江苏大学
《电气工程工具软件培训》课程设计报告
设计题目：MATLAB工具软件
专业班级：电气1201
学生姓名：蔡婷
学生学号：3120501004
指导老师：黄永红
完成日期：2013.7.3
江苏大学·电气信息工程学院
(a组指导老师:黄永红; b组指导老师: 刘辉;c组指导老师:王博)
一MATLAB课程设计的目的和要求
1.MA TLAB软件功能简介
MA TLAB的名称源自Matrix Laboratory，1984年由美国Mathworks公司推向市场。它是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据。MA TLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，从而被广泛的应用于科学计算、控制系统和信息处理等领域的分析、仿真和设计工作。MA TLAB软件包括五大通用功能，数值计算功能（Nemeric）、符号运算功能（Symbolic）、数据可视化功能（Graphic）、数字图形文字统一处理功能（Notebook）和建模仿真可视化功能（Simulink）。其中，符号运算功能的实现是通过请求MAPLE内核计算并将结果返回到MA TLAB命令窗口。该软件有三大特点，一是功能强大；二是界面友善、语言自然；三是开放性强。目前，Mathworks公司已推出30多个应用工具箱。MA TLAB 在线性代数、矩阵分析、数值及优化、数值统计和随机信号分析、电路与系统、系统动力学、次那好和图像处理、控制理论分析和系统设计、过程控制、建模和仿真、通信系统以及财政金融等众多领域的理论研究和工程设计中得到了广泛应用。
2.MA TLAB课程设计的目的
本次课程设计主要是为了使学生了解MA TLAB软件的基本知识，熟悉MA TLAB的上机环境，掌握MA TLAB数值运算、程序设计、二维/三维绘图、符号运算、Simulink仿真等相关知识，并初步
具备将一般数学问题转化为对应的计算机进行处理的能力，以便为今后进一步的学习打下坚定基础。
二 MATLAB 课程内容
1 MATLAB 语言基础
实验目的：基本掌握 MA TLAB 向量、 矩阵、 数组的生成及其基本运算(区分数组运算和矩阵运算)、常用的数学函数。了解字符串的操作。
实验内容:
① 创建以下矩阵：A 为初值为1，终值为12，元素数目为6的行向量；
2
436153227791
235B ??
?
?
= ? ?
??
；C 为B 的三次方矩阵；D 由B 和C 横向拼接并去除第一列、最后一列和第一行元素而成；E 由B 和C 纵向拼接而成；F 抽取E 的3～5行和第2～3列元素生成；G 由F 经变形为3×4的矩阵而得；H 由B 和C 数组相乘运算而成，同时将 H (1,1)和H (2,1)分别变为π的平方和立方，H (2,2)=arccos(2)，H (3,3)= H (1,1)+ H (2,1)。 源程序：
>> A=[1,3,2,5,6,12]
>> B=[2,4,3,6;1,5,3,2;2,7,7,9;1,2,3,5] >> C=B*B*B >> M=[B C] >> D=M(2:4,2:7) >> E=[B;C] >> F=E(3:5,2:3) >> G=repmat(F,1,2) >> H=B*C
>> H(1,1)=pi^2
>> H(2,1)=pi^3
>> H(2,2)=acos(2)
>> H(3,3)=H(1,1)+H(2,1)
运行结果：
A =
1 3
2 5 6 12
B =
2 4
3 6
1 5 3 2
2 7 7 9
1 2 3 5
C =
292 938 873 1140
227 751 681 868
518 1675 1555 2021
227 724 681 895
M =
Columns 1 through 6
2 4
3 6 292 938
1 5 3
2 227 751
2 7 7 9 518 1675
1 2 3 5 227 724 Columns 7 through 8
873 1140
681 868
1555 2021
681 895
D =
5 3 2 227 751 681
7 7 9 518 1675 1555
2 3 5 227 724 681
E =
2 4
3 6
1 5 3 2
2 7 7 9
1 2 3 5
292 938 873 1140
227 751 681 868
518 1675 1555 2021
227 724 681 895
F =
7 7
2 3
938 873
G =
7 7 7 7
2 3 2 3
938 873 938 873
H =
4408 14249 13221 17185
3435 11166 10305 13333
7842 25374 23527 30558
3435 11085 10305 13414
H =
1.0e+004 *
0.0010 1.4249 1.3221 1.7185
0.3435 1.1166 1.0305 1.3333
0.7842 2.5374 2.3527 3.0558
0.3435 1.1085 1.0305 1.3414
H =
1.0e+004 *
0.0010 1.4249 1.3221 1.7185 0.0031 1.1166 1.0305 1.3333 0.7842 2.5374 2.3527 3.0558 0.3435 1.1085 1.0305 1.3414 H =
1.0e+004 *
0.0010 1.4249 1.3221 1.7185 0.0031 0 + 0.0001i 1.0305 1.3333 0.7842 2.5374 0.0041 3.0558 0.3435 1.1085 1.0305 1.3414 H =
1.0e+004 *
0.0010 1.4249 1.3221 1.7185 0.0031 0 + 0.0001i 1.0305 1.3333 0.7842 2.5374 0.0041 3.0558 0.3435 1.1085 1.0305 1.3414
② (1)用矩阵除法求下列方程组的解 x=[x 1；x 2；x 3]；
??
?
??-=---=++-=++7
3847523436321321321x x x x x x x x x (2) 求矩阵的秩(rank 函数)；
(3) 求矩阵的特征值与特征向量(eig 函数)； (4) 系数矩阵的3次幂与开方；
(5) 系数矩阵的指数运算和数组对数运算；
(6) 系数矩阵a(1,2)、a(1,3)、a(2,2)、a(2,3)的元素不变，其余元素变为零。 (7) 提取系数矩阵主对角线上的元素，并依次相加赋予b 。 源程序：
>> a=[6,3,4;-2,5,7;8,-1,-7] >> b=[3;-4;-7] >> x=a\b >> c=rank(x) >> lambda=eig(a) >> d=a^3
>> e=sqrtm(a)
>> f=expm(a)
>> g=log(a)
>> a(1,1)=0;
>> a(2,1)=0;
>> a(3,1)=0;
>> a(3,2)=0;
>> a(3,3)=0
>> a=[6,3,4;-2,5,7;8,-1,-7] >> b=a(1,1)+a(2,2)+a(3,3) 运行结果：
a =
6 3 4
-2 5 7
8 -1 -7
b =
3
-4
-7
x =
0.8196
-3.9794
2.5052
c =
1
lambda =
-7.7487
8.9519
2.7968
d =
450 314 332
4 184 374
504 38 -360
e =
2.4495 1.7321 2.0000
0 + 1.4142i 2.2361 2.6458
2.8284 0 + 1.0000i 0 + 2.6458i
e =
2.4144 + 0.2615i 0.6223 - 0.0987i 0.7573 - 0.4741i
-0.2367 + 0.9088i 2.0722 - 0.3431i 1.1524 - 1.6476i
1.3810 - 1.5804i -0.0883 + 0.5966i 0.1778 +
2.8652i
f =
1.0e+003 *
5.2654 3.2882 2.7621
1.8010 1.1495 0.9590
2.5293 1.5744 1.3238
g =
1609/898 713/649 2731/1970
1588/2291 + 355/113i 1603/996 1475/758
4319/2077 0 + 355/113i 1475/758 + 355/113i
a =
0 3 4
0 5 7
0 0 0
a =
6 3 4
-2 5 7
8 -1 -7
b =
4
2MATLAB数值运算
实验目的：掌握MA TLAB 的数值运算及其运算中所用到的函数，掌握结构数组的操作。
实验内容：
①已知多项式a(x)=x2+2x+3；b(x)=4x2+5x+6
(1)求多项式a(x)和多项式b(x)的乘法运算结果，并在命令窗口中显示该多项式c；
(2) 求多项式c 的根及其微分；
源程序：
>> p1=[1,2,3]; >> p2=[4,5,6]; >> c=conv(p1,p2) >> c=poly2sym(c) >> r=roots(c) >> q=polyder(c)
运行结果：
c =
4 13 28 27 18 c =
4*x^4+13*x^3+28*x^2+27*x+18 r =
-1.0000 + 1.4142i -1.0000 - 1.4142i -0.6250 + 1.0533i -0.6250 - 1.0533i q =
16 39 56 27
②求1
2)1)(3)(1(3
2+++++s s s s s 的“商”及“余”多项式并在命令窗口中显示该多项式。 源程序：
>> format rat
p1=conv([1,0,1],conv([1,3],[1,1])); p2=[1,0,2,1];
>> format rat
>> p1=conv([1,0,1],conv([1,3],[1,1]));
>> p2=[1,0,2,1];
>> [q,r]=deconv(p1,p2);
>> cq='商多项式为';cr='余多项式为';
>> disp([cq,poly2str(q,'s')]),disp([cr,poly2str(r,'s')])
运行结果：
商多项式为 s + 4 余多项式为 2 s^2 - 5 s - 1
③(1)计算当x=2，x=3时，
23
3
(0.98)1
()5()( 1.25)x f x x x x x -=+-++的值；
(2)计
算cos60arccos()π+
(3)
2
436153227791
235A ??
