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：
3、设A是一个维数为的矩阵。采用两种方法，计算矩阵A中有多少个零元素。
方法一：
clear
A=input(‘input a number’)
[m,n]=size(A);
count=0;
for i=1:1：m
for j=1:1：n
if A(i,j)==0
count=count+1;
end
end
end
方法二：
clear
A=input(‘input a number’)
[m,n]=size(A);
count=0;
B=A(:);
i=1;
j=m*n;
while i<=j
if B(i)==0
count=count+1;
end
i=i+1;
end
4、编写一个函数，使其能产生如下的分段函数：,并调用该函数绘制在范围的的曲线。
程序为：
clear
function y=f(x)
if(x<=2)
y=0.5*x;
elseif 2 y=1.5-0.25*x; else y=0.5; end 函数调用为： x=0:0.02:2; plot(x,f(x).*f(x+2),'b:*'); axis([0 2 0 0.8]); title('图一曲线图形'); legend('f(x).*f(x+2)'); grid on; 所得图形为右图所示： 5、给定初始值，在matalab/simulink对以下系统进行仿真，并采用plot3函数 绘制三维状态曲线图， 其中非线性， 参数为，，， 其模型如下图所示： 其中，Subsystem模块如下： 程序如下： function syf x0=[0.3;0.4;0.1]; [t,x]=ode45(@g.[0,100],x0); plot3(x(:,1),x(:,3),x(:,2)) function dx=g(t,x) m0=-1/7; m1=2/7; a=9; b=14.28; dx=[a*(x(2)-(m1*x(1)+0.5*(m0-m1)*(abs(x(1)+1-abs(x(1)-1)))); x(1)-x(2)+x(3); -b*x(2);] 6、有个皮球以20米/秒的速度从15米高的地方落下，建立显示球弹跳轨迹的模型，并基于Matlab/Simulink仿真弹跳过程，绘制弹跳轨迹。注意必须使用Simulink的基本模块搭建仿真模型。 其模型如下图所示： 示波器显示如下图所示： matlab课程设计报告 题目简易计算器的设计 学院电子信息工程学院 专业电子信息 学生姓名和学号 指导教师 一、选题目的及意义 GUI的广泛应用是当今计算机发展的重大成就之一，它极大地方便了非专业用户的使用。人们从此不再需要死记硬背大量的命令，取而代之的是可以通过窗口、菜单、按键等方式来方便地进行操作，而在matlab有很简单的gui设计工具，我们可以通过这个工具轻松地构建我们想要的程序，从而实现与用户的信息交互。本次课程设计是使用了matlab中的guide生成了简单的计算器程序。 二、源代码 function varargout = Calculator(varargin) %Simple Calculator %@Anhui University % Begin initialization code - DO NOT EDIT gui_Singleton = 1; gui_State = struct('gui_Name', mfilename, ... 'gui_Singleton', gui_Singleton, ... 'gui_OpeningFcn', @Calculator_OpeningFcn, ... 'gui_OutputFcn', @Calculator_OutputFcn, ... 'gui_LayoutFcn', [] , ... 'gui_Callback', []); if nargin && ischar(varargin{1}) gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1}); end if nargout [varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); else 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 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 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 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： 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 一．课程设计相关知识综述...................................................................... 