专业基础实践课程设计任务书(共22页).doc
精选优质文档-倾情为你奉上专业基础实践课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 电信1203班 指导教师： 桂林 工作单位：信息工程学院 题 目: 专业基础实践第2套综合题初始条件:（1）提供实验室机房及其Matlab6.5以上版本软件； （2）MATLAB教程学习。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）选择一本MATLAB教程，认真学习该教程的全部内容，包括基本使用方法、数组运算、矩阵运算、数学运算、程序设计、符号计算、图形绘制、GUI设计等内容；（2）对该套综合题的10道题，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）。（3）对实验结果进行分析和总结；（4）要求阅读相关参考文献不少于5篇；（5）根据课程设计有关规范，按时、独立完成课程设计说明书。时间安排: (1) 布置课程设计任务,查阅资料,学习MATLAB教程 十周； (2) 进行编程设计 一周； (3) 完成课程设计报告书 一周；指导教师签名: 年 月 日系主任(或责任教师)签名: 年 月 日目录1 MATLAB概述1. 1.1MATLAB简介1 1.2MATLAB功能2 1.3MATLAB的典型应用32 第2套题目：专业基础实践课程设计23 题一5 题二5 题三6题四7题五.11题六.12题七.13题八.14题九.15题十.163 课程设计心得 .174参考文献 .185 本科生课程设计成绩评定表 .19专心-专注-专业摘要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，大大方便了在不同操作系统平台下的研究工作。 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。 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、动画和表达式作图。可用于科学计算和工程绘图。 MATLAB的应用领域十分广阔，可应用于数据分析、数值与符号计算、控制系统设计、航天工业、汽车工业、生物医学工程、语音处理、图像与数字信号处理、财务、金融分析、建模、仿真及样机开发、新算法研究开发、图形用户界面设计等领域。关键字:数据处理 图形处理 广泛应用Matlab程序简介 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，大大方便了在不同操作系统平台下的研究工作。 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。 1.2MATLAB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 (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。 (3)应用广泛的模块集合工具箱 MATLAB对许多专门的领域都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。1.3MATLAB的典型应用 MATLAB的应用领域十分广阔，典型的应用举例如下： (1) 数据分析 (2) 数值与符号计算；(3) 工程与科学绘图；(4) 控制系统设计；(5) 航天工业；(6) 汽车工业；(7) 生物医学工程；(8) 语音处理； (9) 图像与数字信号处理；(10) 财务、金融分析；(11) 建模、仿真及样机开发； (12) 新算法研究开发；第2套题目：专业基础实践课程设计21.计算y1=和y2=；2.画出衰减震荡曲线及其他的包络线,t的取值范围是0,6.3.画出所表示的三维曲面。x,y的取值范围是-9, 9。4.分析下面每条指令的功能并运行，观察执行结果。（1） X=0:0.2:2;Y=X.*exp(-X);plot(X,Y),xlabel(x), ylabel(y),title(y=x*exp(-x);（2） A=zeros(3,4)A(:)=-4:7L=abs(A)>3islogical(L)X=A(L)（3） A=randn(2,5)B=1:5;6:10A*B（4） A=zeros(3,5)A(:)=1:15A=A*(1+i)A1=A.;B1=A;（5） A=ones(3,4)B=magic(2)C=eye(4)D=diag(C)E=repmat(C,1,3)5.计算在x=0.1与10处的值。6.求函数, n=100的值。7.求1000个元素的随机数向量A中大于0.5的元素个数。8.求线性方程组AX=b的根。, 9.画出y=|1000sin(4x)|+1的y轴为对数图。