?
?
= ?
?
??
，B=A 2+3，C= A-2B ，,求: C
源程序：
（1）>> syms x
>> f=x^3+(x-0.98)^2/(x+1.25)^3-5*(x+1/x) >> f1=subs(f,'2') >> answ=vpa(f1,6) >> f2=subs(f,'3') >> answ=vpa(f2,6)
（3）>> A=[2,4,3,6;1,5,3,2;2,7,7,9;1,2,3,5] >> B=A^2+3 >> c=A-2*B
运行结果：
（1）f =
x^3+(x-49/50)^2/(x+5/4)^3-5*x-5/x f1 =
(2)^3+((2)-49/50)^2/((2)+5/4)^3-5*(2)-5/(2) answ =
-4.46969
f2 =
(3)^3+((3)-49/50)^2/((3)+5/4)^3-5*(3)-5/(3) answ = 10.3865
（3）A =
2 4
3 6 1 5 3 2 2 7 7 9 1 2 3 5 B =
23 64 60 80 18 57 48 56 37 113 106 137 18 48 48 65 c =
-44 -124 -117 -154 -35 -109 -93 -110 -72 -219 -205 -265 -35 -94 -93 -125
3 MA TLAB 符号运算
实验目的：掌握符号变量和符号表达式的创建， 掌握MA TLAB 的symbol 工具箱的一些基本应用。 实验内容：
①已知 )14()3(232-+--++=bx cx a c bx ax f ，按照自变量x 和自变量a ，对表达式f 分别进行降幂排列(同幂合并)。 源程序：
>> syms x a b c %定义符号变量
>> f=(a*x^2+b*x+c*3)^3-a*(c*x^2+4*b*x-1)
>> fx=collect(f)%对f按x的降幂排列
>> fa=collect(f,a)%对f按a的降幂排列
运行结果：
f =
(a*x^2+b*x+3*c)^3-a*(c*x^2+4*b*x-1)
fx =
a^3*x^6+3*b*a^2*x^5+(3*c*a^2+2*b^2*a+a*(6*c*a+b^2))*x^4+(12*c*b*a+b*(6*c*a+b^2 ))*x^3+(3*c*(6*c*a+b^2)+6*b^2*c+9*a*c^2-c*a)*x^2+(27*c^2*b-4*b*a)*x+27*c^3+a
fa =
a^3*x^6+3*(b*x+3*c)*x^4*a^2+(3*(b*x+3*c)^2*x^2-c*x^2-4*b*x+1)*a+(b*x+3*c)^3
②已知f1=1/(a-b)，f2=2a/(a+b)，f3=(a+1)(b-1)(a-b)，分别求f1和f2的符号和、f1和f3的符号积、f1和f3的符号商。
源程序：
>> syms a b;
>> f1=1/(a-b)
>> f2=2*a/(a+b)
>> f3=(a+1)*(b-1)*(a-b)
>> h1=f1+f2
>> h2=f1*f3
>> h3=f1/f3
运行结果：
f1 =
1/(a-b)
f2 =
2*a/(a+b)
f3 =
(a+1)*(b-1)*(a-b)
h1 =
1/(a-b)+2*a/(a+b)
h2 =
(a+1)*(b-1)
h3 =
1/(a-b)^2/(a+1)/(b-1)
③对下列表达式进行符号运算
(1) 已知数学表达式y(x)= (e x +x)(x+2)，将其展开。 (2) 已知数学表达式y(x)=a 3-1，对其进行因式分解。
(3) 已知数学表达式2
31
()(1)(2)
x x y x x x x x +-=
+++，对其进行通分。
(4) 已知数学表达式y(x)=2cos 2x-sin 2x ，对其进行化简。
源程序：
（1）>> syms x; >> y=(exp(x)+x)*(x+2); >> y=expand(y)
（2）>> syms a; >> y=a^3-1;
>> y=factor(y)
(3)>> y=sym('(x+3)/x*(x+1)+(x-1)/x^2(x+2)') >> [n,d]=numden(y) (4) >> syms x;
>> y=2*cos(x)^2-sin(x)^2; >> simple(y)
运行结果：
（1）y =
exp(x)*x+2*exp(x)+x^2+2*x （2）y=
(a-1)*(a^2+a-1) (3) y =
(x+3)/x*(x+1)+(x-1)/x^2(x+2) n =
4*x^2+x^3+4*x-1 d = x^2 (4) simplify:
3*cos(x)^2-1
radsimp:
2*cos(x)^2-sin(x)^2
combine(trig):
3/2*cos(2*x)+1/2
factor:
2*cos(x)^2-sin(x)^2
expand:
2*cos(x)^2-sin(x)^2
combine:
3/2*cos(2*x)+1/2
convert(exp):
2*(1/2*exp(i*x)+1/2/exp(i*x))^2+1/4*(exp(i*x)-1/exp(i*x))^2
convert(sincos):
2*cos(x)^2-sin(x)^2
convert(tan):
2*(1-tan(1/2*x)^2)^2/(1+tan(1/2*x)^2)^2-4*tan(1/2*x)^2/(1+tan(1/2*x)^2)^2 collect(x):
2*cos(x)^2-sin(x)^2
ans =
3*cos(x)^2-1
④ 已知数学表达式f(x)=ax n +bt+c ，对其进行如下的符号替换： 1) a=sint,b=lnz,c=de2t 的符号变量替换。 2) n=3,c=л的符号常量替换。 3) c=1:2:5替换。 4) 1324c ??
=
???
