一、??????? 實驗要求

1、熟悉MATLAB命令窗口的組成和各菜單的含義；

2、掌握MATLAB基本使用方法，并能熟練操作MATLAB基本命令；

3、掌握函數(shù)表達式或模型的輸入方法和基本數(shù)值計算方法；

4、掌握繪圖函數(shù)plot的基本使用方法，以及圖形各種屬性操作。

二、??????? 實驗內(nèi)容

1、已知蝴蝶曲線由以下參數(shù)方程給出：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

要求如下：

（1）取值范圍為[0,100]，步長為1/16（t = 0:1/16:100）；

（2）分別計算和的值（注意表達式中的點乘運算），不要求輸出結果，用函數(shù)plot(x,y,'r-')繪制蝴蝶曲線；

（3）計算當時的和值，并輸出；

（4）使用命令hold on保持當前圖像，使用命令plot(x0,y0,'b.','MarkerSize',20)繪制和值到圖形中；最終參考圖像如圖1-1所示。

（5）對工作區(qū)中的變量進行截圖，并解釋各變量的含義和取值；

（6）把上述正確的命令集中錄入到命令文件中，命名為“Butterfly_Curve.m”，在命令窗口輸入Butterfly_Curve，驗證代碼功能的正確性和圖形的正確性。

2、表1-1是一些關于速度和力的風洞(Wind tunnel)數(shù)據(jù)。

表1-1 風洞數(shù)據(jù)

可以用下面的函數(shù)描述這些數(shù)據(jù)：

要求如下：

（1）使用函數(shù)plot繪制表1-1風洞數(shù)據(jù)，用品紅色圓形符號表示，圓形符號填充色為青色，使用help plot命令查看函數(shù)參數(shù)的使用方法；

（2）使用函數(shù)plot繪制函數(shù)，使用黑色點劃線，繪制函數(shù)從到之間的部分；

（3）標記坐標軸，標記標題，標記圖例，繪制網(wǎng)格。最終參考圖形如圖1-2所示。

（4）計算表1-1中速度的函數(shù)值FT，并與表1-1中F做比較，即計算平均誤差（公式為），這里取風洞數(shù)據(jù)真實測量值F，取相應的函數(shù)模型估計值FT，（其中用到sum、abs和length函數(shù)）；

（5）把上述正確的命令集中錄入到命令文件中，命名為“Wind_tunnel.m”，在命令窗口輸入Wind_tunnel，驗證代碼功能的正確性和圖形的正確性。

3、物體的運動軌跡可以建模為：

其中，是高度（m），是初始角度（弧度），是水平位移（m），是重力加速度（取），是初始速度（m/s），是初始高度。

根據(jù)課件案例“電容電量”的求解步驟，完成如下要求：

（1）建立命令文件“Sport_model.m”，按要求輸入命令代碼，（注意：邊輸入邊驗證代碼的正確性）；

（2）用MATLAB繪制物體的軌跡，其中，，初始角度從到，步長取。水平距離從變化到，遞增步長取；

（3）計算結果應該存放在一個矩陣中，矩陣的第一維度（行）對應于水平距離，而第二維度對應于不同初始角度的高度（從第2行到第6行）；

（4）針對每個初始角度，用該矩陣繪制一幅高度隨水平距離變化的圖；

（5）使用圖例區(qū)分不同的情況，用axis命令對圖形進行縮放以使最小高度變?yōu)?img type="latex" class="latex" src="http://api.bilibili.com/x/web-frontend/mathjax/tex?formula=-50" alt="-50">，并標記坐標軸和標題。最終參考圖形如圖1-3所示。

4、已知分段函數(shù)：

要求如下：

（1）用plot函數(shù)繪制分段函數(shù)，取值范圍為[-5, 10)（表示方法可以-5:0.1:10-eps）；

（2）求在點x0 = [0,3,5,8]的函數(shù)值，并把此四個點的值繪制在圖形中，繪圖結果如圖1-4所示；

（3）思考如何使用不同顏色繪制不同區(qū)間函數(shù)的曲線，如圖1-5所示。

5、繪圖練習，逐條輸入以下語句，觀察所繪制圖形的變化，并理解熟記繪圖屬性函數(shù)，如set、xlabel、legend、title、text、axis。結果如圖1-6所示。（提示：每輸入一條語句，觀察圖形的變化，深刻理解每條語句的含義。特別注意：在輸入代碼的時候，如果此行代碼無誤，請把此行代碼復制到腳本文件中保存，以便重復利用！！）

%---------------------------------------------代碼start-------------------------------------------

%注意以下代碼中%后的為注釋內(nèi)容??！

>> x=0:0.2:12;?

>> y1=sin(x);?

>> y2=cos(x);?

>> y3=sin(x)+cos(x);?? %計算函數(shù)值

>> h=plot(x, y1, x, y2, x, y3);? %繪制基本圖形

>> set(h,{'LineWidth'},{1;2;3})?? %set(h,{'LineWidth'},{2})==set(h,'LineWidth',2),將所有線寬設置為2

>> set(h,{'Color'},{'r';'g';'b'},{'LineStyle'},{'--'; '-.'; ':'})?? %設置顏色和線寬

>> axis([0 12 -1.5 1.5])?? %設置坐標軸范圍

>> grid on? %添加網(wǎng)格線

>> X=0:1:12;?? Y=-1.5:0.1:1.5;

>> set(gca,'xtick',X,'ytick',Y)?? %設置網(wǎng)格的顯示格式,gca獲取當前figure的句柄

>> set(xlabel('x'),'FontSize',20,'Color','r')? %設置X軸坐標值的顏色和大小

>> y=ylabel('y');?

>> set(y,'FontSize',24,'Color','g')

>> legend(h,'First','Second','Third')????? %添加圖例

>> title('sin(x）cos(x)and sin(x)+cos(x)')???? %添加標題

>> [y,ix]=min(y1);??? %找到y(tǒng)1的最小值以及改值的下標，賦給y和ix

>> text(x(ix),y,'First Min \rightarrow','HorizontalAlignment','right')?? %插入文本

%-------------------------------------------代碼end-------------------------------------------