MATLAB应用课程设计.doc

武汉理工大学matlab课程设计武汉理工大学matlab课程设计学生姓名 专业班级 指导老师 工作单位 题目: matlab应用课程设计 要求完成的主要任务: 1. 课程设计内容： 本课程设计统一技术要求：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，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）。具体要求：利用matlab仿真软件进行绘图。要求：设定（x1 y1）、（x2 y2）、（x3 y3）、（x4 y4）、（x5 y5）五个函数，在同一幅图上用不同的线条、颜色绘制五条曲线，并分别对五条曲线进行命名，并添加坐标标志、图名函数和网格，并按三种格式进行保存。2. 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： 目录、程序设计框图、程序代码（含注释）、程序运行结果和图表； 课程设计的心得体会； 参考文献（不少于5篇）；序号阶段内容所需时间1方案设计1天2软件设计2天3系统调试1天4答辩1天合 计5天指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 matlab是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。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等语言完成相同的事情简捷得多。 本次课程设计的目的在于较全面了解常用的画图方法，能够运用相关软件进 行模拟分析。通过对采集的曲线进行常规的数学统计数据处理和仿真，了解曲线 的特点，为后续的研究提供参考，从而达到本次课程设计的目的。 1 abstract matlab is issued by the company by the american mathworks mainly face of scientific calculation, visualization and interactive program design of the high-tech computing environment.it is the application of technology in mathematics classes in numerical computing software, second to none. matlab matrix operations can be carried out, drawing functions and data, algorithm, create a user interface, connected to other programming language, procedures, mainly used in engineering calculations, control design, signal processing and communications, image processing, signal detection, financial modeling & design and analysis and other fields. matlabs basic data unit is the matrix, and its expression and mathematics instruction, engineering, commonly used in the form of very similar, so the problem solver to use matlab to use than c,fortran and other languages accomplish the same thing much more simple, and mathwork also absorbed the advantages of software such as maple to matlab as a powerful mathematical software. the course design aimed at drawing a more comprehensive understanding of commonly used methods, able to use relevant software simulation analysis. curves collected through routine data processing and simulation of mathematical statistics to understand the curve of the characteristics of the study provide a reference for follow-up, so as to achieve the purpose of this course design. 目录摘要2abstract3目录41.1 matlab应用51.2 matlab特点61.3 matlab的优势62.二维绘图基础73.程序输入及显示10总结18参考文献193ii 1.matlab介绍 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 等语言完成 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 m atlab 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。 1.1 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 数字图像处理技术 数字信号处理技术 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。 