1.1 研究目的及意义 (3) 1.2 数字图像处理研究的内容........................................................... 1.3 MATLAB 软件的介绍.................................................................. 1.3.1 MATLAB 语言的特点......................................................... 1.3.2 MATLAB 图像文件格式.................................................... 1.3.3 MATLAB 图像处理工具箱简介........................................ 1.3.4 MATLAB 中的图像类型.................................................... 1.3.5 MATLAB 的主要应用........................................................ 1.4 函数介绍........................................................................................ 二．课程设计内容和要求........................................................................... 2.1 主要研究内容................................................................................ 2.2 具体要求....................................................................................... 2.3 预期达到的目标........................................................................... 三．设计过程............................................................................................... 3.1 设计方案及步骤............................................................................ 3.2 程序清单及注释........................................................................... 3.3 实验结果........................................................................................ 四．团队情况................................................................................................ 五．总结....................................................................................................... 六．参考文献............................................................................................... 一．课程设计相关知识综述. 1.1研究目的及意义 课程设计实验体会 学生姓名：李祥胜 学生学号：20120704 专业班级：光信息科学与技术 指导老师：miss Chen 学院：信息工程学院 题目: MATLAB学期实验总结 MATLAB概念及介绍 MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室）。是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。 MATLAB集成环境主要包括五个部分：MATLAB语言、MATLAB工作环境、句柄图形、MATLAB数学函数库和数学建模、小波分析、MATLAB API(App lication Program Interface)。MATLAB语言是以数组为基本数据单位，包括控制流程语句、函数、数据结构、输人输出及面向对象等特点的高级语言。利用SIMULINK对系统进行仿真与分析，在进入虚拟实验环境后，不需要书写代码，只需使用鼠标拖动库中的功能模块并将它们连接起来，再按照实验要求修改各元器件的参数。