的数组矩阵替换。
源程序：
(1)>> a=sym('sint') >> b=sym('lnz') >> c=sym('de2t')
（2）>> syms a b x t; >> f=a*x^n+b*t+c; >> n=sym('3') >> c=sym('pi')
（3）>> syms a b c x t n; >> f=a*x^n+b*t+c; >> c=sym('1:2:5')
（4）c=sym('[1,2;3,4]')
运行结果：
(1)a = sint b = lnz c = de2t
（2） n = 3 c = pi
（3）c = 1:2:5 （4）c = [ 1, 2] [ 3, 4]
⑤已知符号表达式x f 2sin 1-=，12+=x g ，计算x ＝0.5时，f 的值；计算复合
函数f (g (x ))。 源程序：
>> syms x; >> f=1-sin(x)^2 >> g=2*x+1;
>> f1=subs(f,'0.5') >> fg=compose(f,g)
运行结果：
f = 1-sin(x)^2 f1 =
1-sin((0.5))^2 fg =
1-sin(2*x+1)^2
⑥求 1
31
lim 222+--→x x x x 。
源程序：
>> syms x;
>> ans=limit((x^2-1)/(x^2-3*x+1),x,2)
运行结果：
ans = -3
⑦求函数 f (x )= cos 2x -sin 2x 的积分；求函数x x e x g x sin )(+=的导数。 源程序：
（1）>> syms x y z a b >> S=cos(2*x)-sin(2*x);
>> int(S)
（2）>> syms x y t u v z a b >> S=sqrt(exp(x)+x*sin(x));
>> diff(S) 运行结果：
（1）ans =
1/2*sin(2*x)+1/2*cos(2*x) （2） ans =
1/2/(exp(x)+x*sin(x))^(1/2)*(exp(x)+sin(x)+x*cos(x))
⑧计算定积分?+60
)2(sin π
dx
x
源程序：
>> syms x y z a b >> S=sin(x)+2; >> int(S,0,pi/6)
运行结果：
ans =
-1/2*3^(1/2)+1/3*pi+1
⑨求下列线性代数方程组的解。
??
?
??=-+=++=++132142310z y x z y x z y x 源程序：
>> [x,y,z]=solve('x+y+z-10','3*x+2*y+z-14','2*x+3*y-z-1')
运行结果：
x = 1 y = 2
z = 7
⑩求解当y (0)=2，z (0)=7时，微分方程组的解。
?????+=+=-x y dx dz
x
z dx dy
1sin 源程序：
>> [y,z]=dsolve('Dy-z=sin(x)','Dz+y=1+x','y(0)=2,x(0)=7','x'); Warning: Explicit solution could not be found.
> In C:\MATLAB6p5\toolbox\symbolic\dsolve.m at line 326
>> [y,z]=dsolve('Dy-z=sin(x)','Dz+y=1+x','y(0)=2,z(0)=7','x'); >> pretty(y) >> pretty(z)
运行结果：
cos(x) + 6 sin(x) + 1/2 x sin(x) + 1 + x - 3/2 sin(x) + 6 cos(x) + 1 + 1/2 cos(x) x
4 MA TLAB 程序设计
实验目的：掌握MATLAB 程序设计的主要方法，熟练编写MATLAB 函数。 实验内容：
① 用π /4≈1-1/3+1/5-1/7+…公式求π的近似值，直到最后一项的绝对值小于10-6 为止，试编写其M 脚本文件。 源程序：
>> t=1; pi=0; n=1; s=1;
>> while abs(t)>1e-7 pi=pi+t; n=n+2;
t=s/n;
end
>>
>> pi=pi*4;
>> fprintf('pi=%f/n',pi)
运行结果：
pi=3.141592/n
②分别用for和while结构计算1+22+33+…+100100的运行程序。源程序：
>> clear
sum=0;
for i=1:100
sum=sum+i^i;
end
>> sum
>> clear all;
sum=0;
i=1;
while i<=100
sum=sum+i^i;
i=i+1;
end
>> sum
执行：
sum =
1.0037e+200
1.0037e+200
5 MA TLAB 绘图
实验目的：掌握MATLAB 二维图形绘制，掌握图形属性的设置和图形修饰；掌握图像文件的读取和显示。 实验内容：①绘制图形
图1
其中x 初值为0，终值为12.5，步长为0.1，第一个曲线y1为sin()6
x π，第二
个曲线y2为cos()6
x π。写出图1的绘制源程序。按照以下的步骤进行(1)产生曲线
的数据(共有3组数据：x,y1,y2)；(2)选择合适的线形、标记、颜色(正弦曲线为红色，余弦曲线为紫色)；(3)添加图例及文字说明信息；(4)添加坐标轴说明与图标题。 源程序：
>> x=0:0.1:12.5; >> y1=sin(pi*x/6); >> y2=cos(pi*x/6);
>> plot(x,y1,'r--',x,y2,'p-');
江 苏 大 学 试 题 （2007 -2008 学年第 2 学期） 课程名称 机械原理及设计 I 开课学院 机械工程学院 使用班级 J 车辆06 考试日期 2008.7.4 题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 总分 核查人签名 得 分 阅卷教师 一、填空题（每空1分，共20分） 1、平面运动副中，通过 接触形成的运动副称为平面低副，通过 接触形成的运动副称为平面高副。 每个平面副最多提供 个约束。 2、作平面运动的三个构件，共有 个瞬心，所有瞬心位于 上，称为三心定理。 3、在铰链四杆机构ABCD 中，已知AB=40mm ，BC=50mm ，CD=AD=60mm ，且AD 为机架，该机构是 。 4、常用的间歇运动机构有 、 、 等。 5、凸轮设计从动件运动规律中，等速运动规律具有 冲击，余弦加速度运动规律具有 冲击。 6、一对平行轴外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是： 、 ，且两轮的螺旋角 。 7、周转轮系中，自由度为1的轮系称为 ，自由度为2的称为 。 8、机械的周期性速度波动一般用 调节，非周期性波动用 调节。 9、对于刚性转子而言，一般径宽比 的转子平衡称为动平衡，径宽比 的转子平衡称为静平衡。 二、（10分）计算图示机构的自由度，若存在复合铰链、虚约束、局部自由度，则指出在图中的相应位置，若有平面高副，请在原图上画出高副低代后的机构简图。 命题教师： 学生所在学院 专业、班级 学号 姓名 A 卷
江 苏 大 学 试 题 第2页 三、（10分）图示曲柄滑块机构，已知原动件1以角速度ω1匀速转动，转动方向如图。 （1）请在原图上标出该机构所有瞬心的位置。 （2）计算构件3在该位置时的速度v 3（写出表达式），判断其方向。 四、（10分）已知摇杆摆角0 90ψ=，摇杆长mm l CD 420=，摇杆在两极限位置时与机架所夹夹角分别为0 30及0 60，机构行程速比系数 1.4K =，设计此四杆机构。（图为示意图，准确尺寸图请自己画！）
