1、初始条件:1. Matlab7.0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. 课程设计时间:1.5周,分散;2. 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;3. 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
2、图,编写程序代码(含注释),上机调试运行程序,记录实验结果(含计算结果和图表等),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;2 MATLAB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 能完成简单的电路Matlab编程分析;6 按要求参加课程设计实验演示和答辩等。4. 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
3、: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)指导教师签名: 年 月 日系主任(或责任教师)签名:1MATLAB概述.21.1MATLAB简介 .21.2 MATLAB的功能 .21.3MATLAB 的典型应用 .42设计题目:MATLAB运算与应用设计 套题三 .63设计内容 .7 3.1 题一.7 3.2 题二.7 3.3 题三.8 3
4、.4 题四.9 3.5 题五.13 3.6 题六.14 3.7题七.16 3.8 题八.17 3.9 题九.18 3.10题十.19 3.11题十一.214 课程设计心得 .275 参考文献.281 MATLAB概述1.1MATLAB简介MATLAB软件由美国Math Works公司于1984年推出,经过不断的发展和完善,如今己成为覆盖多个学科的国际公认的最优秀的数值计算仿真软件。MATLAB具备强大的数值计算能力,许多复杂的计算问题只需短短几行代码就可在MATLAB中实现。作为一个跨平台的软件,MATLAB已推出Unix、Windows、Linux和Mac等十多种操作系统下的版本,大大方便了
5、在不同操作系统平台下的研究工作。MATLAB软件具有很强的开放性和适应性。在保持内核不变的情况下,MATLAB可以针对不同的应用学科推出相应的工具箱(toolbox),目前己经推出了图象处理工具箱、信号处理工具箱、小波工具箱、神经网络工具箱以及通信工具箱等多个学科的专用工具箱,极大地方便了不同学科的研究工作。国内已有越来越多的科研和技术人员认识到MATLAB的强大作用,并在不同的领域内使用MATLAB来快速实现科研构想和提高工作效率。MATLAB提供了20类图像处理函数,涵盖了图像处理的包括近期研究成果在内的几乎所有的技术方法,是学习和研究图像处理的人员难得的宝贵资料和加工工具箱。这些函数按其
6、功能可分为:图像显示;图像文件I/O;图像算术运算;几何变换;图像登记;像素值与统计;图像分析;图像增强;线性滤波;线性二元滤波设计;图像去模糊;图像变换;邻域与块处理;灰度与二值图像的形态学运算;结构元素创建与处理;基于边缘的处理;色彩映射表操作;色彩空间变换;图像类型与类型转换。1.2 MATLAB的功能 (1)强大的科学计算机数据处理能力MATLAB是一个包含大量计算算法的集合。其拥有600多个工程中要用到的数学运算函数,可以方便的实现用户所需的各种计算功能。函数中所使用的算法都是科研和工程计算中的最新研究成果,而前经过了各种优化和容错处理。在通常情况下,可以用它来代替底层编程语言,如C
7、和C+ 。在计算要求相同的情况下,使用MATLAB的编程工作量会大大减少。MATLAB的这些函数集包括从最简单最基本的函数到诸如矩阵,特征向量、快速傅立叶变换的复杂函数。函数所能解决的问题其大致包括矩阵运算和线性方程组的求解、微分方程及偏微分方程的组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以及建模动态仿真等。(2)出色的图形处理功能图形处理功能MATLAB自产生之日起就具有方便的数据可视化功能,以将向量和矩阵用图形表现出来,并且可以对图形进行标注和打印。高层次的作图包括二维和三维的可视化、图象处理、动
8、画和表达式作图。可用于科学计算和工程绘图。新版本的MATLAB对整个图形处理功能作了很大的改进和完善,使它不仅在一般数据可视化软件都具有的功能(例如二维曲线和三维曲面的绘制和处理等)方面更加完善,而且对于一些其他软件所没有的功能(例如图形的光照处理、色度处理以及四维数据的表现等),MATLAB同样表现了出色的处理能力。同时对一些特殊的可视化要求,例如图形对话等,MATLAB也有相应的功能函数,保证了用户不同层次的要求。另外新版本的MATLAB还着重在图形用户界面(GUI)的制作上作了很大的改善,对这方面有特殊要求的用户也可以得到满足。(3)应用广泛的模块集合工具箱MATLAB对许多专门的领域都
9、开发了功能强大的模块集和工具箱。一般来说,它们都是由特定领域的专家开发的,用户可以直接使用工具箱学习、应用和评估不同的方法而不需要自己编写代码。目前,MATLAB已经把工具箱延伸到了科学研究和工程应用的诸多领域,诸如数据采集、数据库接口、概率统计、样条拟合、优化算法、偏微分方程求解、神经网络、小波分析、信号处理、图像处理、系统辨识、控制系统设计、LMI控制、鲁棒控制、模型预测、模糊逻辑、金融分析、地图工具、非线性控制设计、实时快速原型及半物理仿真、嵌入式系统开发、定点仿真、DSP与通讯、电力系统仿真等,都在工具箱(Toolbox)家族中有了自己的一席之地。(4)实用的程序接口和发布平台新版本的MATLAB可以利用MATLAB编译器和C/C+数学库以及图形库,将自己的MATLAB程序自动转换为独立于MATLAB运行的C和C+的代码。允许用户编写可以和MATLAB进行交互的C或C+语言程序。另外,MATLAB网页服务程序还容许在Web应
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