MATLAB課程設計匯本報告(絕對完整)

1、課程設計任務書學生某：董航專業(yè)班級：電信 1006班指導教師：闕大順，李景松工作單位：信息工程學院課程設計名稱：Matlab應用課程設計課程設計題目：Matlab運算與應用設計5初始條件：1. Matlab6.5以上版本軟件；2. 課程設計輔導資料：“Matlab語言根底及使用入門"、“Matlab及在電子信息課程中的應用、線性代數(shù)及相關書籍等；3. 先修課程：高等數(shù)學、線性代數(shù)、電路、Matlab應用實踐及信號處理類相關課程等。要求完成的主要任務：包括課程設計工作量及其技術要求，以及說明書撰寫等具體要求1. 課程設計內(nèi)容：根據(jù)指導教師給定的7套題目，按規(guī)定選擇其中1套完成；2. 本

2、課程設計統(tǒng)一技術要求：研讀輔導資料對應章節(jié)，對選定的設計題目進展理論分析， 針對具體設計局部的原理分析、建模、必要的推導和可行性分析，畫出程序設計框圖，編寫程序代碼含注釋，上機調(diào)試運行程序，記錄實驗結果含計算結果和圖表，并對實驗結果進展分析和總結。具體設計要求包括： 初步了解Matlab、熟悉Matlab界面、進展簡單操作； MATLAB的數(shù)值計算：創(chuàng)立矩陣矩陣運算、多項式運算、線性方程組、數(shù)值統(tǒng)計； 根本繪圖函數(shù)：plot, plot3, mesh, surf等，要求掌握以上繪圖函數(shù)的用法、簡單圖形 標注、簡單顏色設定等； 使用文本編輯器編輯 m文件，函數(shù)調(diào)用； 能進展簡單的信號處理 Mat

3、lab編程； 按要求參加課程設計實驗演示和辯論等。3. 課程設計說明書按學校“課程設計工作規(guī)X中的“統(tǒng)一書寫格式撰寫，具體包括： 目錄； 與設計題目相關的理論分析、歸納和總結； 與設計內(nèi)容相關的原理分析、建模、推導、可行性分析； 程序設計框圖、程序代碼含注釋、程序運行結果和圖表、實驗結果分析和總結； 課程設計的心得體會至少500字； 參考文獻不少于 5篇； 其它必要內(nèi)容等。時間安排：1.5周分散進展參考文獻：1 （美）穆爾,高會生,X童娜，李聰聰.MATLAB實用教程（第二版）.電子工業(yè),2010.2 王正林,X明.精通 MATLAB（升級版）電子工業(yè),2011.3 陳杰.MATLAB寶典（第

4、 3版）.電子工業(yè),2011.4 X保柱,蘇彥華,X宏林.MATLAB 7.0從入門到精通（修訂版）.人民郵電,2010.指導教師簽名：年月日系主任或責任教師簽名：年月日目錄1 MATLAB的簡介i2課程設計內(nèi)容42 . 152.222.322.422.522.622.722.822.9 22.10 23課程設計心得體會i4參考文獻i1 Matlab軟件簡介1.1 MATLAB產(chǎn)生的歷史背景MATLAB是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學軟件，用于算法開發(fā)、數(shù) 據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術計算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB 和 Simulink兩大局部。MATLAB

5、是矩陣實驗室Matrix Laboratory的 簡稱，和Mathematica Maple并稱為三大數(shù)學軟件。它在數(shù)學類科技應用軟件中 在數(shù)值計算方面首屈一指。MATLAB可以進展矩陣運算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實 現(xiàn)算法、創(chuàng)立用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應用于工程計算、控 制設計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設計與分析等領域。 MATLAB的根本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達式與數(shù)學、工程中常用的形式 十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語言完成一樣的 事情簡捷得多，并且 mathwork也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點，使MATLAB成 為一

6、個強大的數(shù)學軟件。在新的版本中也參加了對 C，F(xiàn)ORTRAN，C+ , JAVA 的支持?？梢灾苯诱{(diào)用，用戶也可以將自己編寫的實用程序導入到 MATLAB函數(shù) 庫中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序， 用戶可以直接進展下載就可以用。MATLAB的應用：利用MATLAB可以進展以下各種工作數(shù)值計算數(shù)值和符號計算工程和科學繪圖控制系統(tǒng)的設計與仿真數(shù)字圖像處理 數(shù)字信號處理 通訊系統(tǒng)設計與仿真 財務與金融工程12 MATLAB的語言特點和開發(fā)環(huán)境MATLAB作為一種科學計算的高級語言之所以受歡送，就是因為它有 豐富的函數(shù)資源和工具箱資源，編程人員可以根據(jù)自己的需要選