课题一： 连续时间信号和系统时域分析及MATLAB实现 课题要求： 深入研究连续时间信号和系统时域分析的理论知识。利用MATLAB强大的图形处理功能、符号运算功能以及数值计算功能，实现连续时间信号和系统时域分析的仿真波形。 课题内容： 一、用MATLAB实现常用连续时间信号的时域波形（通过改变参数，分析其时域特性）。 1、单位阶跃信号， 2、单位冲激信号， 3、正弦信号， 4、实指数信号， 5、虚指数信号， 6、复指数信号。 二、用MATLAB实现信号的时域运算 1、相加， 2、相乘， 3、数乘， 4、微分， 5、积分 三、用MATLAB实现信号的时域变换（参数变化，分析波形变化） 1、反转， 2、使移（超时，延时）， 3、展缩， 4、倒相， 5、综合变化 四、用MATLAB实现信号简单的时域分解 1、信号的交直流分解， 2、信号的奇偶分解 五、用MATLAB实现连续时间系统的卷积积分的仿真波形 给出几个典型例子，对每个例子，要求画出对应波形。 六、用MATLAB实现连续时间系统的冲激响应、阶跃响应的仿真波形。 给出几个典型例子，四种调用格式。 七、利用MATLAB实现连续时间系统对正弦信号、实指数信号的零状态响应的仿真波形。 给出几个典型例子，要求可以改变激励的参数，分析波形的变化。 课题二： 离散时间信号和系统时域分析及MATLAB实现。 课题要求： 深入研究离散时间信号和系统时域分析的理论知识。利用MATLAB强大的图
形处理功能、符号运算功能以及数值计算功能，实现离散时间信号和系统时域分析的仿真波形。 课题内容： 一、用MATLAB绘制常用信号的时域波形（通过改变参数分析其时域特性） 1、单位序列， 2、单位阶跃序列， 3、正弦序列， 4、离散时间实指数序列， 5、离散时间虚指数序列， 6、离散时间复指数序列。 二、用MATLAB实现信号的时域运算 1、相加， 2、相乘， 3、数乘。 三、用MATLAB实现信号的时域变换（参数变化，分析波形的变化） 1、反转， 2、时移（超时，延时）， 3、展缩， 4、倒相。 四、用MATLAB实现离散时间系统卷积和仿真波形 给出几个典型例子，对每个例子要求画出e(k)，h(k)，e(i)，h(i)，h(-i)，Rzs(k)波形。 五、用MATLAB实现离散时间系统的单位响应，阶跃响应的仿真波形 给出几个典型例子，四中调用格式。 六、用MATLAB实现离散时间系统对实指数序列信号的零状态响应的仿真波形 给出几个典型例子，要求可以改变激励的参数，分析波形的变化。 课题三： 连续时间信号傅里叶级数分析及MATLAB实现。 课题要求： 深入研究连续时间信号傅里叶级数分析的理论知识，利用MATLAB强大的图形处理功能，符号运算功能以及数值计算功能，实现连续时间周期信号频域分析的仿真波形。 课题内容： 一、用MATLAB实现周期信号的傅里叶级数分解与综合 以周期矩形波信号为例，绘出包含不同谐波次数的合成波形，观察合成波形与原矩形 波形之间的关系及吉布斯现象。
华东交通大学MATLAB程序设计报告书 课题名称：基于MATLAB的粒子群优化算法的实现 姓名： 学号：20160280800014 专业：控制科学与工程 2016年 11月 20日
基于MATLAB的粒子群优化算法的实现 一、课程选题目的 本次课程设计的课题为《基于MATLAB的粒子群优化算法的实现》，主要为学会运用MATLAB对实际算法编程，加深对粒子群优化算法的理解，并为今后熟练使用MA TLAB进行系统的分析仿真和设计奠定基础。数值计算分析可以帮助更深入地理解理论知识，并为将来使用MA TLAB进行各领域数值分析分析和实际应用打下基础。 此次课程主要是为了进一步熟悉对MATLAB软件的使用，以及学会利用MA TLAB对数值运算这种实际问题进行处理，将理论应用于实际，加深对它的理解。 二、粒子群优化算法原理 优化是科学研究、工程技术和经济管理等领域的重要研究工具。它所研究的问题是讨论在众多的方案中寻找最优方案。例如，工程设计中怎样选择设计参数，使设计方案既满足设计要求又能降低成本；资源分配中，怎样分配有限资源，使分配方案既能满足各方面的基本要求，又能获得好的经济效益。在人类活动的各个领域中，诸如此类，不胜枚举。优化这一技术，正是为这些问题的解决，提供理论基础和求解方法，它是一门应用广泛、实用性很强的科学。近十余年来，粒子群优化算法作为群体智能算法的一个重要分支得到了广泛深入的研究，在路径规划等许多领域都有应用。 2.1 粒子群优化算法的起源 粒子群优化（PSO）算法是由Kennedy和Eberhart于1995年用计算机模拟鸟群觅食这一简单的社会行为时，受到启发，简化之后而提出的。 设想这样一个场景：一群鸟随机的分布在一个区域中，在这个区域里只有一块食物。所有的鸟都不知道食物在哪里。但是他们知道当前的位置离食物还有多远。那么找到食物的最优策略是什么呢。最简单有效的方法就是追寻自己视野中目前离食物最近的鸟。如果把食物当作最优点，而把鸟离食物的距离当作函数的适应度，那么鸟寻觅食物的过程就可以当作一个函数寻优的过程。鱼群和鸟群的社会行为一直引起科学家的兴趣。他们以特殊的方式移动、同步，不会相互碰撞，整体行为看上去非常优美。生物学家CargiReynolds提出了一个非常有影响的鸟群聚集模型。在他的模拟模型boids中，每一个个体遵循：避免与邻域个体相冲撞、匹配邻域个体的速度、试图飞向感知到的鸟群中心这三条规则形成简单的非集中控制算法驱动鸟群的聚集，在一系列模拟实验中突现出了非常接近现实鸟群聚集行为的现象。该结果显示了在空中回旋的鸟组成轮廓清晰的群体，以及遇到障碍物时鸟群的分裂和再度汇合过程。由此受到启发，经过简化提出了粒子群优化算法。 2.2粒子群优化算法的原理 在粒子群优化算法中，每个优化问题的潜在解都是搜索空间中的一只鸟，称之为“粒子”。所有的粒子都有一个由被优化的函数决定的适应值，每个粒子还有一个速度决定他们飞翔的方向和距离。然后粒子们就追随当前的最优粒子在解空间中搜索。优化开始时先初始化为一群随机粒子（随机解）。然后通过迭代找到最优解。在每一次迭代中，粒子通过跟踪两个极值来更新自己。第一个极值就是整个种群目前找到的最优解。这个极值是全局极值。另外也可以不用整个种群而只是用其中一部分作为粒子的邻居，那么在所有邻居中的极值就是局部极值。第二个极值是粒子本身所找到的最优解，称为个体极值。这是因为粒子仅仅通过跟踪全局极值或者局部极值来更新位置，不可能总是获得较好的解。这样在优化过程中，粒子在追随全局极值或局部极值的同时追随个体极值则圆满的解决了这个问题。这就是粒子群优化
单片机课程实验报告 班级J计算机1302 学号4131110037 姓名杨岚 指导老师余景华 2016.07.09
一、多功能数字钟的设计要求： 1.能在LED显示器上实现正常的时分秒计时 2.能通过键盘输入当前时间，并从该时间开始计时 3.有校时、校分功能 4.有报时功能，通过指示灯表示 5.有闹时功能，闹时时间可以设定，通过指示灯表示 二、课程设计电路图： 图1 设计电路图 ?HD7279A的片选引脚CS连在P5.7； ·通过C8051F020的P1.6、P1.7连接7279A的CLK和DATA实现串行数据编程； ?KEY连在比较器1的同相输入端CP1P
三、设计思路： 根据课程设计要求，我们要设计一个多功能数字电子时钟，随着人类科技文明的发展，高精度、多功能、小体积、低功耗，是现代时钟发展的趋势。在这种趋势下，时钟的数字化、多功能化已经成为现代时钟生产研究的主导设计方向。本实验正是基于这种设计方向，以单片机（C8051F020）为控制核心，设计制作一个多功能的数字时钟。在这些当中，必须要求要有时钟功能、校时校分功能、整点报时和闹钟功能等。 1.1首先要实现数码管的正常时分秒计时必须初始化系统时钟，初始化I/O端口以及定时器和使能比较器等，为系统的运行做必要的准备。 1.2其次通过键盘输入当前时间并从当前时间开始计时，这个过程中搞清楚，通过键盘输入的数据送到了哪里，是通过什么样的方式送进去的，同时对时间的计时有一个严密的算法来控制。 1.3在时间通过键盘输入并正常显示后，可以通过按键来进行校时、校分的功能。并显示出校正后的时间 1.4通过按键实现闹钟功能，在设置闹钟的同时，原时间能确保正确行走。 7279指令说明：88H,闪烁控制指令,d1-d8对应8个数码管,0表示闪烁,1表示不闪烁。 开始 输入按键(ABCD) 输入按键(F) 当达到整点时， A (校时的高位) F（输入闹钟）数码管闪烁3秒 B（校时的低位）当当前时间与闹钟时间相等时， C（校分的高位）数码管闪烁2秒。 D（校分的低位） 图2 功能模块图 ?输入按键A使得时钟的时高位加1，若时高位值超过2则返回0值。 ?输入按键B使得时钟的时低位加1，若时低位值超过9则返回0值同时时高位加1，最后判断时高位>1且时低位>3则时高位=0，时低位0。 ?输入按键C使得时钟的分高位加1，若分高位值超过5，则时低位加1，分高位至0。 ?输入按键D使得时钟的分低位加1，若分低位值超过9，则分高位加1，分低位至0。 ?输入按键E使得时钟的秒高位加1，若秒高位值超过5，则分低位加1，秒高位至0。 ?按键F进入闹钟模块。
