MATLAB实验三

MATLAB计算可视化

试验报告说明：

1 做试验前请先预习，并独立完成试验和试验报告。

2 报告解答方式：将MATLAB执行命令和最后运行结果从命令窗口拷贝到每题的题目下面，请将报告解答部分的底纹设置为灰色，以便于批阅。

3 在页眉上写清报告名称，学生姓名，学号，专业以及班级。

3 报告以Word文档书写。

文档命名方式: 学号+姓名+_（下划线）+试验几.doc 如：110400220张三_试验1.doc

4 试验报告doc文档以附件形式发送到maya_email@tom.com。凡文档命名不符合规范，或者发送方式不正确，不予登记。

5 每次试验报告的最后提交期限：下周试验课之前。

6 欢迎访问我的教学论坛：http://www.qszy.com/nbbs，由此进入Matlab专栏。论坛注册时请在个人签名档写上自己的姓名和学号，以便于权限设置，可在论坛上交流学习，并可下载发布的试验报告和解答参考等相关资料。

一目的和要求

（1）熟练掌握MATLAB二维曲线的绘制

（2）熟练掌握图形的修饰

（3）掌握三维图形的绘制

（4）熟练掌握各种特殊图形的绘制

（5）掌握句柄图形的概念

（6）了解GUI设计

二内容和步骤

（说明：绘图题需在报告中粘贴图形结果。）

1 绘制二维曲线（必做）

查阅stem绘图指令，利用stem绘制复指数序列（其中）的相关图形，要求：（1）把窗口分成2行2列。（2）左上窗口绘制复指数序列的实部波形，窗口右上角绘制复指数序列的虚部波形，左下角绘制复指数序列的幅度波形，右下角绘制窗口的相位波形。要求每个子图标注标题，X,Y轴说明。要求显示网格。

% 复指数序列程序

n=-10:10;

alpha=-0.1+0.3*j;

x=exp(alpha*n); 

real_x=real(x);    % 实部

img_x=imag(x);   % 虚部

mag_x=abs(x);    % 幅值

phase_x=(180/pi)*angle(x);   % 相角，转为角度

subplot(2,2,1)

stem(n,real_x);title('实数部分');xlabel('n');ylabel('real');

grid on

subplot(2,2,2)

stem(n,img_x);title('虚数部分');xlabel('n');ylabel('imag'); 

grid on

subplot(2,2,3)

stem(n,mag_x);title('幅度');xlabel('n');ylabel('abs');

grid on

subplot(2,2,4)

stem(n,phase_x);title('相位');xlabel('n');ylabel('phase');

grid on

同学解题过程存在的问题：

1注意括号应用，有同学如此定义指数序列：x=exp(-0.1+j*0.3)*n，思考错在哪里？

2绘图程序最好放在M脚本中编辑，部分同学是在命令窗口中，这样不便于对程序的调试和修正。

3 部分同学的作业显示绘图的思路零乱，没能理清作图的过程。在发布的PPT 上就二维三维图形的一般作图过程有专门的总结，希望大家好好看看，注意绘图顺序过程，一般先调用subplot命令之后再调用title,xlabel等命令对子图进行设置。

2 绘制多条曲线（必做）

在同一图形窗口绘制。利用plot绘图指令绘图命令。

（1）    在窗口上部绘制正弦信号，。要求曲线为黑色实线。

（2）    使用hold on命令在同一窗口重叠绘制信号，。要求曲线线型为红色点划线。

（3）    X轴标注“时间t”, y轴标注“”，标题为“正弦/指数序列”。

（4）    使用legend命令在图的右上角标注两条曲线的图例。

（5）    使用gtext交互式图形命令，分别标注曲线和。

% 绘制多条曲线

t=0:0.1:4*pi;

x=sin(0.5*pi.*t+pi/4);

plot(t,x,'k-');

title('正弦信号');

xlabel('时间t');

ylabel('x(t)');

hold on

g=x.*(0.5.^t);

plot(t,g,'r-.')

title('指数序列');

xlabel('序列t');

ylabel('g(n)');

%添加图例

legend('sin(0.5*pi*t+pi.4)','x(t)*0.5^t',1)

% gtext标注曲线

gtext('sin(0.5*pi*t+pi.4)');

gtext('x(t)*0.5^t');

3 句柄的学习

（1）获取图形句柄：（必做）

1）显示并获取上图（题2）的标题句柄。

h_axis=gca;         %获取坐标轴句柄

h_title=get(gca,'title')    %获取标题句柄

%也可在生成标题对象时直接返回句柄

    p=title('指数序列');

（2）设置图形对象属性：（必做）

1）利用set 命令设置图形标题的颜色为蓝色，字体大小14。

set(h_title,'color','blue','fontsize',14)

2）使用图形窗口功能。选择菜单“Edit”---“Figure Properties”打开图形属性窗口（或直接在命令窗口输入命令：propedit(gcf)直接打开图形属性窗口）。在图形属性窗口中，修改曲线的颜色和线条宽度。（必做）

（本题解答略）

（3） 分别set命令和图形属性窗口重新设置Y轴的刻度令其为[-1 -0.5 0 0.5 1]（选做）   

set(gca,'ytick',[-1 -0.5 0 0.5 1])