通过虚拟实验环境建立实验仿真电路模型，可使一些枯燥的电路变得有趣味，复杂的波形变得形象生动，使得各种复杂的能量转换过程比较直观地呈现。 1.1、MATLAB语言特点及优势 1.1.1、语言特点 MATLAB被称为第四代计算机语言，利用其丰富的函数资源，使编程人员从繁琐的程序代码中解放出来。MATLAB的最突出的特点就是简洁。MATLAB用更直观的、符合人们思维习惯的代码，代替了C和FORTRAN语言的冗长代码。MATLAB 给用户带来的是最直观、最简洁的程序开发环境。以下简单介绍一下MATLAB的主要特点。 （1）语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极其丰富。MATLAB程序书写形式自由，利用其丰富的库函数避开繁杂的子程序编程任务，压缩了一切不必要的编程工作。由于库函数都由本领域的专家编写，用户不必担心函数的可靠性。 （2)运算符丰富。由于MATLAB是用C语言编写的，MATLAB提供了和C语言几乎一样多的运算符，灵活使用MATLAB的运算符将使程序变得极为简短，具体运算符见附表。 （3）MATLAB既具有结构化的控制语句（如for循环、while循环、break语句和if语句），又有面向对象编程的特性。 （4）语法限制不严格，程序设计自由度大。例如，在MATLAB里，用户无需对矩阵预定义就可使用。 （5）程序的可移植性很好，基本上不做修改就可以在各种型号的计算机和操作系统上运行。 课程设计任务书 学生姓名：专业班级：电信 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目:MATLAB运算与应用设计2 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”等； 3.先修课程：信号与系统、数字信号处理、MATLAB应用实践及信号处理类课程等。 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）选择一本《MATLAB教程》，学习该教程的全部内容，包括使用方法、数组运算、矩阵运算、数学运算、程序设计、符号计算、图形绘制、GUI设计等内容； （2）对该套综合题的10道题，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）。 （3）对实验结果进行分析和总结； （4）要求阅读相关参考文献不少于5篇； （5）根据课程设计有关规范，按时、独立完成课程设计说明书。 时间安排: (1) 布置课程设计任务,查阅资料,学习《MATLAB教程》十周； (2) 进行编程设计一周； (3) 完成课程设计报告书一周； 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 目录 1 MATLAB概述 (3) 1.1MATLAB简介 (4) 1.2MATLAB的功能 (4) 1.3MATLAB 的典型应用 (6) 2设计题目：MATLAB运算与应用设计套题二 (6) 3设计内容 (8) 3.1 题一 (8) 3.2 题二 (8) 3.3 题三 (9) 3.4 题四 (10) 3.5 题五 (15) 3.6 题六 (15) 3.7 题七 (15) 3.8 题八 (16) 3.9 题九 (17) 3.10题十 (18) 4 课程设计心得 (20) 5参考文献 (21) 6 本科生课程设计成绩评定表 (22) 1. 已知矩阵????????????????=5432141097539108627810715675A ，矩阵????? ?? ?????????=60151403514436136349624B ，解线性方程X ，使得A.X=B ，并将矩阵A 的右下角2×3子矩阵赋给矩阵C 。 程序：A=sym([5,7,6,5,1;7,10,8,7,2;6,8,10,9,3;5,7,9,10,4;1,2,3,4,5]); B=sym([24,96;34,136;36,144;35,140;15,60]); X=A\B C=A([4,5],[3,4,5]) 运行结果：X = [ 1, 4] [ 1, 4] [ 1, 4] [ 1, 4] [ 1, 4] C = [ 9, 10, 4] [ 3, 4, 5] 2. 根据下面两个矩阵 ???? ??????=??????????=987654321,136782078451220124B A 执行下列的矩阵运算命令，并回答有关的问题 （1） A+5*B 和A-B+I 分别是多少（其中I 为单位矩阵）？ （2） A.*B 和 A*B 将分别给出什么结果，它们是否相同，为什么？ 得出A.^B 、A/B 及A\B 的结果，并分别解释它们的物理意义。 程序：A=[4,12,20;12,45,78;20,78,136]; B=[1,2,3;4,5,6;7,8,9]; I=[1,0,0;0,1,0;0,0,1]; C=A+5*B D=A-B+I E=A.*B F=A*B G=A.