1MATLAB课程设计.docx
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1MATLAB课程设计
课程设计任务书
学生姓名：
杨坚专业班级：
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3
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．MATLAB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.MATLAB宝典（第3版）.电子工业出版社,2011.
[4]刘保柱,苏彦华,张宏林.MATLAB7.0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
1.MATLAB的简介
MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、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，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
MATLAB是矩阵实验室（MatrixLaboratory）的简称，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的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。
在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。
可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。
MATLAB应用
MATLAB产品族可以用来进行以下各种工作：
●数值分析
●数值和符号计算
●工程与科学绘图
●控制系统的设计与仿真
●数字图像处理
●数字信号处理
●通讯系统设计与仿真
●财务与金融工程
MATLAB的应用范围非常广，包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。
附加的工具箱（单独提供的专用MATLAB函数集）扩展了MATLAB环境，以解决这些应用领域内特定类型的问题。
2.具体题目分析
2.1算y1=和y2=
2.1.1理论分析
这是利用matlab处理数值运算的题目。
这其中要用到cos（）、sqrt（）等函数。
>>y1=20*cos（0.5*pi）/（2+sqrt（3））%计算y1的表达式
y1=
3.2814e-016%y1的计算结果
>>y2=5*cos（0.4*pi）/（4+sqrt（3））%计算y2的表达式
y2=
0.2696%y2的计算结果
我们注意到matlab中的pi与真正的有差距，而且数字与因式相乘要使用乘法符号'*'.通过这个计算，我了解到matlab有处理数据计算的功能。
2.2绘制函数在时的曲线。
利用MATLAB软件绘制曲线图。
在这里用到的是plot命令。
熟悉使用plot及一些画图修饰命令:
xlabel,ylabel,title,legend,axis,gridon。
>>x=0:
0.02:
1;%生成数组
>>y=x.*exp（-x）;
>>plot（x,y）;%用plot命令画图
>>xlabel（'x'）;ylabel（'y'）;%标注x，y轴
>>title（'图形曲线'）;%标注标题
>>legend（'y=x*exp（-x）'）%标注函数
>>axis（[0,1,0,0.5]）%限定x,y范围
>>gridon%显示网格
2.2图
plot命令是很好的画二维函数图像的命令，但取变量数组时因注意数组的步长。
结合其他的一些函数它可以很方便的画出所需区域的函数图像。
可以很轻松的描绘处函数运算之后以及符合函数的图像。
还有就是写命令时注意运算符前加“.”与不加的区别。
2.3用图形表示离散函数。
这道题目中要用到scatter（）函数来画离散图。
其中还用到绝对值的函数abs（），还有就是前一题用到的一些修饰命令。
>>n=-44:
56;%生成数组
>>y=abs（n-6）.^-1;
>>scatter（n,y,3）;%用函数scatter画离散图，3是设定离散点的形状函数还可设定离散点的颜色。
>>xlabel（'n'）;
>>ylabel（'y'）;
>>title（'y=abs（n-6）.^-1的散点图形'）;
得到的图像为：
2.3图
2.3.3总结
做这一题时应注意“y=abs（n-6）.^-1;”不要写成“y=1/abs（n-6）”不然会出现警告，因为abs（n-6）不能为0。
2.4分析下面每条指令的功能并运行，观察执行结果。
X=0:
0.25:
3;
功能：
生成一向量X，第一个元素为0，最后一个元素的限定值为3，变化步长为0.25。
运行：
因有冒号运行后结果不会显示。
Y=X.*exp（-X）;
功能：
由向量X运算得向量Y，指令中exp（-X）是自然数e得-X次方。
运行：
因有冒号运行后结果不会显示。
plot（X,Y）,xlabel（‘x’）,ylabel（‘y’）,title（‘y=x*exp（-x）’）;
功能：
绘制以X和Y为横，纵坐标得二维曲线，并且在x轴和y轴标注x,y，还有图形加标题：
y=x*exp（-x）
2.4图
A=zeros（3,5）
功能：
生成3*5阶的全0矩阵
A（:
）=-4:
5
功能：
将数组赋给矩阵
运行结果：
出错因数组的元素个数与矩阵元素个数不等。
我将其改成A（:
）=-4:
10
L=abs（A）>4
功能：
取A的绝对值判断是否大于4生成逻辑值L
islogical（L）
功能：
若L为逻辑值则为真
X=A（L）
运行结果：
>>A=zeros（3,5）
A=
00000
00000
00000
>>A（:
）=-4:
10
A=
-4-1258
-30369
-214710
>>L=abs（A）>4
L=
00011
00011
00011
>>islogical（L）
ans=
1
>>X=A（L）
X=
5
6
7
8
9
10
A=[1:
5;6:
10]
功能：
生成一二维数组
运行结果：
A=
12345
678910
pow2（A）
功能：
求2的A次方
运行结果：
ans=
2481632
641282565121024
A=zeros（3,2）
功能：
生成3*2阶的全0矩阵
运行结果：
A=
00
00
00
A（:
）=1:
6
功能：
将数组赋给矩阵
运行结果：
A=
14
25
36
A=A*（1+i）
功能：
用A成以复数（1+i）转换成复数在赋还给A
运行结果：
A=
1.0000+1.0000i4.0000+4.0000i
2.0000+2.0000i5.0000+5.0000i
3.0000+3.0000i6.0000+6.0000i
A1=A.’;
功能：
生成A的转置矩阵并赋给A1
结果：
A1=
1.0000+1.0000i2.0000+2.0000i3.0000+3.0000i
4.0000+4.0000i5.0000+5.0000i6.0000+6.0000i
B1=A’;
功能：
生成A的转置共轭矩阵并赋给B1
运行结果：
B1=
1.0000-1.0000i2.0000-2.0000i3.0000-3.0000i
4.0-4.0000i5.0000-5.0000i6.0000-6.0000i
A=ones（2,3）
功能：
生成2*3阶的全1矩阵并赋给A
运行结果：
A=
111
111
B=ones
（2）
功能：
生成2*2阶的全1矩阵并赋给B
运行结果：
B=
11
11
C=eye（4）
功能：
生成4*4阶的单位矩阵并赋给C
运行结果：
C=
1000
0100
0010
D=diag（C）
功能：
抽取C的对角向量并赋给D
运行结果：
D=
1
1
1
1
E=repmat（C,1,3）
功能：
将三个矩阵C连接在一起生成一新矩阵并赋给E
运行结果：
E=
Columns1through11
10001000100
01000100010
00100010001
00010001000
Column12
0
0
0
1
2.5计算在x=0.1与10处的值。
2.5.1理论分析
这道题目是运用MATLAB计算多项式。
这里运用到的是polyval（）命令。
通过polyval（）命令可以很快的计算出在相应值下的多项式的值。
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