通过本题希望大家理解图形对象和句柄的概念。句柄是图形对象的标识，通过这个标识，我们可以找到这个对象，并通过set函数对对象的属性进行任意的修改。当然我们已可以在图形对象的属性窗口中直接修改

4 绘制三维曲线（必做）

1.      绘制曲线的网线图。 D, 显示要求去掉坐标轴，显示色图。

x=-2:0.1:2

y=-2:0.1:2

[X,Y]=meshgrid(x,y);    % 或[x,y]=meshgrid([-2:0.1:2]);  产生XY平面上的栅格点阵。

Z=X.*exp((X.^2+Y.^2));  % 计算XY平面上的各栅格点在Z轴上的对应值

surf(X,Y,Z)              % 根据XYZ三维作标值绘制曲面

colormap  hot  % 指定hot色图

colorbar        % 显示色图

axis off        % 不显示坐标轴

本题存在的问题：

1 理清三维作图的一般顺序。尤其是理解meshgrid函数产生二维平面栅格点阵的作用。

2 注意几个函数的区别：Colormap命令用于指定色图，colorbar命令用于显示色图。

2        设计动画程序，改变上图的观测角度，实现上图视角绕z 轴的360度的连续观测。（自学动画同学选做）

x=-2:0.1:2

y=-2:0.1:2

[X,Y]=meshgrid(x,y);

Z=X.*exp(-(X.^2+Y.^2));

surf(X,Y,Z)

colormap  hot

axis off

clear M  %清除用于存放影片各帧的M矩阵

n=50;

for k=1:n   % for循环连续产生50个不同视角的图像

    view([-37.5+360*k/n, 30]);   % 改变视角。

    M(k)=getframe;      % 抓图

end

movie(M,3)   % 播放3次

第二篇：实验3 参考答案

一、把数学式子转换成VB表达式：

1.         3x                   (3*x

2.         10≤X<20               ( x>=10 and x<20

3.         5÷6                     (5/6

4.         (x+3)(y+4)+xy<1000、      ((x+3) *(y+4)+x*y <1000

5.         将任意两位数x的个位数和十位数对换。(X mod 10)*10+x \10

6.         产生一个”C”~”L”范围内的大写字母（包含C和L） Chr(int(rnd*(asc(“L”)-asc(“C”)+1)+asc(“C”)))

二、写出下列表达式的值:

1.         45<54 or“123”>”234”                      T

2.         156\10+156\100                            16           

3.         #01/20/04#-#12/01/03#                    50

4.         156/10+156/100                   17.16

5.         156＋23mod10\7+Asc(“B”)     222

6.         Int（45.5*100+0.4）/100       45.5

7.         100 + “100” & 100            200100

三、求下列函数和表达式的值

1.         Int(Rnd*100)                        1~100之间的数

2.         int(-12.3)          -13

3.         Cint(-12.3)          -12

4.         Cint(-12.8)         -13

5.         fix(-12.8)          -12

6.         fix(-12.3)           -12

7.         Int(-12.8)          -13

8.         Len（ "VB可视化开发环境" ）       9

9.         mid("我喜欢vb“,2,3)            喜欢

10.     weekday(#3/21/2007#)                     4

11.     Asc("A")+Len("ABCDE ")+mid("12345 ",2,2)  94

12.     Val("123.45abc")+345                         468.45

四、

1.        int(rnd*(b-a+1)+a)      b>a, 求出来的是[a,b]间的整数）

2.        int(rnd*(b-a)+a)      b>a, 求出来的是[a,b)间的整数）

3.        int(rnd*(b-a) +1+a)      b>a, 求出来的是(a,b]间的整数）

编程作业:

1．输入一个华氏温度，要求在窗体上输入其对应的摄氏温度值。（摄氏温度与华氏温度的转换公式为：C=5/9*(F-32),其中C代表摄氏温度，F代表华氏温度）。

提示：整个代码放在Form_click 事件中，通过单击窗体来运行程序。

  第一步：定义两个变量。

  第二步：通过inputbox语句提示用户输入一个华氏温度。

  第三步：利用华氏与摄氏温度的转换公式，把华氏变化成摄氏温度。

  第四步：通过print语句在窗体上分别显示华氏温度和转换后的摄氏温度。

Private Sub Form_Click()

Dim f As Single, c As Single

f = Val(InputBox("请输入华氏温度:", "输入框", 100))

c = 5 / 9 * (f - 32)

Print "该华氏温度对应的摄氏温度为："; c

End Sub

2．编写程序要求输入的三角形的底和高,计算三角形的面积。

  要求：整个代码放在Form_click 事件中，通过单击窗体来运行程序。

        通过inputbox语句提示用户输入。

        通过msgbox语句显示结果。

Private Sub Form_Click()

Dim a As Single, b As Single, s As Single

a = Val(InputBox("请输入三角形的高："))

b = Val(InputBox("请输入三角形的底："))

s = a * b / 2

MsgBox "该三角形的面积为" & s

3.任意输入圆的半径输出该圆的面积。要求：整个代码放在Form_click 事件中，通过单击窗体来运行程序。通过inputbox语句提示用户输入。通过msgbox语句显示结果。

Private Sub Form_Click()

Dim r As Single, s As Single

Const pi As Double = 3.1415926

r = Val(InputBox("请输入圆的半径："))

s = r * r * pi

MsgBox "该圆的面积为：" & s

End Sub