matlab综合大作业附详细答案.docx
《matlab综合大作业附详细答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《matlab综合大作业附详细答案.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
matlab综合大作业附详细答案
matlab综合大作业（附详细答案）
《MATLAB语言及应用》期末大作业报告
1．数组的创建和访问（20分，每小题2分）：
1）利用randn函数生成均值为1，方差为4的5*5矩阵A；
实验程序：
A=1+sqrt（4）*randn（5）
实验结果：
A=
0.13493.38180.62661.22791.5888
-2.33123.37832.45163.1335-1.6724
1.25070.9247-0.17661.11862.4286
1.57541.65465.36640.80874.2471
-1.29291.34930.7272-0.6647-0.3836
2）将矩阵A按列拉长得到矩阵B；
实验程序：
B=A（:
）
实验结果：
B=
0.1349
-2.3312
1.2507
1.5754
-1.2929
3.3818
3.3783
0.9247
1.6546
1.3493
0.6266
2.4516
-0.1766
5.3664
0.7272
1.2279
3.1335
1.1186
0.8087
-0.6647
1.5888
-1.6724
2.4286
4.2471
-0.3836
3）提取矩阵A的第2行、第3行、第2列和第4列元素组成2*2的矩阵C；
实验程序：
C=[A（2,2）,A（2,4）;A（3,2）,A（3,4）]
实验结果：
C=
3.37833.1335
0.92471.1186
4）寻找矩阵A中大于0的元素；]
实验程序：
G=A（find（A>0））
实验结果：
G=
0.1349
1.2507
1.5754
3.3818
3.3783
0.9247
1.6546
1.3493
0.6266
2.4516
5.3664
0.7272
1.2279
3.1335
1.1186
0.8087
1.5888
2.4286
4.2471
5）求矩阵A的转置矩阵D；
实验程序：
D=A'
实验结果：
D=
0.1349-2.33121.25071.5754-1.2929
3.38183.37830.92471.65461.3493
0.62662.4516-0.17665.36640.7272
1.22793.13351.11860.8087-0.6647
1.5888-1.67242.42864.2471-0.3836
6）对矩阵A进行上下对称交换后进行左右对称交换得到矩阵E；
实验程序：
E=flipud（fliplr（A））
实验结果：
E=
-0.3836-0.66470.72721.3493-1.2929
4.24710.80875.36641.65461.5754
2.42861.1186-0.17660.92471.2507
-1.67243.13352.45163.3783-2.3312
1.58881.22790.62663.38180.1349
7）删除矩阵A的第2列和第4列得到矩阵F；
实验程序：
F=A;
F（:
[2,4]）=[]
实验结果：
F=
0.13490.62661.5888
-2.33122.4516-1.6724
1.2507-0.17662.4286
1.57545.36644.2471
-1.29290.7272-0.3836
8）求矩阵A的特征值和特征向量；
实验程序：
[Av,Ad]=eig（A）
实验结果：
特征向量Av=
-0.47770.1090+0.3829i0.1090-0.3829i-0.7900-0.2579
-0.5651-0.5944-0.5944-0.3439-0.1272
-0.28620.2779+0.0196i0.2779-0.0196i-0.0612-0.5682
-0.60870.5042-0.2283i0.5042+0.2283i0.03430.6786
0.0080-0.1028+0.3059i-0.1028-0.3059i0.50260.3660
特征值Ad=
6.04810000
0-0.2877+3.4850i000
00-0.2877-3.4850i00
0000.59150
0000-2.3024
9）求矩阵A的每一列的和值；
实验程序：
lieSUM=sum（A）
实验结果：
lieSUM=-0.663210.68888.99515.62406.2087
10）求矩阵A的每一列的平均值；
实验程序：
average=mean（A）
实验结果：
average=-0.13262.13781.79901.12481.2417
2．符号计算（10分，每小题5分）：
1）求方程组
关于
的解；
实验程序：
S=solve（'u*y^2+v*z+w=0','y+z+w=0','y,z'）;
y=S.y,z=S.z
实验结果：
y=
[-1/2/u*（-2*u*w-v+（4*u*w*v+v^2-4*u*w）^（1/2））-w]
[-1/2/u*（-2*u*w-v-（4*u*w*v+v^2-4*u*w）^（1/2））-w]
z=
[1/2/u*（-2*u*w-v+（4*u*w*v+v^2-4*u*w）^（1/2））]
[1/2/u*（-2*u*w-v-（4*u*w*v+v^2-4*u*w）^（1/2））]
2）利用dsolve求解偏微分方程