课程设计任务书 学生姓名：董航专业班级：电信1006班 指导教师：阙大顺，李景松工作单位：信息工程学院 课程设计名称：Matlab应用课程设计 课程设计题目：Matlab运算与应用设计5 初始条件： 1.Matlab6.5以上版本软件； 2.课程设计辅导资料：“Matlab语言基础及使用入门”、“Matlab及在电子信息课程中的应 用”、线性代数及相关书籍等； 3.先修课程：高等数学、线性代数、电路、Matlab应用实践及信号处理类相关课程等。 要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1.课程设计内容：根据指导老师给定的7套题目，按规定选择其中1套完成； 2.本课程设计统一技术要求：研读辅导资料对应章节，对选定的设计题目进行理论分析， 针对具体设计部分的原理分析、建模、必要的推导和可行性分析，画出程序设计框图，编写程序代码（含注释），上机调试运行程序，记录实验结果（含计算结果和图表），并对实验结果进行分析和总结。具体设计要求包括： ①初步了解Matlab、熟悉Matlab界面、进行简单操作； ②MATLAB的数值计算：创建矩阵矩阵运算、多项式运算、线性方程组、数值统计； ③基本绘图函数：plot, plot3, mesh, surf等，要求掌握以上绘图函数的用法、简单图形 标注、简单颜色设定等； ④使用文本编辑器编辑m文件，函数调用； ⑤能进行简单的信号处理Matlab编程； ⑥按要求参加课程设计实验演示和答辩等。 3.课程设计说明书按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”撰写，具体包括： ①目录； ②与设计题目相关的理论分析、归纳和总结； ③与设计内容相关的原理分析、建模、推导、可行性分析； ④程序设计框图、程序代码（含注释）、程序运行结果和图表、实验结果分析和总结； ⑤课程设计的心得体会（至少500字）； ⑥参考文献（不少于5篇）； ⑦其它必要内容等。 时间安排：1.5周（分散进行） 参考文献： [1](美)穆尔,高会生,刘童娜,李聪聪．MA TLAB实用教程(第二版) . 电子工业出版社,2010. [2]王正林,刘明．精通MATLAB(升级版) .电子工业出版社,2011. [3]陈杰. MA TLAB宝典(第3版) . 电子工业出版社,2011. [4]刘保柱,苏彦华,张宏林. MATLAB 7.0从入门到精通(修订版) . 人民邮电出版社,2010. 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
2DPSK调制与解调系统的仿真 设计原理 (1) 2DPSK信号原理 1.1 2DPSK信号原理 2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：Φ＝0表示0码，Φ＝π表示1码。则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在接收端只能采用相干解调，它的时域波形图如图2.1所示。 图1.1 2DPSK信号 在这种绝对移相方式中，发送端是采用某一个相位作为基准，所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。如果基准相位发生变化，则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式，而采用相对移相方式。定义为本码元初相与前一码元初相之差，假设： →数字信息“0”； →数字信息“1”。 则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下： 数字信息： 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 DPSK信号相位：0
或 ： 1.2 2DPSK 信号的调制原理 一般来说，2DPSK 信号有两种调试方法，即模拟调制法和键控法。2DPSK 信号的的模拟调制法框图如图1.2.1所示，其中码变换的过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。 图1.2.1 模拟调制法 2DPSK 信号的的键控调制法框图如图1.2.2所示，其中码变换的过程为将输入的基带信号差分，即变为它的相对码。选相开关作用为当输入为数字信息“0” 时接相位0，当输入数字信息为“1”时接pi 。 图1.2.2 键控法调制原理图 1.3 2DPSK 信号的解调原理 2DPSK 信号最常用的解调方法有两种，一种是极性比较和码变换法，另一种是差分相干解调法。 码变换 相乘 载波 s(t) e o (t)
江苏大学 《电气工程工具软件培训》课程设计报告 设计题目：MATLAB工具软件 专业班级：电气1201 学生姓名：蔡婷 学生学号：3120501004 指导老师：黄永红 完成日期：2013.7.3 江苏大学·电气信息工程学院 (a组指导老师:黄永红; b组指导老师: 刘辉;c组指导老师:王博)
一MATLAB课程设计的目的和要求 1.MA TLAB软件功能简介 MA TLAB的名称源自Matrix Laboratory，1984年由美国Mathworks公司推向市场。它是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据。MA TLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，从而被广泛的应用于科学计算、控制系统和信息处理等领域的分析、仿真和设计工作。MA TLAB软件包括五大通用功能，数值计算功能（Nemeric）、符号运算功能（Symbolic）、数据可视化功能（Graphic）、数字图形文字统一处理功能（Notebook）和建模仿真可视化功能（Simulink）。其中，符号运算功能的实现是通过请求MAPLE内核计算并将结果返回到MA TLAB命令窗口。该软件有三大特点，一是功能强大；二是界面友善、语言自然；三是开放性强。目前，Mathworks公司已推出30多个应用工具箱。MA TLAB 在线性代数、矩阵分析、数值及优化、数值统计和随机信号分析、电路与系统、系统动力学、次那好和图像处理、控制理论分析和系统设计、过程控制、建模和仿真、通信系统以及财政金融等众多领域的理论研究和工程设计中得到了广泛应用。 2.MA TLAB课程设计的目的 本次课程设计主要是为了使学生了解MA TLAB软件的基本知识，熟悉MA TLAB的上机环境，掌握MA TLAB数值运算、程序设计、二维/三维绘图、符号运算、Simulink仿真等相关知识，并初步
自控系统仿真软件课程设计报告 MATLAB 设计题目：牛顿摆球 姓名： 学号： 院系： 班级：1203 指导教师： 2014年12月20日