7、擇函數(shù)， 而無需 再去編寫大量繁瑣的程序代碼，從而減輕了編程人員的工作負擔。 被稱為第四代 編程語言的MATLAB最大的特點就是簡潔開放的程序代碼和直觀實用的開發(fā)環(huán) 境。具體地說MATLAB主要有以下特點：(1) 庫函數(shù)資源豐富(2) 語言精煉，代碼靈活(3) 運算符多而靈活(4) 面向對象控制功能優(yōu)良，使界面編程更方便、自由。(5) 程序設計自由(6) 圖形功能強大(7) 程序的兼容性好(8) 源代碼開放(9) 形形色色的工具箱2 .課程設計內(nèi)容2.1t=linspace(0,2*pi,6)求t的正弦和正弦的絕對值理論分析該函數(shù)linspace為賦值向量函數(shù)，還要用到簡單的正弦sin和絕對值

8、abs函數(shù)。程序代碼t = lin space(0,2*pi,6);%產(chǎn)生6維的從0到2*pi等分行向量sin(t)%求t的正弦值abs(si n( t)%求sint的的絕對值程序運行結果ans =00.95110.5878-0.5878-0.9511-0.0000ans =00.95110.58780.58780.95110.0000總結在matlab中乘號不能不寫，也不能寫成X 。只能寫成 *'2.2制函數(shù)y xe x在0 x 1時的曲線。理論分析：這是一個簡單的函數(shù)，但要了解該函數(shù)用程序代碼書寫的正確和規(guī)X，以及2.2.2程序代碼x = 0:0.01:1;y = x.*exp(-

9、x);Plot(x,y)2.2.3程序運行結果了解繪制二維曲線的函數(shù)。%x軸上以0.01的速度從0遞增到1的數(shù)組%y關于x的表達式%以x為橫坐標y為縱坐標畫出二維曲線總結：在matlab中兩數(shù)之間應該用*'符號，不能省略，而且注意如果是進展向量 的運算得用 .*'運算。1),a2=logical(112.3a=1,3,0;2,0,1;4,6,5ai=logical(100),b=a>1,求 a(a1,a2和 a(b)。理論分析：注意矩陣的賦值以及各種運算程序代碼a = 1,3,0;2,0,1;4,6,5;%定義a的矩陣并賦值al = logical(1 0 1);%a1

10、的邏輯值數(shù)組a2 = logical(1 1 0);%a2 的邏輯值數(shù)組b = a > 1;%a,b的邏輯表達式a(a1,a2)%求矩陣a的1,3行和1,2列的子矩陣a(b)%求a中大于1的數(shù)程序運行結果ans =1346 ans =24234總結在matlab中矩陣的形式各種各樣，還有各種賦值形式，我們要了解矩陣的各種形式以及運算2.4分析下面每條指令的功能并運行，觀察執(zhí)行結果。1X=0:0.25:3;Y=X.*exp(-X);plot(X,Y),xlabel( 'x' ), ylabey' ),title( 'y=x*exp(-x)');(2)

11、 A=zeros(3,5)A(:)=-4:5L=abs(A)>4islogical(L)X=A(L)(3) A=1:5;6:10pow2(A)(4) A=zeros(3,2)A(:)=1:6A=A*(1+i)A1=A.'B仁A '(5) A=ones(2,3)B=o nes(2)C=eyeD=diag(C)E=repmat(C,1,3)理論分析：該大題是讓我們練習編寫代碼，觀察執(zhí)行結果，根據(jù)結果去了解各個函數(shù)的 功能及用法，所以我們必須熟練了解一些常用函數(shù)的用法。程序代碼X=0:0.25:3;%生成數(shù)組Y=X.*exp(-X);%y1 的表達式plot(X,Y),xlab

12、el('x'), ylabel('y'),title('y=x*exp(-x)'); %標注 x,y 軸及標題程序運行結果242.2程序代碼A(:) = -4:5%將A矩陣賦值L = abs(A) > 4%將A中絕對值與4比擬后的邏輯值矩陣islogical(L)%求L的邏輯值X = A(L)%求出L中邏輯值為1的那個元素對應A的值242.3程序運行結果A =-4-2024-3-1135L =0000000001ansX =1243.2程序代碼pow2(A)%求該數(shù)組的每個元素的平方值243.3程序運行結果A =12345678910ans

13、 =2481632641282565121024244.2程序代碼A=zeros(3,2)%生成一個3行2列的全0矩陣A(:)=1:6%將A從新賦值A=A*(1+i)%將A中的每個元素進展運算A仁 A.'%求A的轉置矩陣B1=A'%求A的共軛轉置矩陣2.443程序運行結果1.0000 + I.OOOOi2.0000 + 2.0000i3.0000 + 3.0000i4.0000 + 4.0000i5.0000 + 5.0000i6.0000 + 6.0000iA1 =1.0000 + 1.0000i2.0000 + 2.0000i3.0000 + 3.0000i4.0000 +

