内容发布更新时间 : 2024/5/6 17:45:46星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

电磁场实验仿真指导书

1、Matlab 基础 2、实验内容

2.1 预习 点电荷电场分布

2.2 实验一 电偶极子电场分布仿真 2.3 实验二 特殊边界条件的电场分布 2.4 实验三 直导线的磁场分布 2.5 实验四 磁偶极子的磁场分布

1 MATLAB 基础

1.1 简介

MATLAB是一门计算机程序语言，取名源于Matrix Laboratory，意在以矩阵方式处理数据。一般认为MATLAB的典型应用包括：数值计算与分析、符号运算、建模与仿真、数据可视化、图形处理及可视化、基于图形用户界面的应用程序开发。

MATLAB7.3.0启动后界面如图1所示。

图1 MATLAB7.3.0启动后界面

命令窗口(Command Window)：

(1) 用于执行MATLAB命令，正常情况下提示符为“>>”，表示MATLAB进入工作状态。

(2) 在提示符后输入运算指令和函数调用等命令（不带“；”），MATLAB将迅速显示出结果并再次进入准备工作状态。

(3) 若命令后带有“；”，MATLAB执行命令后不显示结果。

(4) 在准备工作状态下，如果按上下键，MATLAB会按顺序依次显示以前输入的命令，若要执行它，则直接回车即可。 工作空间(Workspace)：

(1) 显示计算机内存中现有变量的名称、类型、结构及其占用子节数等。

(2) 如果直接双击某变量，则弹出Array Editor窗口供用户查看及修改变量内容。

(3) 该窗口上有工具条支持用户将某变量存储到文件中或者从文件中载入某变量。

命令历史记录(Command History)：

(1) 保存并显示用户在命令窗口中输入过的命令，以及每次启动MATLAB的时间等信息。

(2) 若双击某条命令记录，则MATLAB会再次执行该命令。

当前路径窗口(Current Directory)：

(1) 先是当前路径内的所有文件。

(2) 用户可以在这里新建或删除一个文件，也可以双击一个文件，在编辑/调试窗口中打开。

设置当前路径(Current Directory)：

(1) 用于选择当前工作路径。

(2) 可以在命令窗口中输入文件名来直接调用工作路径下的文件。 使用MATLAB时获取帮助的两种方法：一是直接在命令窗口中输入help 函

数名或命令；二是在帮助窗口中浏览或搜索相应信息。还可以参考MATLAB的Demo程序来学习MATLAB编程。

1.2 基本语法

（一）变量及其赋值 1、标识符与数

（1）标识符是标识变量名、常量名、函数名和文件名的字符串的总称。在MATLAB中，变量和常量的标志符最长允许19个字符；函数和文件名通常不超过8个字符（受操作系统文件管理器的限制）。这些字符包括全部的英文字母（区分大小写）、阿拉伯数字和下划线等符号。标识符的第一个字符必须是英文字母。

（2）MATLAB中只有双精度一种数据格式，它把简化编程作为主要目标，

以运算速度和内存消耗为代价，省去了多种数据格式，唯一采用双精度格式进行数据的存储和运算。虽然它的数据格式只有一种，但是为了人机交互方便，输出显示格式有8种。下表显示了在各格式控制命令下圆周率∏的显示结果。

MATLAB命令 format long format long e format short（默认） format short e format hex format bank format + format rat

显示形式 3.14159265358979 说明 16位十进制数 3.141592653589793e+000 16位十进制数加指数 3.1416 3.1416e+000 400921fb54442d18 3.14 + 355/113 二位整数，四位小数 5位十进制数加指数 16位十六进制数 两位小数 正、负或零 分数近似 MATLAB默认的显示格式是format loose（稀疏格式），屏幕的显示会有很多

空行，而如果用显示格式命令format compact（紧凑格式），则会用紧凑格式显示。 2、矩阵及其元素的赋值

（1）MATLAB中的变量或常量都代表矩阵，标量应看作1×1阶的矩阵。 （2）矩阵的赋值：

①矩阵的值放在方括号中；

②一行中各元素之间以逗号或者空格分开，不同的行则以分号隔开； ③句的结尾可用回车符或逗号，此时会立即显示运算结果。如果不希望显示结果，就以分号结尾。此时运算仍然执行，只是不显示。

④变量的元素用圆括号“（）”中的数字（也称为下标）来注明，一维矩阵（也称为数组或向量）中的元素用一个下标表示，二维的矩阵可有两个下标数，以逗号分开。

赋值语句一般形式为：变量=表达式（或数） 例如：输入语句 a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9] 则显示结果为 a =

1 2 3 4 5 6

7 8 9 ? 元素可以用表达式代替。

如输入x=[-1.3 sqrt(3) (1+2+3/5*4)] 则显示结果为 x =

-1.3000 1.7321 4.8000 ? 可以单独给矩阵的元素赋值。

如x(2)=1.7321，a(2,3)=6等。

如果赋值元素的下标超出了原来矩阵的大小，矩阵的行列会自动扩展。跳空的元素会被自动赋值为0。

如x(5)=abs(x(1))

则得x=-1.3000 1.7321 4.8000

又如键入a(4,3)=6.5,则得 a =

1.0000 2.0000 3.0000 4.0000 5.0000 6.0000 7.0000 8.0000 9.0000 0 0 6.5000 ? 给全行赋值，可用冒号。

如给a的第5行赋值。键入a(5,:)=[5,4,3]得 a =

1.0000 2.0000 3.0000 4.0000 5.0000 6.0000 7.0000 8.0000 9.0000 0 0 6.5000 5.0000 4.0000 3.0000

? 要取出a的第2、4 行及第1、3列交点上的元素取出，构成一个新矩阵b。

0

1.3000