一．课程设计目的 1、熟悉课程设计的基本流程； 2、掌握MATLAB语法结构及调试方法； 3、熟悉MATLAB函数调用，熟练二维画图; 4、掌握MATLAB语言在控制方面的运用； 5、学会用MATLAB进行基本仿真； 6、掌握MATLAB编程技巧，提高编程水平。 二．系统分析 1.题目的描述： （1）牛顿摆球原理描述 五个质量相同的球体由吊绳固定，彼此紧密排列。当摆动最右侧的球并在回摆时碰撞紧密排列的另外四个球，最左边的球将被弹出，并仅有最左边的球被弹出。当然此过程也是可逆的，当摆动最左侧的球撞击其它球时，最右侧的球会被弹出。当最右侧的两个球同时摆动并撞击其他球时，最左侧的两个球会被弹出。同理相反方向同样可行，并适用于更多的球。 为了更接近现实，在这里我将考虑重力及空气阻力的影响，摆球将不会永无止境的运动下去，由于外界因素的影响，摆球运动一段时间后将回归静止状态。（2）通过MATLAB动画程序制作软件，实现下述过程 当运行程序时，把最右边的小球拉到一定的高度放下，让其碰撞其余四个小球，仅让最左边的小球被弹出，当最左边小球回摆碰撞其它球时，最右边小球又被弹出，如此循环。由于是非理想条件下，摆球的摆动幅度会随摆动次数的增加越来越小，直到静止。 时间停顿两秒，把右边两小球一起拉到一定高度放下，让其碰撞其余三个球，同样仅让左边两球被弹出，当球回摆再次碰撞时，最右边两球又被同时弹出，如此循环，因为外界因素的影响，最终五个球都会静止下来。 （3）整个实验看似简单，但要在MATLAB上完成这样一个动画过程，还是需要下点功夫，克服困难的。经过自己的努力，终于实现了整个过程，这也是一种不小的收获。 2.设计要求： （1）能够实现有阻尼摆动，即摆幅随摆动次数增加越来越小，直到静止。（2）能够让摆球弧线摆动。 三．系统设计 1.系统设计过程 （1）通过函数axis建立坐标系 （2）在坐标系范围内通过函数line画各个支架 （3）通过函数title添加标题“动量守恒实验”、函数text添加标注“牛顿摆球” （4）通过函数line画出五个球，并设定其初始位置，颜色,大小,线条的擦拭方式
JIANGSU UNIVERSITY 本科生课程设计DSP课程设计实验报告 基于ICETEK5509实验箱和基2FFT 算法的频谱分析 学院名称：计算机科学与通信工程学院 专业班级：通信工程 学生姓名： 指导教师姓名： 指导教师职称： 年月
一、设计目的与意义 1、本课程设计与理论课、实验课一起构成《DSP芯片原理与应用》完整课程 体系； 2、针对理论课、实验课中无时间和不方便提及内容和需强调重点进行补充与 完善； 3、以原理算法的实现与验证体会DSP技术的系统性，并加深基本原理的体会。 二、设计要求 1、系统设计要求： ⑴.设计一个以ICETEK5509为硬件主体，FFT为核心算法的频谱分析系统 方案； ⑵.用C语言编写系统软件的核心部分，熟悉CCS调试环境的使用方法， 在CCS IDE中仿真实现方案功能； ⑶.在实验箱上由硬件实现频谱分析。 2、具体要求： ⑴.FFT算法C语言实现与验证 1) 参考教材14.3节FFT核心算法在CCS软件仿真环境中建立FFT工 程：添加main()函数，更改教材中个别语法错误，添加相应的库文 件，建立正确的FFT工程； 2) 设计检测信号，验证FFT算法的正确性及FFT的部分性质； 3) 运用FFT完成IFFT的计算。 ⑵.单路、多路数模转换（A/D） 1) 回顾CCS的基本操作流程，尤其是开发环境的使用； 2) 参考实验指导和示例工程掌握5509芯片A/D的C语言基本控制流 程； 3) 仔细阅读工程的源程序，做好注释，为后期开发做好系统采集前端 设计的准备。 ⑶.系统集成，实现硬件频谱分析 1) 整合前两个工程，实现连续信号的频谱分析工程的构建；
第一类：单位转换 1.长度单位换算的设计与实现 2.面积单位换算的设计与实现 3.体积单位换算的设计与实现 4.容积单位换算的设计与实现 5.质量单位换算的设计与实现 6.时间单位换算的设计与实现 7.温度单位换算的设计与实现 7.压强单位换算的设计与实现 8.角度单位换算的设计与实现 8.功率单位换算的设计与实现 第二类：曲线绘制 1.直线的自动绘制和相关计算 2.椭圆的自动绘制和相关计算 3.双曲线的自动绘制和相关计算 4.抛物线的自动绘制和相关计算 5.心脏线的自动绘制和相关计算 6.渐开线的自动绘制和相关计算 7.滚圆线的自动绘制和相关计算 8.三叶玫瑰线的自动绘制和相关计算9.四叶玫瑰线的自动绘制和相关计 10.阿基米德螺线的自动绘制和相关计算第三类：曲面绘制 1.球面的自动绘制和相关计算 2.椭球面的自动绘制和相关计算 3.单叶双曲面的自动绘制和相关计算 4.双叶双曲面的自动绘制和相关计算 5.抛物面的自动绘制和相关计算 6.双曲抛物面的自动绘制和相关计算 7.双曲柱面的自动绘制和相关计算 8.椭圆柱面的自动绘制和相关计算 9.抛物柱面的自动绘制和相关计算 10.圆锥面的自动绘制和相关计算 第四类：线性回归 1.男士身高体重相关计算经验公式 2.女士身高体重相关计算经验公式 3.男士胖瘦等级的确定 4.女士胖瘦等级的确定 5.男士身高脚长相关计算经验公式 6.女士身高脚长相关计算经验公式 7.父子身高相关性研究 8.母子身高相关性研究 9.父女身高相关性研究 10.母女身高相关性研究 第五类：学习成绩 1.期末总评自动计算的设计与实现 2.成绩等级自动评定的设计与实现 3.成绩分段自动统计的设计与实现 4.成绩分布折线自动绘制的设计与实现 5.成绩自动统计分析的设计与实现 6.试卷分布自动分析的设计与实现 7.试卷难度自动分析的设计与实现 8.考试成绩名次自动生成的设计与实现
《计算机仿真及应用》课程设计报告书 学号：08057102，08057127 班级：自动化081 姓名陈婷，万嘉
目录 一、设计思想 二、设计步骤 三、调试过程 四、结果分析 五、心得体会 六、参考文献
选题一、 考虑如下图所示的电机拖动控制系统模型，该系统有双输入，给定输入)(t R 和负载输入)(t M 。 1、 编制MATLAB 程序推导出该系统的传递函数矩阵。 2、 若常系数增益为：C 1＝Ka ＝Km ＝1，Kr ＝3，C2＝0.8，Kb ＝1.5，时间常数T 1＝5， T 2＝0.5，绘制该系统的根轨迹、求出闭环零极点，分析系统的稳定性。若)(t R 和)(t M 分别为单位阶跃输入，绘制出该系统的阶跃响应图。（要求C 1，Ka ，Km ，Kr ，C2，Kb ， T 1，T 2所有参数都是可调的） 一．设计思想 题目分析： 系统为双输入单输出系统，采用分开计算，再叠加。 要求参数均为可调，而matlb 中不能计算未赋值的函数，那么我们可以把参数设置为可输入变量，运行期间根据要求赋值。 设计思路： 使用append 命令连接系统框图。 选择‘参数=input('inputanumber:')’实现参数可调。 采用的方案： 将结构框图每条支路稍作简化，建立各条支路连接关系构造函数，运行得出相应的传递函数。 在得出传递函数的基础上，使用相应的指令求出系统闭环零极点、画出其根轨迹。 通过判断极点是否在左半平面来编程判断其系统是否稳定。 二．设计步骤 （1）将各模块的通路排序编号
（2）使用append命令实现各模块未连接的系统矩阵 （3）指定连接关系 （4）使用connect命令构造整个系统的模型 三．调试过程 出现问题分析及解决办法： 在调试过程出现很多平时不注意且不易寻找的问题，例如输入的逗号和分号在系统运行时不支持中文格式，这时需要将其全部换成英文格式，此类的程序错误需要细心。 在实现参数可调时初始是将其设为常量，再将其赋值进行系统运行，这样参数可调性差，后用‘参数=input('inputanumber:')’实现。 最后是在建立通路连接关系时需要细心。 四．结果分析 源代码： Syms C1 C2 Ka Kr Km Kb T1 T2 C1=input('inputanumber:') C2=input('inputanumber:') Ka=input('inputanumber:') Kr=input('inputanumber:') Km=input('inputanumber:') Kb=input('inputanumber:') T1=input('inputanumber:') T2=input('inputanumber:') G1=tf(C1,[0 1]); G2=tf(Ka*Kr,[0 1]); G3=tf(Km,[T1 1]); G4=tf(1,[T2 1]); G5=tf(1,[1 0]); G6=tf(-C2,1); G7=tf(-Kb,1); G8=tf(-1,1); Sys=append(G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7,G8) Q=[1 0 0;2 1 6;3 2 7;4 3 8;5 4 0;6 5 0;7 4 0;8 0 0;]; INPUTS1=1; OUTPUTS=5; Ga=connect(Sys,Q,INPUTS1,OUTPUTS) INPUTS2=8; OUTPUTS=5; Gb=connect(Sys,Q,INPUTS2,OUTPUTS) rlocus(Ga)