14、 4.0000i5.0000 + 5.0000i6.0000 + 6.0000iB1 =1.0000 -1.0000i2.0000 -2.0000i3.0000 -3.0000i4.0000 -4.0000i5.0000 -5.0000i6.0000 -6.0000i%生成一個2X 3的全為1的矩陣程序代碼A = on es(2,3)C = eye D = diag(C)E = repmat(C,1,3)%生成一個4階單位矩陣%取C矩陣中的對角元素作為列向量%將C矩陣復制為1 x3塊的矩陣245.3程序運行結果A =111111B =1111C =10 0 0010 000 100 0 0 1

15、D =244總結:在該程序編程題中，有很多函數(shù)，要注意他們的用法以及他們之間的聯(lián)系,比方A：=-4 :5是給矩陣數(shù)組賦值，在之前zeros(是確定A的矩陣形式，所以賦值是應與A數(shù)組矩陣有一樣多的元素個數(shù)，本來原題中是 zeros(3,5)但運行 時卻有錯誤，是因為zeros :3,5賦給A, A是3X 5矩陣共有15個元素，而后 來賦值時又只賦給-4:5只有10個元素所以就出錯了；當改成 zeros :2,5就可 以了。還有各種其他函數(shù)的功能和用法。2.5 計算 y 2x5 0.1x3 10在 x=0.1 與 10 處的值。理論分析：該題是簡單的二元方程帶值求解問題，只需用matlab編寫出該

16、方程的表達式,帶值即可求解。程序代碼x = 0.1;%將x初始化為0.1y = 2*xA5+0.1*xA3-10;%y關于x的表達式x = 10;%求當x=0.1時y的值%將x賦值為10y = 2*xA5+0.1*xA3-10;%y關于x的表達式%求當x=10時y的值2.5.3程序運行結果y =-9.9999y =2000902.5.4總結：在寫出表達式之前一定要定義出表達式中的變量2.6求函數(shù)1 A丄A, n=100的值23n2.6.1理論分析：該題是一道用循環(huán)函數(shù)編寫的數(shù)學題2.6.2程序代碼s = 0;%為s變量賦初值為0for i = 1:100 s = s+1/iA3; ends%循

17、環(huán)函數(shù)，從1到100%s的累加求和表達式%求s的值263程序運行結果s =1.2020264總結:在這個題目中應該注意s = s+1/iA3的通式的表達，這是一個累加表達式，但是還要注意等比數(shù)列的寫法。2.7求1500個元素的隨機數(shù)向量 A中大于0.5的元素個數(shù)。理論分析：該題看起來很簡單，其實涉及到了很多方面，產(chǎn)生1500個元素得用的隨機函 數(shù)，依次比擬1500個數(shù)得用到循環(huán)函數(shù)，還要看是否大于 0.5,所以得用到if函 數(shù)，再其次就是要用到累加表達式。程序代碼A = rand(1500); %隨機函數(shù)產(chǎn)生1500個隨機數(shù)向量賦給一維數(shù)組 A s = 0;%給s賦初值0for i = 1:1

18、500%循環(huán)語句，從1到1500循環(huán)1500次if A(i)>0.5%判斷數(shù)組A中1500是否大于0.5s = s+1;%如果大于0.5,那么將s的值加1，累計個數(shù)end ends%求出s最后的累計值程序運行結果s =760總結要注意隨機函數(shù)的用法，以及要分析好函數(shù)的嵌套，那個 rand是隨機函 數(shù)所以每次產(chǎn)生的數(shù)都是不一樣的， 即每次運行的結果應該是不同的。應該巧妙 運用到for函數(shù)與if函數(shù)的嵌套。2.8用圖形表示連續(xù)調(diào)制波形y sin(t)sin(9t),運行下面的程序，觀察結果，并簡單說明。t1=(0:11)/11*pi;y1=si n(t1).*si n(9*t1);t2=(0

19、:100)/100*pi;y2=si n(t2) .*si n( 9*t2);subplot(2,2,1),plot(t1,y1,'r.'),axis(0,pi,-1,1),title子圖(1)')subplot(2,2,2),plot(t2,y2,'r.'),axis(0,pi,-1,1),title子圖(2)')subplot(2,2,3),plot(t1,y1,t1,y1,'r.')axis(0,pi,-1,1),title(子圖(3)')subplot(2,2,4),plot(t2,y2)axis(0,pi,-1,

