(h(n); grid on; subplot(133); stem(ny,y); title(y(n); grid on;112答： t=-1:0.01:1; x=exp(t);y=sin(10*pi*t); z=x.*y; plot(t,x,.,t,y,+,t,z) legend(x=exp(t),y=sin(10*pi*t),z=x.*y)113 答： t=0:0.00

26、1:0.6; x=sin(2*pi*50*t)+sin(2*pi*120*t); plot(x(1:50); y=fft(x,512); Pyy=y.*conj(y)/512; f=1000*(0:155)/512 f=1000*(0:155)/512; figure,plot(f,Pyy(1:156)114答： wp=30*2*pi; ws=40*2*pi; rp=0.5;rs=40;Fs=100; N,Wc=buttord(wp,ws,rp,rs,s) Z,P,K=buttap(N); A,B,C,D=zp2ss(Z,P,K); AT,BT,CT,DT=lp2hp(A,B,C,D,Wc);

27、 num,den=ss2tf(AT,BT,CT,DT); num1,den1=bilinear(num,den,Fs); H,W=freqz(num1,den1); plot(W*Fs/(2*pi),abs(H);grid on; xlabel(频率/Hz);ylabel(幅值)115答： M=21;wc=pi/4; n=0:M-1; r=(M-1)/2; nr=n-r+eps*(n-r)=0); hdn=sin(wc*nr)/pi./nr; if rem(M,2)=0 hdn(r+1)=wc/pi;end wn1=boxcar(M); hn1=hdn.*wn1; subplot(211); line(0,20,0,0); xlabel(n);ylabel(h(n);title(矩形窗设计的h(n); hw1=fft(hn1,512);w1=2*0:511/512; subplot(212);plot(w1,20*log10(abs(hw1); xlabel(w/pi);ylabel(幅度(dB);title(幅度特性(dB);116答：参见教材中的例11-12。18