江苏大学2010硕士研究生入学统一考试机械设计 一．填空题 1．在基本额定动载荷C下，滚动轴承工作转而不发生点蚀失效，其可靠度为90%。2．在圆柱齿轮传动中，齿轮直径不变而减小模数m，使轮齿的弯曲强度、接触强度及传动的工作平稳性。 3．有一普通圆柱蜗杆传动，已知蜗杆头数Z1＝1，蜗杆轮齿螺旋线方向为右旋，其分度圆柱上导程角γ＝5042＇38＇＇，蜗轮齿数Ｚ2＝45，模数m＝8mm，压力角αt＝200，传动中心距a＝220mm，则传动比i＝，蜗杆直径系数q为，蜗杆分度圆柱直径d1＝mm，蜗轮螺旋角β＝。 4．普通v带传动中，已知预紧力F0＝2500N，传递圆周力F e=800N，若不计带的离心力，则工作时的紧边拉力F1为，松边拉力F2为。 5．链轮的转速，节距，齿数越少，则链传动的动载荷就越大。 6．当轴上零件需在轴上作距离较短的相对滑动，且传递转矩不大时，应用键联接，当轴上零件需在轴上作距离较长的相对滑动，应用键联接。 7．某受预紧力F0 和轴向工作拉力F的紧螺栓联接，如果螺栓和被联接件刚度相等，预紧力F0＝8000N，在保证接合面不产生缝隙的条件下，允许的最大工作拉力F＝N。二．选择题 1．在绘制零件极限应力的简化线图时，所必需的已知数据有。 A．σ-1σ0KσψσB．σ-1σS Kσψσ C．σ-1 σS KσD．σ-1σSσ0ψσ 2．采用普通螺栓连接的凸缘联轴器，在传递转矩时，。 A. 螺栓的横截面受剪切 B. 螺栓与螺栓孔配合面受挤压 C. 螺栓同时受剪切与挤压 D. 螺栓受拉伸与扭转作用 3．由试验知，有效应力集中、绝对尺寸和表面状态只影响零件的。 A．应力幅σa B．平均应力σm； C．应力幅和平均应力D．最小应力σmin 4．蜗轮轮齿常用材料是。 A. 40Cr B．GCrl5
Matalab课后作业 学院：电气信息工程及其自动化 班级： 学号： 姓名： 完成日期： 2012年12月23日
1、 matlab 软件主要功能是什么？电气工程及其自动化专业本科生主要用到哪 些工具箱，各有什么功能？ 答：（1）主要功能：工业研究与开发； 数学教学，特别是线性代数；数值分析和科学计算方面的教学与研究；电子学、控制理论和物理学等工程和科学学科方面的教学与研究； 经济学、化学和生物学等计算问题的所有其他领域中的教学与研究；符号计算功能；优化工具；数据分析和可视化功能；“活”笔记本功能；工具箱；非线性动态系统建模和仿真功能。 （2）常用工具箱： （a ） MATLAB 主工具箱：扩充matlab 的数值计算、符号运算功能、图形建模仿真功能、文字处理功能以及与硬件实时交互功能。 （b ）符号数学工具箱：符号表达式、符号矩阵的创建；符号可变精度求解；因式分解、展开和简化；符号代数方程求解；符号微积分；符号微分方程。 （c ） SIMULINK 仿真工具箱： Simulink 是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。对各种时变系统，包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统，Simulink 提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。 （d ）信号处理工具箱：数字和模拟滤波器设计、应用及仿真；谱分析和估计；FFT 、DCT 等 变换；参数化模型。 （e ）控制系统工具箱：连续系统设计和离散系统设计；状态空间和传递函数以及模型转换；时域响应（脉冲响应、阶跃响应、斜坡响应）；频域响应（Bode 图、Nyquist 图）；根轨迹、极点配置。 2、设y=23e t 4-sin(43t+3 ),要求以0.01秒为间隔，求出y 的151个点，并求出其导数的值和曲线。 程序如下： clc clear x=0:0.01:1.5; y=sqrt(3)/2*exp(-4*x).*sin(4*sqrt(3)*x+pi/3); y1=diff(y); subplot(2,1,1) plot(x,y) subplot(2,1,2) plot(x(1:150),y1) 曲线如下图所示：
matlab音频降噪课程设计报告
燕山大学 医学软件课程设计说明书 题目：基于MATLAB巴特沃斯滤波器的音频去噪的GUI设计 学院（系）：电气工程学院 年级专业： 13级生物医学工程 2 班 学号： 130103040041 学生姓名：魏鑫 指导教师：许全盛 1
院（系）：电气工程学院基层教学单位：生物医学工程系 学号130103040041 学生 姓名 魏鑫 专业（班 级） 13级生 物医学 工程2 班 设计 题目 基于MATLAB音频去噪的GUI设计设 计 技术参数通带截止频率fp=2700;阻带截止频率fs=3000;采样频率FS=48000; 通带衰减不大于1dB;阻带衰减不小于10dB; 设计要求1.实现用MATLAB导入音频； 2.对音频进行频谱分析； 3.设计滤波器去噪并对含噪信号进行滤 2
波并进行功率谱分析； 4.设计能实现上述功能的GUI； 工作量1.完成音频录入及频谱分析相关程序的编写与调试； 2.设计滤波器去噪； 3.用MATLAB软件做GUI界面的设计； 工作计划11.21-11.24 MATLAB软件中GUIDE 工具箱的使用 11.25-11.29 各处理算法模块的编程实现 11.30-12.1 整体程序联调 12.2 撰写课程设计说明书,答辩 参考资料 1. 陈怀琛吴大正 MATLAB及在电子信息课程中的应用[M] 北京电子工业出版社 2006. 章节2.4； 2. 陈亚勇 MATLAB信号处理详解[M] 北京：人民邮电出版社 2000. 第十 3
章； 3.张康刘雅基于Matlab的巴特沃斯 数字低通滤波器的设计[J] 计算机与现代化 2007年 12期 98-100页 指导 教师签字许全盛 基层教学单 位主任签字 彭勇 目录 一、设计目的意义 (1) 1.1绪论 (1) 1.2设计目的 (1) 1.3意义 (1) 二、设计内容 (2) 2.1 设计原理 (2) 2.2 设计内容 (2) 三、设计过程及结果分析 (3) 3.1 设计步骤 (3) 4
南京工程学院 课程设计说明书（论文）题目模拟信号的数字化 课程名称Matlab通信仿真设计 院(系、部、中心)通信工程学院 专业电子信息工程（传感网） 班级 学生姓名X X X 学号 2 0 8 1 1 0 7 3 2 设计地点信息楼C 216 指导教师潘子宇
设计起止时间：2014年1月10日至2014年 1 月14日
目录 一、内容摘要 (1) 二、课程设计目的和要求 (2) 三、课程设计任务 (2) 四、课程设计软件介绍 (3) 五、课程设计原理 (4) 六、PCM编码及仿真参数设置 (9) 七、PCM解码及仿真参数设置 (11) 八、PCM串行传输模型及仿真参数设置 (13) 九、课程设计成品图 (14) 十、SCOPE端的最终波形图 (14) 十一、主要参考文献 (15)
十二、总结与体会 (15) 一、内容摘要 MATLAB软件是矩阵实验室的简称，是美国M a t h W or k s公司出品的商业数学软件, 可用于算法开发、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境, 广泛用于数字信号分析，系统识别，时序分析与建模， 神经网络、动态仿真等方面有着广泛的应用。主要包括MATLAB和Simulink两大部分。Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。 Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。 Simulink是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。对各种时变系统，包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统，Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。.