^B H=A/B J=A\B A=sym([4 12 20;12 45 78;20 78 136])； B=sym([1 2 3;4 5 6;7 8 9])； I=sym([1 0 0;0 1 0; 0 0 1])； A+5*B A-B+I A.*B %A.为A的共轭矩阵，本式为A的共轭矩阵和B相乘 A*B %A直接和矩阵B相乘，结果与上面显然不同 A.^B %A的共轭矩阵的B次方 A/B %右除解XB=A A\B %左除解AX=B 运行结果： ans = [ 9, 22, 35] [ 32, 70, 108] [ 55, 118, 181] ans = [ 4, 10, 17] [ 8, 41, 72] [ 13, 70, 128] ans = [ 4, 24, 60] [ 48, 225, 468] [ 140, 624, 1224] ans = [ 192, 228, 264] [ 738, 873, 1008] [ 1284, 1518, 1752] 东北石油大学 课程设计 2011年3 月9日 大庆石油学院课程设计任务书 课程 计算物理和MATLAB 课程设计 题目 氢原子电子云模拟 专业 应用物理 姓名 王胜男 学号 070901340103 主要内容： 研究氢原子S 态的波函数φS =φS （r ）只是半径r 的函数，与θ和φ无关，而氢原子中电子沿半径的分布密度 （即电子在半径处单位厚度球壳内）出现的几率D=4πr 2φS 2，习惯上把这种分布形象称作电子云。 基本要求： 1、氢原子基态即1S 态（n=1,l=0,m=0）有：D= a e r a r 1 43 221 - ； D max =1.1 ，r 0=0.25nm 其中a 1=5.29×10-2nm 是D 的最大值D max 处的r 值。r 0是D 收敛处的r 值,即D 的收敛点。 2、2s 态（n=2,l=0,m=0）有D=a e a r a r r 18252 121 - ? ? ?? ??-； D max =0.14，r 0=1.0nm 3、3S 态（n=3,l=0,m=0）有D=e a a a r r r r 1 322 2 112 21827814- ?? ????? ????? ??+-? ? ? ??； D max =0.2,r 0=2.0nm 依据上述3个分布函数进行氢原子电子云模拟。 4. 用绘图点的密度来描述的电子的概率分布密度，模拟了各种氢原子电子云的状态。 主要参考资料： [1] Steven E. Koonin, 秦克诚译. 计算物理学. 北京：高等教育出版社，1993. [2] 马文淦等. 计算物理学. 合肥：中国科学技术大学出版社，1992. [3] 韩旭里等. 数值分析与实验. 北京：科学出版社.2006. 完成期限 指导教师 专业负责人 2011 年 3 月 9 日 《MATLAB》课程设计球面的自动绘制与相关计算 院（系）名称信息工程学院 专业班级09普本信计1班 学号090111011 学生姓名张云迪 指导教师马艳琴 2011年6月6日 MATLAB课程设计评阅书 题目球面的自动绘制与相关计算 学生姓名张云迪学号090111011 指导教师评语及成绩 指导教师签名： 年月日答辩评语及成绩 答辩教师签名： 年月日教研室意见 总成绩： 教研室主任签名： 年月日 课程设计任务书 2010—2011学年第二学期 专业班级：09普本信计1班学号：090111011姓名：张云迪 课程设计名称： MATLAB 设计题目：球面的自动绘制与相关计算 完成期限：自2011年06月06日至2011年06月12日共1周 一、设计目的 由于在平时人工绘制的三维图形比较复杂，而且立体效果不好，运用MATLAB绘制图形简单而且可以实现图像的可视化。运用MATLAB绘制三维图像，实现对球面的自动绘制，熟练掌握绘制球面的绘图命令。对球面进行相关的计算，例如体积、表面积。 二、设计要求 1、运用MATLAB等工具。 2、对球相关的计算。 3、按照格式要求写出3000字文档。 三、参考文献 [1]曹弋.MATLAB教程及实训[M].北京：机械工业出版社，2010，8. [2]王正林，刘明.精通MATLAB7[M].大陆：电子工业出版社，2006. [3]高尚华.数学分析第三版[M].北京：高等教育出版社，2008，4. 计划答辩时间：2011 年 6 月 12日 工作任务与工作量要求：查阅文献资料不少于3篇，课程设计报告1篇不少于3000字 指导教师（签字）：教研室主任（签字）： 批准日期：年月日 MATLAB课程设计 设计题目：应用图像处理 班级： 学号： 姓名： 指导老师： 设计时间：2013年4月8号-4月14号 摘要 21世纪是一个充满信息的时代，图像作为人类感知世界的视觉基础，是人类获取信息、表达信息和传递信息的重要手段。图像处理，是用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的技术。又称影像处理。基本内容图像处理一般指数字图像处理。数字图像是指用数字摄像机、扫描仪等设备经过采样和数字化得到的一个大的二维数组，该数组的元素称为像素，其值为一整数，称为灰度值。图像处理技术的主要内容包括图像压缩，增强和复原，匹配、描述和识别3个部分。