10有如下数据：x11.11.21.31.4y1.000001.233681.552711.993722.61170利用线性插值方法对其进行插值，得到每隔 0.05 的结果。题1.计算y1=和y2=；分析，直接在命令窗内输入代码即可,代码和结果如下：题2画出衰减震荡曲线及其他的包络线,t的取值范围是0,6.分析：先声明t的范围，再写出y与t的函数关系式。 代码如下：得出的图像如下：题3画出所表示的三维曲面。x,y的取值范围是-9, 9。分析：先声明t的范围，再写出y与t的函数关系式。 代码如下：得到的图像如下：题4分析下面每条指令的功能并运行，观察执行结果。(1) X=0:0.2:2;Y=X.*exp(-X);plot(X,Y),xlabel(x), ylabel(y),title(y=x*exp(-x);>>X=0:0.2:2; %X取值从0 到2 每隔0.2 取一个数>> Y=X.*exp(-X); %Y对于X 的表达式,求出X 对应下的Y 值>> plot(X,Y),xlabel('x'), ylabel('y'),title('y=x*exp(-x)')（2）A=zeros(3,4)A(:)=-4:7L=abs(A)>3islogical(L)X=A(L) >> A=zeros(3,4) %产生3 x 4 的全零矩阵AA = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0>> A(:)=-4:7 %将-4 到7 依次赋值给AA = -4 -1 2 5 -3 0 3 6 -2 1 4 7>> L=abs(A)>3 %判断A 内各元素绝对值是否大于3,大于返回1,小于返回0,并将返回值构成与A相同行列的矩阵LL = 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1>> islogical(L) %判断矩阵L 内是否为逻辑值,是返回1,不是则返回0ans = 1>> X=A(L) %将A 对应L 内为真的元素取出来,构成列向量X,即绝对值大于3的值取出X = -4 4 5 6 7（3）A=randn(2,5)B=1:5;6:10A*B>> A=randn(2,5) %产生一个2到5之间的随机数A = 0.2944 0.7143 -0.6918 1.2540 -1.4410 -1.3362 1.6236 0.8580 -1.5937 0.5711>> B=1:5;6:10B = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10>> A*B'ans = -2.5411 -1.89110.9658 1.5797(4) A=zeros(3,5)A(:)=1:15A=A*(1+i)A1=A.;B1=A;A=zeros(3,5) %产生3 x 5 的全零矩阵AA = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0>> A(:)=1:15 %将1 到15 依次赋值给各元素A = 1 4 7 10 13 2 5 8 11 14 3 6 9 12 15>> A=A*(1+i) %将A 各元素乘以(1+i),成为复数矩阵A = 1.0000 + 1.0000i 4.0000 + 4.0000i 7.0000 + 7.0000i 10.0000 +10.0000i 13.0000 +13.0000i 2.0000 + 2.0000i 5.0000 + 5.0000i 8.0000 + 8.0000i 11.0000 +11.0000i 14.0000 +14.0000i 3.0000 + 3.0000i 6.0000 + 6.0000i 9.0000 + 9.0000i 12.0000 +12.0000i 15.0000 +15.0000i>> A1=A. %令A1 成为A 的转置非共轭矩阵A1 = 1.0000 + 1.0000i 2.0000 + 2.0000i 3.0000 + 3.0000i 4.0000 + 4.0000i 5.0000 + 5.0000i 6.0000 + 6.0000i 7.0000 + 7.0000i 8.0000 + 8.0000i 9.0000 + 9.0000i 10.0000 +10.0000i 11.0000 +11.0000i 12.0000 +12.0000i 13.0000 +13.0000i 14.0000 +14.0000i 15.0000 +15.0000i>> B1=A' %令B1 成为A 的转置共轭矩阵B1 = 1.0000 - 1.0000i 2.0000 - 2.0000i 3.0000 - 3.0000i 4.0000 - 4.0000i 5.0000 - 5.0000i 6.0000 - 6.0000i 7.0000 - 7.0000i 8.0000 - 8.0000i 9.0000 - 9.0000i 10.0000 -10.0000i 11.0000 -11.0000i 12.0000 -12.0000i 13.0000 -13.0000i 14.0000 -14.0000i 15.0000 -15.0000i(5) A=ones(3,4)B=magic(2)C=eye(4)D=diag(C)E=repmat(C,1,3)>> A=ones(3,4) %产生一个3 x 4 全1 矩阵AA = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1>> B=magic(2) %产生一个行列为2 的全1 的方阵BB = 1 3 4 2>> C=eye(4) %产生一个行列为4 单位方阵CC = 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1>> D=diag(C) %将C 的主对角元素取出形成列向量DD = 1 1 1 1>> E=repmat(C,1,3) %将C 看成一个元素,重复C 构成一个1 x 3 的矩阵EE = 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1题5计算在x=0.1与10处的值。分析：先声明t的范围，再写出y与t的函数关系式。 代码如下：>> %创建一个匿名函数ans = -89.9999>> myfhd(10)ans = 题6求函数, n=100的值。题7求1000个元素的随机数向量A中大于0.5的元素个数。分析:用rand函数产生一个含1000个元素的的矩阵，在进行循环比较。>> A=rand(1,1000); %随机产生一个1x1000的矩阵Aa=0;for n=1:1:1000,if A(1,n)>0.5,a=a+1; %循环比较，如果大于0.5，次数加1 end;end;aa = 488题8求线性方程组AX=b的根。, 分析：矩阵的除法运算。题9画出y=|1000sin(4x)|+1的y轴为对数图。分析：先取x的范围，再生成y。题10有如下数据：x11.11.21.31.4y1.000001.233681.552711.993722.61170利用线性插值方法对其进行插值，得到每隔 0.05 的结果。3程序设计心得: 通过学习Matlab，我懂得了学知识不能仅仅限于课本而应在实际中去运用，这样才能更好的理解和掌握所学的内容。在学习中书上看到的内容，有很多都是不懂的，空想是很难想明白的。因此我们可以把程序输入代码窗口，运行之后结合得出的结果再加上书本上的讲解，就很好理解了，相反，如果我们只是在那想着这个程序或者这个函数有什么功能，必然会想很长时间都不明白。另外，即使我们能够看懂的程序或者是函数，不应该只局限于纸上谈兵，也应该在Matlab软件去运行，观察结果，并且有可能发现新的问题，获取更多的知识。 MATLAB为我们提供了一套功能强大的绘图命令，这些命令可以根据输入的数据自动完成图形的绘制，为计算过程和结果的可视化提供了极佳的手段。在图形的绘制过程中，我们自己课选择多种类型的绘图，可以完成对图形加标号，加标题或画上网格标线等操作。MATLAB所提供的绘图命令可大致分为四类：二维图形的绘图命令，三维图形的绘图命令，特殊绘图命令，图形管理命令。绘图时，我们应选择我们自己所需要的图形绘制命令。比如，假设我们要绘制某一函数的三维曲线图，则选择plot3命令就可以了，但是如果我们要绘制的是三维曲面图，那么我们则要使用surf或surfc命令。 这次的学习，让我学会了使用matlab来解决自己的问题，这是实际和有效的,在感受matlab强大的功能，我也看到了许多兼得的函数所绘制的强大的图形，加深了我对学习的热情和兴趣，这对我今后的学习有着很大的益处。4参考文献：1.唐向宏，岳恒立，郑雪峰,MATLAB及在电子信息类课程中的应用,电子工业出版社,2006.2.（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,2010.3.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,2010.5.陈怀琛,吴大正,高西全,MATLAB及在电子信息课程中的应用,电子工业出版社,2006.6.张琨.MATLAB 2010从入门到精通,电子工业出版社,2011.7.MATLAB基础教程/薛山编著,清华大学出版社.2011.38.MATLAB7.0使用教程/张圣勤编著,机械工业出版社.2006.7本科生课程设计成绩评定表姓 名性 别男专业、班级电信1203班课程设计题目：专业基础实践课程第二套设计题课程设计答辩或质疑记录：成绩评定依据：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字： 年 月 日