机械设计复习题一 一、填空及选择填空：把答案写在题中的空格里( 每空2分, 共26分) 1、工程上常用的螺纹联接的防松方法有___________、____________和_______________。 2、滚动轴承的基本额定寿命L h10是指_______________。 3、阿基米德蜗杆传动的正确啮合条件是______________、______________和_______________。 4、带传动中，带每转一周受____________应力、_________应力和________应力作用，最大应力发生在 ________________。 5、在闭式软齿面齿轮传动中（无冲击载荷），按________设计，按________校核 A.齿根弯曲疲劳强度 B.齿根弯曲静强度 C.齿面接触疲劳强度 D.齿面接触静强度 二、说明下列滚动轴承代号的意义 (本大题共4小题，每小题4分，总计16分) 1、6209 2、7311AC/P4/DF 3、30420/P2/DB 4、N220/P5 三、计算题（共30分） 1、.图示托架受铅垂力F （N ），托架与托体之间的摩擦系数为μs,,可靠系数K f =1,螺栓与被联 接件的相对刚度为0.2，螺栓材料的许用应力为[σ]，按步骤列出螺栓根径d 1的计算式。（14分） 2、一轴上有一对30204圆锥滚子轴承，轴承受载荷N F R 5400=，N F A 2700=n=1250r/min ，运转时有轻微冲击 1.1=p f ，试计算这对轴承当量动载荷p 和寿命L 10h 。轴承参数：d=20mm ； N C r 305000=； N C r 28200=；35.0=e ；Fa/Fr ≤e ，x=1，y=0；Fa/Fr>e ，x=0.4，y=1.7，[注： )2/(Y F F r s =] (本题16分) F F 1 2 四、分析题（18分） 图示蜗杆-斜齿轮传动，已知蜗杆为左旋，转向如图示，蜗杆m =8mm ，d 1=64mm(q =8)，z 1=2，z 2=42，蜗杆输入转矩T 1=38000N .mm ，蜗杆传动效率h ＝0.75。
Matlab程序设计任务书 分院（系）信息科学与工程专业 学生姓名学号 设计题目车牌识别系统设计 内容及要求： 车牌定位系统的目的在于正确获取整个图像中车牌的区域，并识别出车牌号。通过设计实现车牌识别系统，能够提高学生 分析问题和解决问题的能力，还能培养一定的科研能力。 1.牌照识别系统应包括车辆检测、图像采集、牌照识别等几 部分。 2.当车辆检测部分检测到车辆到达时,触发图像采集单元，采 集当前的视频图像。 3.牌照识别单元对图像进行处理，定位出牌照位置，再将牌 照中的字符分割出来进行识别，然后组成牌照号码输出。 进度安排： 19周：Matlab环境熟悉与基础知识学习 19周：课程设计选题与题目分析 20周：程序设计编程实现 20周：课程设计验收与答辩 指导教师（签字）： 年月日学院院长（签字）： 年月日 目录
一．课程设计目的 (3) 二．设计原理 (3) 三．详细设计步骤 (3) 四. 设计结果及分析 (18) 五. 总结 (19) 六. 设计体会 (20) 七. 参考文献 (21) 一、课程设计目的 车牌定位系统的目的在于正确获取整个图像中车牌的区域，并识别出车牌号。通过
设计实现车牌识别系统，能够提高学生分析问题和解决问题的能力，还能培养一定的科研能力。 二、设计原理: 牌照自动识别是一项利用车辆的动态视频或静态图像进行牌照号码、牌照颜色自动识别的模式识别技术。其硬件基础一般包括触发设备、摄像设备、照明设备、图像采集设备、识别车牌号码的处理机等，其软件核心包括车牌定位算法、车牌字符分割算法和光学字符识别算法等。某些牌照识别系统还具有通过视频图像判断车辆驶入视野的功能称之为视频车辆检测。一个完整的牌照识别系统应包括车辆检测、图像采集、牌照识别等几部分。当车辆检测部分检测到车辆到达时触发图像采集单元，采集当前的视频图像。牌照识别单元对图像进行处理，定位出牌照位置，再将牌照中的字符分割出来进行识别，然后组成牌照号码输出。 三、详细设计步骤: 1. 提出总体设计方案: 牌照号码、颜色识别 为了进行牌照识别，需要以下几个基本的步骤： a.牌照定位，定位图片中的牌照位置；
欢迎阅读数字图像处理 课程设计报告 姓名： 学号： 班级： .net 设计题目：图像处理 教师：赵哲老师 提交日期： 12月29日
一、设计内容： 主题：《图像处理》 详细说明：对图像进行处理（简单滤镜，模糊，锐化，高斯模糊等），对图像进行处理（上下对称，左右对称，单双色显示，亮暗程度调整等），对图像进行特效处理（反色，实色混合，色彩平衡，浮雕效果，素描效果，雾化效果等）， 二、涉及知识内容： 1、二值化 2、各种滤波 3、算法等 三、设计流程图 插入图片 对图片进行处理 二值化处理 重复 输出两幅图 结束 四、实例分析及截图效果： 运行效果截图： 第一步：读取原图,并显示 close all;clear;clc; % 清楚工作窗口clc 清空变量clear 关闭打开的窗口close all I=imread('1.jpg'); % 插入图片1.jpg 赋给I imshow(I);% 输出图I I1=rgb2gray(I);%图片变灰度图 figure%新建窗口
subplot(321);% 3行2列第一幅图 imhist(I1);%输出图片 title('原图直方图');%图片名称 一，图像处理模糊 H=fspecial('motion',40); %% 滤波算子模糊程度40 motion运动 q=imfilter(I,H,'replicate');%imfilter实现线性空间滤波函数，I图经过H滤波处理，replicate反复复制 q1=rgb2gray(q); imhist(q1); title('模糊图直方图'); 二，图像处理锐化 H=fspecial('unsharp');%锐化滤波算子，unsharp不清晰的 qq=imfilter(I,H,'replicate'); qq1=rgb2gray(qq); imhist(qq1); title('锐化图直方图'); 三，图像处理浮雕(来源网络) %浮雕图 l=imread('1.jpg'); f0=rgb2gray(l);%变灰度图 f1=imnoise(f0,'speckle',0.01); %高斯噪声加入密度为0.01的高斯乘性噪声 imnoise噪声污染图像函数 speckle斑点 f1=im2double(f1);%把图像数据类型转换为双精度浮点类型 h3=1/9.*[1 1 1;1 1 1;1 1 1]; %采用h3对图像f2进行卷积滤波 f4=conv2(f1,h3,'same'); %进行sobel滤波 h2=fspecial('sobel'); g3=filter2(h2,f1,'same');%卷积和多项式相乘 same相同的 k=mat2gray(g3);% 实现图像矩阵的归一化操作 四，图像处理素描(来源网络) f=imread('1.jpg'); [VG,A,PPG] = colorgrad(f); ppg = im2uint8(PPG); ppgf = 255 - ppg; [M,N] = size(ppgf);T=200; ppgf1 = zeros(M,N); for ii = 1:M for jj = 1:N if ppgf(ii,jj)
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