1MATLAB课程设计.docx

1、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

2、，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；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

3、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

4、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 . 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（Matrix Laboratory）的简称，和Mathem

5、atica、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

6、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

7、。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

8、是plot命令。熟悉使用plot及一些画图修饰命令:xlabel,ylabel,title,legend,axis,grid on。 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 grid on %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

9、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)

10、.-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

11、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(:)=-4:10L=abs(A)4 功能：取A的绝对值判断是否大于4生成逻辑值Lislogical(L) 功能：若L为逻辑值则为真X=A(L) 运行结果： A=zeros(3,5)A = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 A(:)=-4:10A = -4 -1 2 5 8 -3 0 3 6 9 -2 1 4 7 10 L=abs(A)4L = 0 0 0 1 1 0 0 0

12、1 1 0 0 0 1 1 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 = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10pow2(A) 功能：求2的A次方 运行结果：ans =2 4 8 16 3264 128 256 512 1024A=zeros(3,2) 功能：生成3*2阶的全0矩阵 运行结果：A = 0 0 0 0 0 0A(:)=1:6 功能：将数组赋给矩阵 运行结果：A = 1 4 2 5 3 6A=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.

13、0000 + 1.0000i 4.0000 + 4.0000i 2.0000 + 2.0000i 5.0000 + 5.0000i 3.0000 + 3.0000i 6.0000 + 6.0000iA1=A.; 功能：生成A的转置矩阵并赋给A1 结果：A1 = 1.0000 + 1.0000i 2.0000 + 2.0000i 3.0000 + 3.0000i 4.0000 + 4.0000i 5.0000 + 5.0000i 6.0000 + 6.0000iB1=A; 功能：生成A的转置共轭矩阵并赋给B1 运行结果：B1 = 1.0000 - 1.0000i 2.0000 - 2.0000i

14、 3.0000 - 3.0000i4.0 - 4.0000i 5.0000 - 5.0000i 6.0000 - 6.0000iA=ones(2,3) 功能：生成2*3阶的全1矩阵并赋给A 运行结果：A = 1 1 1 1 1 1B=ones(2) 功能：生成2*2阶的全1矩阵并赋给B 运行结果：B = 1 1 1 1C=eye(4) 功能：生成4*4阶的单位矩阵并赋给C 运行结果：C = 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0D=diag(C) 功能：抽取C的对角向量并赋给D 运行结果：D = 1 1 1 1E=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 = Columns 1 through 11 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 Column 12 0 0 0 12.5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。