181.2 matlab特点此高级语言可用于技术计算 此开发环境可对代码、文件和数据进行管理 交互式工具可以按迭代的方式探查、设计及求解问题 数学函数可用于线性代数、统计、傅立叶分析、筛选、优化以及数值积分 二维和三维图形函数可用于可视化数据 各种工具可用于构建自定义的图形用户界面 各种函数可将基于matlab的算法与外部应用程序和语言（如c、c+、fortran、java、com 以及 microsoft excel）集成。 不支持大写输入，内核仅仅支持小写 1.3 matlab的优势（1）友好的工作平台和编程环境 matlab 由一系列工具组成。这些工具方便用户使用 matlab 的函数 和文件，其中许多工具采用的是图形用户界面。包括 matlab 桌面和命令 窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、 工作空间、文件的浏览器。 （2）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。 （3）出色的图形处理功能 matlab 自产生之日起就具有方便的数据可视化功能。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。新版本的 mat lab 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）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。 2.二维绘图基础 matlab 语言丰富的图形表现方法，使得数学计算结果可以方便地、多性地实现了可视化，这是其它语言所不能比拟的。matlab 语言的绘图功能不仅能 绘制几乎所有的标准图形，而且其表现形式也是丰富多样的。matlab 语言不仅 具有高层绘图能力，而且还具有底层绘图能力句柄绘图方法。在面向对象的 图形设计基础上，使得用户可以用来开发各专业的专用图形。 1.plot最基本的二维图形指令plot 的功能 （1）plot 命令自动打开一个图形窗口 figure，用直线连接相邻两数据点来绘制图 形，根据图形坐标大小自动缩扩坐标轴，将数据标尺及单位标注自动加到两个坐 标轴上，可自定坐标轴，可把 x, y 轴用对数坐标表示。如果已经存在一个图形 窗口，plot 命令则清除当前图形，绘制新图形，可单窗口单曲线绘图；可单窗口 多曲线绘图；可单窗口多曲线分图绘图；可多窗口绘图，可任意设定曲线颜色和 线型，可给图形加坐标网线和图形加注功能 （2）plot 的调用格式 plot(x) 缺省自变量绘图格式，x 为向量, 以 x 元素值为纵坐标，以相应元素 下标为横坐标绘图 plot(x,y) 基本格式，以 y(x)的函数关系作出直角坐标图，如果 y 为 nm 的 矩阵，则以 x 为自变量，作出 m 条曲线 plot(x1,y1,x2,y2) 多条曲线绘图格式 plot(x,y,s) 开关格式，开关量字符串 s 设定曲线颜色和绘图方式，使用颜 色字符串的前 13 个字母，如 yellowyel 表示等或 plot(x1,y1,s1,x2,y2,s2，) s 的标准设定值如下： 2.subplot子图分割命令调用格式： subplot(m,n,p) 按从左至右，从上至下排列 n 为窗口顺序号 3.将标题、坐标轴标记、网格线及文字注释加注到图形上 title 给图形加标题 xlable 给 x 轴加标注 ylable 给 y 轴加标注 text 在图形指定位置加标注 gtext 将标注加到图形任意位置 grid on(off) 打开、关闭坐标网格线 legend 添加图例 4.axis控制坐标轴的刻度axis(xmin xmax ymin ymax) 用行向量中给出的值设定坐标轴的最 大和最小值。如 axis (-2 2 0 5) axis(equal) 将两坐标轴设为相等。 axis on(off) 显示和关闭坐标轴的标记、标志。 axis auto 将坐标轴设置返回自动缺省值。 5.fplot绘制函数图函数fplot 的调用格式: fplot(fun,lims) 绘制函数 fun 在 x 区间 lims=xmin xmax的函数图。 fplot(fun,lims,corline) 以指定线形绘图。 x,y=fplot(fun,lims) 只返回绘图点的值,而不绘图。用 plot(x,y)来绘图。 6.ezplot符号函数的简易绘图函数ezplot 的调用格式： ezplot(f) 这里 f 为包含单个符号变量 x 的符号表达式，在 x 轴的默认范围 -2*pi 2*pi内绘制 f(x)的函数图 ezplot(f,xmin,xmax) 给定区间 ezplot(f,xmin,xmax,figure(n) 指定绘图窗口绘图 7.fill基本二维绘图函数fill 的功能：绘制二维多边形并填充颜色 例如：x=1 2 3 4 5;y=4 1 5 1 4;fill(x,y,r) 8.特殊二维绘图函数bar 绘制直方图 polar 绘制极坐标图 hist 绘制统计直方图 stairs 绘制阶梯图 stem 绘制火柴杆图 rose 绘制统计扇形图 comet 绘制彗星曲线 compass 复数向量图(罗盘图) feather 复数向量投影图(羽毛图) quiver 向量场图 area 区域图pie 饼图 3.程序输入及显示选取五个函数如下：1. x1=0:pi/180:2*pi; y1= cos(1/2*x1); plot(x1,y1,b-) y1函数图像：2. x2=0:0.1:8; y2=1/3*x2; plot(x2,y2,r+) y2函数图像：3. x3=0:0.2:8; y3=sin(x3); plot(x3,y3,kd) y3函数图像： 4. x4=0:0.01:8; y4=0.001*exp(x4); plot(x4,y4,mp) y4函数图像：5. x5=0.1:0.1:7; y5=log(x5); plot(x5,y5,c*) y5函数图像：总程序：x1=0:pi/180:2*pi;y1= cos(1/2*x1);plot(x1,y1,b-);hold onx2=0:0.1:8;y2=1/3*x2;plot(x2,y2,r+);hold onx3=0:0.2:8;y3=sin(x3);plot(x3,y3,kd);hold onx4=0:0.01:8;y4=0.001*exp(x4);plot(x4,y4,m