常见的处理有图像数字化、图像编码、图像增强、图像复原、图像分割和图像分析等。图像处理一般指数字图像处理。所谓数字图像处理[7]就是利用计算机对图像信息进行加工以满足人的视觉心理或者应用需求的行为。实质上是一段能够被计算机还原显示和输出为一幅图像的数字码。 关键词：DCT变换；图像压缩；真色彩增强；平滑；锐化；直方图均衡； 灰度变换；滤波；M文件的使用 目录 摘要………………………………………………………………I 1 概述……………………………………………………………II 2 课程设计任务及要求...............................III 设计任务 设计要求 3 系统设计原理 (Ⅳ) DCT图像压缩原理 真彩色增强 平滑 锐化 灰度变换（直方图均衡化） 图像滤波 中值滤波器 维纳滤波器 4 程序代码及实验结果与分析 (Ⅵ) DCT图像压缩 程序代码 实验结果 结果分析 真彩色增强 平滑程序代码 实验结果 结果分析 锐化程序代码 实验结果 结果分析 灰度变换（直方图均衡化） 程序代码 实验结果 结果分析 图像滤波 程序代码 实验结果 结果分析 5 收获体会 (Ⅶ) 6 参考文献 (Ⅷ) 概述 淮海工学院 课程设计报告书 课程名称：通信系统的计算机仿真设计题目：QPSK通信系统性能分析 与MATLAB仿真 系（院）：电子工程学院 学期：2011-2012-2 专业班级：通信工程091 姓名： 学号： 评语： 成绩： 签名： 日期： 基于MATLAB的QPSK通信系统的设计与仿真 1绪论 随着通信技术的发展，信号处理方面硬件设计与专业软件设计结合日趋紧密，已经有一些公司开付出专业数字信号处理软件。比较优秀的而且得到广大技术人员认可的有MATLAB。 MATLAB等优秀软件使仿真技术得到很好的应用。通过对通信过程的仿真，我们就可以在低成本的条件下检测某一个方案是否能够实现，是否有更好的方案可以代替原来的方案，这样对通信的研究就站在了一个更高的起点，使通信技术的发展日新月异，近几年手机的普及率的迅速提高就从侧面反映移动通信技术的发展。 现代移动通信系统的发展是以多种先进的通信技术为基础发展起来的。移动通信的主要基本技术包括调制技术、移动信道中颠簸的传播特性、多址方式、抗干扰技术以及组网技术。在移动通信中，数字调制解调技术是关键技术，其中数字调相信号具有数字通信的诸多优点，在数字移动通信中广泛使用它来传送各种控制信息。本文就是通过用MATLAB软件来仿真研究数字通信中常用的集中调相方式：2PSK、QPSK、OQPSK、8PSK等，分析各种调相信号的产生原理以及抗干扰性能。 1.1研究背景与研究意义 1.1.1研究背景 随着技术的发展，系统建模和仿真技术已经日益成为现代个领域，特别是理工科各专业进行科学探索、系统可行性规划研究和工程设计不可缺少的重要环节。仿真技术在今天的通信领域是一个非常重要的技术手段。随着通信技术的发展，通信系统的结构和规模越来越复杂，基于通信系统的的应用也越来越多样化，单纯地依靠经验进行通信系统的规划和设计、通信设备的研发以及通信网络协议的开发，已经不能适应现代通信的发展需要。因而急需一种科学的手段来反映和预测网络的性能，这导致了仿真技术的应运而生。 1.1.2研究意义 要规划和设计一个性能完善的通信系统，光靠理论计算或凭个人的组网经验是无法完成的。如果在真实的网络环境中进行通信性能研究、网络、设计和开发，不仅耗资大，而且在统计数据的手机和分析上也有一定困难。通信仿真技术是通过在计算机中构造虚拟的环境来反映现实的通信网络环境，模拟现实中的网络行为，从而可以有效提高通信网络规划和设计的可靠性和准确性，明显降低通信系统的投资风险，减少不必要的投资浪费。 通过仿真软件来模拟和估算通信系统的性能，通过模拟和仿真来调整一些通 一、课程目的 初步学会使用MATLAB软件，掌握MATLAB基本的函数的使 用，熟练MATLAB编程，以便为今后数字信号的处理打下基础。 二、课程内容 实验一 MATLAB语言基础 实验目的：基本掌握 MATLAB 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3×4的全 1 矩阵、B为3×3的0矩阵、C 为3×3的单位阵、D为3×3的魔方阵、E由C和D纵向拼接而成、F抽取E的2～5行元素生成、G由F经变形为3×4的矩阵而得、以G为子矩阵用复制函数(repmat)生成6×8的大矩阵H。 