20、1),title(子圖(4)')理論分析:這題是用圖形表示連續(xù)調(diào)制函數(shù)y=sintsin9t的波形，注意比擬幾個圖得到不同282程序代碼t1 = (0:11)/11*pi;%生成一個0到1/n步距為1/ 11* n的數(shù)組y1 = sin( t1).*si n(9*t1);%y1關于t1的數(shù)學表達式t2 = (0:100)/100*pi;%生成一個0到1/ n步距為1/ 100* n的數(shù)組y2 = sin (t2).*si n( 9*t2);%y2關于t2的數(shù)學表達式subplot(2,2,1),plot(t1,y1,'r.'),axis(0,pi,-1,1),tit風圖

21、1')%指定分成一個圖到指定位置，以r的格式畫出tl, y1點圖形，x軸從0到n,y軸-1到1,標記為子圖1subplot(2,2,2),plot(t2,y2,'r.'),axis(0,pi,-1,1),titl子圖2')%指定分成一個圖到指定位置，以r的格式畫出t2, y2點圖形，x軸從0到n,y軸-1到1,標記為子圖2subplot(2,2,3),plot(t1,y1,t1,y1,'r.')axis(0,pi,-1,1),title子圖3')%指定分成一個圖到指定位置，以r的格式畫出t1, y1連線的折線圖形，x軸從0到n,y軸-1到

22、1,標記為子圖3subplot(2,2,4),plot(t2,y2)axis(0,pi,-1,1),title子圖4')%指定分成一個圖到指定位置，以r的格式畫出t2, y2默認的曲線圖形，x軸從0到n,y軸-1到1,標記為子圖4總結:在這幾個圖中，子圖1描寫函數(shù)的能力最差，子圖3也有較大的失真，因 為數(shù)據(jù)太少。對于離散數(shù)據(jù)，Plot指令默認處理方法是：自動地把這些離散點用 直線連接，使之成為連續(xù)曲線。Subplot是指定幾號子圖。Axis設置平面軸的X圍、坐標分割線3x1 x2 2x392.9方程組-5Xi X2+3X3 5，用矩陣除法來解線性方程組。x1 x2 4x38理論分析：此

23、題是運用矩陣法來求解線性方程組，在matlab中有很簡單實用的方法求解線性方程組程序代碼A = sym(3,-1,2;-5,1,3;1,-1,4);%將方程組的各個元素的系數(shù)定義為符號數(shù)組b = sym(9;5;8);%將方程組等號后的值定義為符號列向量X = Ab%解出方程組總結：將各個方程組的各個元素的的系數(shù)賦給 A，用到方程組的符號解，矩陣計算是求 解線性方程組最簡便有效的方法。用sym()符號函數(shù)，注意b要用sym9； 5; 8, 不能用 sym 9,5,8。2.10y e-1cos(t)，其中t的X圍是0 10,計算y的微分和積分并給出曲線圖。理論分析：這是一個求積分和微分的題，以及

24、也涉及到畫圖函數(shù)。有各種不同的畫圖函數(shù), 注意選擇方便的。程序代碼以及結果：syms t,y = exp(-1)*cos(t); %定義符號變量df = diff(y,'t')%將符號t視作變量求y對t的微分jf = in t(y,t)%將符號t作為變量求y對t的積分subplot(2,1,1),ezplot(df,0,10)%在分成后的指定地方繪制微分在0到10之間的曲線圖subplot(2,1,2),ezplot(jf,0,10)%在分成后的指定地方繪制積分在0到10之間的曲線圖程序運行結果總結要了解積分和微分函數(shù)的運用，該題用到了符號積分和符號微分，對ezplot畫圖函數(shù)

25、的運用；3心得體會通過這次MATLAB的學習，我對MATLAB有了一個根底的認識，matlab是 一個可以完成各種準確計算和數(shù)據(jù)處理的、可視化的、強大的計算工具。它集圖示和準確計算于一身，在應用數(shù)學、物理、化工、機電工程、醫(yī)藥、金融和其他 需要進展復雜數(shù)值計算的領域得到了廣泛應用。MATLAB是一個高級的矩陣/陣列語言，它包含控制語句、函數(shù)、數(shù)據(jù)構造、輸入和輸出和面向對象編程的特點。 用戶可以在命令窗口中將輸入語句與執(zhí)行命令同步，也可以先編寫好一個較大的復雜程序M文件后再一起運行。在這短短的一周內(nèi)從開場的一頭霧水，到自己看書學習，到同學討論，再 進展整個題目的理論分析和計算，參考課程上的代碼，寫出自己的代碼。我們也明白了學無止盡的道理，在我們所查的很多參考書中，很多知識是我 們從沒有接