实验02 初等模型(4学时)
(第2章 初等模型)
1.(编程)光盘的数据容量p23~27
表1 3种光盘的基本数据
数据线密度/ 激光器 激光波长/μm 光斑直径/μm 信道间距/mm (d) 红外(CD) 红色(DVD) 蓝色(DVD) 0.78 0.64 0.41 2 0.92 0.4 1.6×10-3 0.74×10-3 0.32×10-3 (B·mm-1) (ρ) 121 387 800 CAV光盘:恒定角速度的光盘。 CLV光盘:恒定线速度的光盘。 R2=58 mm, R1=22.5 mm,d, ρ见表1。 CLV光盘的信息总长度(mm) LCLV ??(R22?R12)d
CLV光盘的信息容量(MB) CCLV = ρLCLV / (10^6) CLV光盘的影像时间(min) TCLV = CCLV / (0.62×60)
?R22CAV光盘的信息总长度(mm) LCAV?
2dCAV光盘的信息容量(MB) CCAV = ρLCAV / (10^6) CAV光盘的影像时间(min ) TCAV = CCAV / (0.62×60)
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1.1(验证、编程)模型求解
要求:
①(验证)分别计算出LCLV, CCLV和TCLV三个3行1列的列向量,仍后输出结果,并与P26的表2(教材)比较。
程序如下:
clear;clc;format compact; R1=22.5; R2=58; d=10^(-3)*[1.6,0.74,0.32]'; rho=[121,387,800]'; LCLV=pi*(R2^2-R1^2)./d; CCLV=rho.*LCLV/10^6;%从B转换到MB TCLV=CCLV/(0.62*60);%从秒转换到分 s=' ';S=[s;s;s];%s为两个空格,S为两列空格 [num2str(round(LCLV)),S,...%其中的量为列向量 num2str(round(CCLV)),S,... num2str(round(TCLV))] ②(编程)对于LCAV, CCAV和TCAV,编写类似①的程序,并运行,结果与P26的表3(教材)比较。
★ 要求①的程序的运行结果: 2
★ 要求②的程序及其运行结果: clear;clc;format compact; R1=22.5; R2=58; d=10^(-3)*[1.6,0.74,0.32]'; rho=[121,387,800]'; LCAV=pi*R2^2./(2*d); CCAV=rho.*LCAV/10^6; TCAV=CCAV/(0.62*60); s=' ';S=[s;s;s]; [num2str(round(LCAV)),S,... num2str(round(CCAV)),S,... num2str(round(TCAV))] 1.2(编程)结果分析
信道长度LCLV的精确计算:LCLV2??d?R2R1?d?u???du
?2??22模型给出的是近似值:L??(R22?R12)d?LCLV
LCLV?L相对误差为:??
L要求:
① 取R2=58 mm, R1=22.5 mm,d, ρ见表1(题1)。
分别计算出LCLV, L和delta三个3行1列的列向量,仍后将它组合起来输出一个3行3列的结果。
② 结果与P26的表2和P27(教材)的结果比较。
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[提示]
定积分计算用quad、quadl或trapz函数,注意要分别取d的元素来计算。要用数组d参与计算,可用quadv(用help查看其用法)。
★ 编写的程序和运行结果:
程序:
R1=22.5;R2=58; d=[1.6e-3,0.74e-3,0.32e-3]'; LCLV=zeros(3,1); LCLV(1)=quad('2*pi/1.6e-3*sqrt(x.^2+(1.6e-3/(2*pi))^2)',R1,R2); LCLV(2)=quad('2*pi/0.74e-3*sqrt(x.^2+(0.74e-3/(2*pi))^2)',R1,R2); LCLV(3)=quad('2*pi/0.32e-3*sqrt(x.^2+(0.32e-3/(2*pi))^2)',R1,R2); L=pi*(R2^2-R1^2)./d; delta=abs(LCLV-L)./abs(L); s=' ';S=[s;s;s]; [num2str(round(LCLV)),S,... num2str(round(L)),S,... num2str(round(1000*delta)/100)] 运行结果:
2.(验证,编程)划艇比赛的成绩p29~31
模型:t=αnβ
其中,t为比赛成绩(时间),n为桨手人数,α和β为参数。
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为适合数据拟合,将模型改为:log t=logα + βlog n
桨手人数n 1 2 4 8 (1) 参数α和β估计 程序如下: clear; clc; n=[1 2 4 8]; %桨手人数 t=[ 7.21 6.88 6.32 5.84]; %比赛平均成绩 logt=log(t); logn=log(n); p=polyfit(logn,logt,1);% polyfit函数使用格式见提示 beta=p(1) alfa=exp(p(2)) (2) 实际值与计算值比较(数据比较和和拟合图形) 参考数据结果:
第1列为桨手人数,第2列为实际比赛平均成绩,第3列为计算比赛平均成绩。
比赛平均成绩t 7.21 6.88 6.32 5.84 参考图形结果:
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