的解；
实验程序：
[x,y]=dsolve（'Dx=y','Dy=-x'）
实验结果：
x=-C1*cos（t）+C2*sin（t）
y=C1*sin（t）+C2*cos（t）
3．数据和函数的可视化（20分，每小题5分）：
1）二维图形绘制：
绘制方程
表示的一组椭圆，其中
；
实验程序：
t=0:
0.01*pi:
2*pi;
fora=0.5:
0.5:
4.5;
x=a*cos（t）;
y=sqrt（25-a^2）*sin（t）;
plot（x,y）
holdon
end
实验结果：
2）利用plotyy指令在同一张图上绘制
和
在
上的曲线；
实验程序：
x=0:
0.1:
4;
y1=sin（x）;
y2=10.^x;
[ax,h1,h2]=plotyy（x,y1,x,y2）;
set（h1,'LineStyle','.','color','r'）;
set（h2,'LineStyle','-','color','g'）;
legend（[h1,h2],{'y=sinx';'y=10^x'}）;
实验结果：
3）用曲面图表示函数
；
实验程序：
x=-3:
0.1:
3;
y=-3:
0.1:
3;
[X,Y]=meshgrid（x,y）;
Z=X.^2+Y.^2;
surf（X,Y,Z）
实验结果：
4）用stem函数绘制对函数
的采样序列；
实验程序：
t=-8:
0.1:
8;
y=cos（pi.*t/4）;
stem（y）
实验结果：
4.设采样频率为Fs=1000 Hz，已知原始信号为
，由于某一原因，原始信号被白噪声污染，实际获得的信号为
，要求设计出一个FIR滤波器恢复出原始信号。
（20分）
实验程序：
t=0:
0.001:
0.2;
x1=sin（2*pi*80*t）+2*sin（2*pi*150*t）;
x2=randn（size（t））;%添加随机噪声；
x=x1+x2;
A=[1-1.1430.4128];%滤波器分母系数；
B=[0.067450.13480.06745];%滤波器分子系数；
y=filter（B,A,x）;
plot（t,x,':
',t,y,'-'）;
legend（'带有噪声的信号波形','FIR滤波后信号波形'）;
t=0:
0.2:
200;
x=sin（2*pi*80*t）+2*sin（2*pi*150*t）+randn（size（t））;
n=3;
f=9;
[b,g]=sgolay（n,f）;
halfwin=（（f+1）/2）-1;
forn=（f+1）/2:
996-（f+1）/2;
SG0（n）=dot（g（:
1）,x（n-halfwin:
n+halfwin））;
end
subplot（2,1,1）;plot（x（1:
length（SG0）））;
subplot（2,1,2）;plot（SG0）;
实验结果：
5.人体心电图测量信号在测量的过程中经常会受到工业高频干扰，所以必须经过低通滤波处理后，才能判断心脏功能的有用信息。
下面是一组实际心电图信号采样的样本x（n），其中存在高频干扰。
试在实验中，通过MATLAB程序，以x（n）作为输入序列，滤出其中的干扰成分。
x（n）={-4，-2，0，-4，-6，-4，-2，-4，-6，-6，-4，-4，-6，-6，-2，6，12，8，0，-16，-38，-60，-84，-90，-66，-32，-4，-2，8，12，12，10，6，6，4，0，0，0，0，0，-2，-2，0，0，-2，-2，-2，-2，0}。
（20分，每小题4分））
1）绘制原数据图形；
2）设计巴特沃斯低通滤波器并绘制出其幅频响应曲线；
3）用设计的滤波器对原数据进行滤波；绘制滤波后的数据图；
4）绘制原数据功率谱图；
5）绘制滤波后的数据功率谱图。
解：
（1）实验程序：
xn=[-4-20-4-6-4-2-4-6-6-4-4-6-6-261280-16-38-60-84-90-66-32-4-2812121066400000-2-200-2-2-2-20];
N=49;
n=0:
N-1;
stem（n,xn）;%绘制原数据图形
title（'原数据图形'）;
实验结果：
（2）实验程序：
N_filter=10;fs_filter=5000;%20阶滤波器，采样频率5000Hz
wn_filter=1000/（fs_filter/2）;%截止频率1000Hz
[b,a]=butter（N_filter,wn_filter）;
freqz（b,a）;%画出频率特性
title（'低通滤波器频率特性'）;
实验结果：
（3）实验程序：
yn=filter（b,a,xn）;%滤波
stem（n,yn）;
title（'滤波后的数据图'）;
实验结果：
（4）实验程序：
Nfft=1024;
periodogram（xn,window,nfft,fs_filter）;
%绘制原数据功率谱图
实验结果：
（5）实验程序：
periodogram（yn,window,nfft,fs_filter）;
%绘制滤波后数据功率谱图
实验结果：
6.已知x（n）=[2101]，计算如下表达式：
（10分）
1）计算
的6点DFT结果
;
实验程序：
xn=[2101];
Xk=fft（xn,6）
实验结果：
Xk=4.00001.5000-0.8660i2.5000-0.8660i02.5000+0.8660i1.5000+0.8660i
2）已知
，求
；
实验程序：
实验结果：
3）已知
，求
；
实验程序：
实验结果：
4）已知
，求
；
实验程序：
实验结果：
5）已知
=
，求
；
实验程序：
实验结果：
升级会员 