源程序： A=ones(3,4)% A为3×4的全 1 矩阵 B=zeros(3)% B为3×3的0矩阵 C=eye(3)% C为3×3的单位阵 D=magic(3)% D为3×3的魔方阵 E=cat(1,C,D)% E由C和D纵向拼接而成 F=E(2:5,:)% F抽取E的2～5行元素生 G=reshape(F,3,4)% G由F经变形为3×4的矩阵而得 H=repmat(G,2,2) %以G为子矩阵用复制函数(repmat)生成6×8的大矩阵H 运行结果： A = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 B = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C = 1 0 0 0 1 0 0 0 1 D = 8 1 6 3 5 7 4 9 2 E = 1 0 0 0 1 0 0 0 1 8 1 6 3 5 7 4 9 2 F = 0 1 0 0 0 1 8 1 6 3 5 7 G = 0 3 1 1 0 1 5 6 8 0 0 7 H = 0 3 1 1 0 3 1 1 0 1 5 6 0 1 5 6 8 0 0 7 8 0 0 7 0 3 1 1 0 3 1 1 0 1 5 6 0 1 5 6 8 0 0 7 8 0 0 7 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； (3) 求矩阵的特征值与特征向量； (4) 矩阵的乘幂与开方； (5) 矩阵的指数与对数； (6) 矩阵的提取与翻转。 源程序： a=[6,3,4;-2,5,7;8,-1,-3]%系数矩阵 至诚学院 《 MATLAB 实践》 课程设计 学生： 学号： 专业班级： 指导教师： 目录 1.设计目的 (3) 2.题目分析 (3) 3.总体设计 (3) 4.具体设计 (4) 5.小结和心得 (7) 6.参考文献 (8) 7.附录 (8) 1、设计目的 运用MATLAB实现MATLAB的GUI程序设计。培养学生的工程实践能力，增强学生的程序设计能力和解决实际问题的能力。通过MATLAB实践设计的训练，提高学生对已学相关专业知识的掌握和应用水平。通过学习侧重培养学生树立如何运用所学的专业基础课程来选择设计题目，并培养学生合理安排实现设计的基本程序流程，利用强大的仿真功能与丰富的工具箱来制作、调试、评价自己设计的作品。通过课程实践教学，培养学生将已学课程基础理论与实践环节实际相结合。提高学生实践动手能力，为日后参加工作奠定一定的实践基础。也让我们明白了程序设计和MATLAB软件的应用。 2、题目分析 学习MATLAB GUI程序设计，设计和实现一个音乐键盘仿真系统。要求：按照软件工程方法，根据需求进行程序的功能分析和界面设计，给出设计详细说明。然后按照自己拟定的功能要求进行程序设计和调试。 以下几点是程序的功能： （1）设计音乐键盘GUI界面，实现单音键盘的发声。 （2）实现键盘的双音多频，即每个键盘对应低音频组的一个频率和高音频组的一个频率，实现按键的发出双音。 （3）能改变音乐包络形式，实现音型的改变。 （4）能够演奏一段音乐。 （5）能够显示集成音乐的曲谱，并且将之播放。 （6）能够在动态框输入想要的曲谱，并且将之播放。 （7）能够读取电脑键盘的相应，发出与钢琴键盘对应的声音 3、总体设计 3.1 功能模块 （1）钢琴键盘：先选择音高和包络，点击钢琴键盘即可发音。 （2）电脑键盘：先选择音高和包络，点击相应电脑键盘即可发音。 （3）音高和包络的选择：从菜单栏选择。 （4）自主输入曲谱和播放：从动态框输入曲谱并播放。 （5）集成曲目的选择和播放：从菜单栏选择并播放。 （6）使用指南、关于软件、退出：从菜单栏选择。 课程设计任务书 学生姓名：李圆超专业班级：信息SY1201 指导教师：龙毅宏工作单位：信息工程学院 题目：MATLAB矩阵操作设计 要求完成的任务： 1.利用MATLAB－mathematics对矩阵操作进行设计，具体包括创建（普通、单位、零） 矩阵、矩阵运算、矩阵变形等。 2.验证如下函数的功能：all、any、find、isempty、isequal、xor。 课程设计的目的： 1.理论目的 理解掌握所学理论知识，并能用所学理论知识分析矩阵的操作，设计。 2.实践目的 熟练MATLAB的使用，验证并掌握MATLAB的一些基本函数，对矩阵进行实际的操作和设计。时间安排： 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签字：年月日 摘要 (2) Abstract (3) 1引言 (4) 1.1MATLAB的介绍 (4) 1.2矩阵的介绍 (4) 2 MATLAB对矩阵的操作 (4) 2.1矩阵的生成 (4) 2.1.1直接输入法 (4) 2.1.2 特殊矩阵的生成 (6) 2.2矩阵的运算 (8) 2.2.1矩阵的加减 (8) 2.2.2矩阵的相乘 (9) 2.2.3矩阵的乘方 (9) 2.2.4矩阵的除法 (11) 2.2.5矩阵的点乘 (11) 2.2.6矩阵的数乘 (12) 2.2.7矩阵的转置 (12) 2.2.8矩阵的逆 (13) 2.2.9求矩阵的特征值和特征向量 (13) 2.3矩阵的变形 (14) 3验证部分函数的功能 (15) 3.1 all和any函数 (15) 3.2 find函数 (17) 3.3 isempty函数 (20) 3.4 isequal函数 (20) 3.5 xor函数 (21) 4 心得体会 (23) 5 参考文献 (24)matlab课程教学设计(简单计算器的设计)
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