matlab综合大作业(附详细答案).pdf

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1、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=。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=（、）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=4)5)寻找矩阵 A 中大于 0 的元素；实验程序：G=A(find(A0)实验结果：G=$6)求矩阵 A 的转

2、置矩阵 D；）实验程序：D=A 实验结果：D=7)8)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=。9)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=10)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=+-+-+-特征值Ad=0 0 0 0 0 +0 0 0 0 0 -0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 11)求矩阵 A 的每一列的和值；实验程序：lieSUM=sum(A)实验结果：lieSUM=12)13)求矩阵

3、A 的每一列的平均值；实验程序：average=mean(A)实验结果：average=2符号计算（10 分，每小题 5 分）：1)求方程组20,0uyvzwyzw关于,y z的解；实验程序：S=solve(u*y2+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+v2-4*u*w)(1/2)-w -1/2/u*(-2*u*w-v-(4*u*w*v+v2-4*u*w)(1/2)-w z=1/2/u*(-2*u*w-v+(4*u*w*v+v2-4*u*w)(1/2)1/2/u*(-2*u*w-v-(4*u*w*v

4、+v2-4*u*w)(1/2)2)利用 dsolve 求解偏微分方程,dxdyyxdtdt 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)、2)二 维 图 形 绘 制：绘 制 方 程2222125xyaa表 示 的 一 组 椭 圆，其 中0.5:0.5:4.5a；实验程序：t=0:*pi:2*pi;for a=:;x=a*cos(t);y=sqrt(25-a2)*sin(t);plot(x,y)hold on！end 实验结果：-5

5、-4-3-2-1012345-5-4-3-2-1012345 3)利用 plotyy 指令在同一张图上绘制sinyx和10 xy 在0,4x上的曲线；实验程序：x=0:4;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：4-101 00.511.522.533.50500010000y=sinxy=10 x 4),5)用曲面图表示函数22zxy；实验程序：x=-3:3;y=-

6、3:3;X,Y=meshgrid(x,y);Z=X.2+Y.2;surf(X,Y,Z)实验结果：-4-2024-4-202405101520 6)用 stem 函数绘制对函数cos4yt的采样序列；实验程序：t=-8:8;y=cos(pi.*t/4);stem(y)实验结果：020406080100120140160180-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81 4.设采样频率为Fs=1000 Hz，已知原始信号为)1502sin(2)802sin(ttx，由于某一原因，原始信号被白噪声污染，实际获得的信号为)(tsizerandnxx，要求设计出一个 FIR 滤波器恢

7、复出原始信号。（20 分）实验程序：t=0:;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 ;%滤波器分母系数；B=;%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=0:200;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;for n=(f+1)/2:996-

8、(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：01002003004005006007008009001000-4-202401002003004005006007008009001000-2-1012 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 MATL

9、AB 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=-4-2 0-4-6-

10、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;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：05101520253035404550-100-80-60-40-20020原 数 据 图 形 （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=bu

11、tter(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：00.10.20.30.40.50.60.70.80.91-1000-5000Normalized Frequency (rad/sample)Phase(degrees)00.10.20.30.40.50.60.70.80.91-400-2000200Normalized Frequency (rad/sample)Magnitude(dB)低 通 滤 波 器 频 率 特 性|（3）实验程序：yn=filter(b,a,xn);%滤波 stem(n,yn);ti

12、tle(滤波后的数据图);实验结果：05101520253035404550-100-80-60-40-20020滤 波 后 的 数 据 图（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：00.511.522.5-50-40-30-20-10010Frequency(kHz)Power/frequency(dB/Hz)Periodogram Power Spectral Density Estimate（5）实验程序：periodogram(yn,window,nfft,fs_filter);%绘制

13、滤波后数据功率谱图 实验结果：00.511.522.5-70-60-50-40-30-20-10010Frequency(kHz)Power/frequency(dB/Hz)Periodogram Power Spectral Density Estimate 6.已知 x(n)=2 1 0 1，计算如下表达式：（10 分）1)计算 x n的 6 点 DFT 结果 X k;实验程序：xn=2 1 0 1;Xk=fft(xn,6)实验结果：Xk=0 +2)已知 36kY kWX k，求 y nIDFT x n；实验程序：实验结果：3)已知 ReW kX k，求 w nIDFTX k；实验程序：实验结果：4)已知 2Q kXk，求 q n；实验程序：实验结果：5)已知 z k=2Xk，求 z n；实验程序：实验结果：