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MATLAB应用课程设计报告书 Matlab应用课程设计任务书学生姓名:_吕义斌_专业班级: 电信 2 班 指导教师: 李达 工作单位: 信息工程学院 题 目:Matlab应用第6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 目录目录2一、MATLAB简介12. MATLAB的功能14. MATLAB操作桌面1二.任务及过程2题目1.2题目2.2题目3.4题目4.5题目5.10题目6.11题目7.11题目8.13题目9.14题目1015三、心得体会17参考文献182 一、MATLAB简介MATLAB是一款由美国Math Works公司出品的商业数学软件。MATLAB是一种用于算法开发、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。MATLAB作为高性能、交互式的科学计算工具，具有非常友好的图形界面，这使得MATLAB的应用非常广泛；同时MATLAB也提供了强大的绘图功能。 现在的MATLAB，提供了大量的内置函数，广泛的应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作，而且利用MATLAB产品的开放式结构，用户和读者可以非常容易地对MATLAB的功能进行扩充，从而在不断深化对问题认识的同时，不断完善MATLAB产品以提高其对各个领域运用的适应能力。2. MATLAB的功能1. 基本的数据处理2. 优化和解方程3. 动态过程仿真：实时的和非实时的4. 数据来源：Excel、数据库、A/D等等5. 嵌入式的控制：Pc/104和DSP6. 神经元网络、小波分析、GA等等7. 虚拟现实仿真4. MATLAB操作桌面操作桌面包括5个窗口(浏览器)：1、命令窗口(Command Window)；2、工作空间窗口(Workspace)3、当前目录浏览器(Current Directory)；4、命令历史窗口(Command history)；5、启动平台(Launch Pad)。 二.任务及过程题目1.已知t=linspace(0,2*pi,6)，求t的正弦和正弦的绝对值。源代码：t=linspace(0,2*pi,6);%等间距线形生成一维数组x=sin(t) %计算对应于自变量t数组的x数组X=abs(x) %计算数组x的绝对值数组运行结果：x = 0 0.9511 0.5878 -0.5878 -0.9511 -0.0000X = 0 0.9511 0.5878 0.5878 0.9511 0.0000题目2.绘制余弦曲线y=cos(x)和指数函数y=x2曲线。1. 绘制余弦曲线y=cos(x):源代码：x=0:pi/50:5*pi; %定义自变量x的取值数组y=cos(x); %计算对应于自变量数组的y的数组plot(x,y,-b,LineWidth,2) %绘制曲线xlabel(x),ylabel(y) %添加横坐标，纵坐标名称title(y-x) %添加图形名称运行结果： 图1.余弦曲线y=cos(x)2. 绘制指数函数y=x2曲线：源代码：x=-10:0.01:10; %定义自变量x的取值数组y=x.2; %计算对应于自变量数组的y的数组plot(x,y,LineWidth,2) %绘制曲线xlabel(x),ylabel(y) %添加横坐标，纵坐标名称title(y-x curve) %添加图形名称运行结果： 图2.指数函数y=x2曲线题目3.利用for . end循环语句，求 2+4+6+100 的值。 图3.循环结构流程图源代码：s=0; %使累加和初始值为0for n=2:2:100 s=s+n; %循环体ends运行结果：s = 2550题目4.分析下面每条指令的功能并运行，观察执行结果。 （1）X=0:0.25:3;Y=X.*exp(-X);plot(X,Y),xlabel(x), ylabel(y),title(y=x*exp(-x); （2）A=zeros(5,3)A(:)=-7:7L=abs(A)4islogical(L)X=A(L) （3）A=3:7;6:10pow2(A) （4）A=zeros(3,2)A(:)=2:7A=A*(1+i)A1=A.B1=A （5）A=ones(2,3)B=ones(3)C=rand(4)D=diag(C)E=repmat(C,1,3)（1） 分析过程：X=0:0.25:3; %定义自变量x的取值数组Y=X.*exp(-X); %计算对应于自变量数组的y的数组plot(X,Y) %绘制曲线xlabel(x),ylabel(y),title(y=x*exp(-x);%添加横坐标名称，纵坐标名称，图形名称执行结果： 图4.4.（1）执行结果（2） 分析过程：A=zeros(5,3) %通过zero函数产生一个3*5的零矩阵A(:)=-7:7 %将-7到7的数值依次赋给A的元素L=abs(A)4 %判断A内元素是否有绝对值大于4的数值，并赋其值1islogical(L) %判断矩阵L内是否为逻辑值，是返回1，不是则返回0X=A(L) %将A对应L内为真的元素取出来，构成列向量X执行结果：A = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0A = -7 -2 3 -6 -1 4 -5 0 5 -4 1 6 -3 2 7L = 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1ans = 1X =-7 -6 -5 5 6 7（3） 分析过程：A=3:7;6:10 %产生一个元素为从3到7和从6到10的二维数组pow2(A) %元素分别变成2的原来A元素次方执行结果：A = 3 4 5 6 7 6 7 8 9 10ans = 8 16 32 64 128 64 128 256 512 1024（4） 分析过程：A=zeros(3,2) %产生3*2的零元素数组AA(:)=2:7 %将2到7的6个数分别赋给A中的元素A=A*(1+i) %A中的元素分别乘以（i+1），使A成为一个负数矩阵A1=A. %将矩阵A转置成矩阵A1B1=A %B1为A1的共轭执行结果：A = 0 0 0 0 0 0A = 2 5 3 6 4 7A = 2.0000 + 2.0000i 5.0000 + 5.0000i 3.0000 + 3.0000i 6.0000 + 6.0000i 4.0000 + 4.0000i 7.0000 + 7.0000iA1 = 2.0000 + 2.0000i 3.0000 + 3.0000i 4.0000 + 4.0000i 5.0000 + 5.0000i 6.0000 + 6.0000i 7.0000 + 7.0000iB1 = 2.0000 - 2.0000i 3.0000 - 3.0000i 4.0000 - 4.0000i 5.0000 - 5.0000i 6.0000 - 6.0000i 7.0000 - 7.0000i（5） 分析过程：A=ones(2,3) %产生一个2*3的1矩阵B=ones(3) %产生一个元素为1的2*2矩阵C=rand(4) %产生一个行列为4的单位矩阵D=diag(C) %将C的对角元素取出构成列矩阵E=repmat(C,1,3) %将C看成一个元素，重复C构成一个1*3的矩阵执行结果：A = 1 1 1 1 1 1B = 1 1 1 1 1 1 1 1 1C = 0.9501 0.8913 0.8214 0.9218 0.2311 0.7621 0.4447 0.7382 0.6068 0.4565 0.6154 0.1763 0.4860 0.0185 0.7919 0.4057D = 0.9501 0.7621 0.6154 0.4057E = Columns 1 through 11 0.9501 0.8913 0.8214 0.9218 0.9501 0.8913 0.8214 0.9218 0.9501 0.8913 0.8214 0.2311 0.7621 0.4447 0.7382 0.2311 0.7621 0.4447 0.7382 0.2311 0.7621 0.4447 0.6068 0.4565 0.6154 0.1763 0.6068 0.4565 0.6154 0.1763 0.6068 0.4565 0.6154 0.4860 0.0185 0.7919 0.4057 0.4860 0.0185 0.7919 0.4057 0.4860 0.0185 0.7919 Column 12 0.9218 0.7382 0.1763 0.4057题目5.计算多项式p(x)= x3+15x2+8x在x=3和x=0:1:8时的值。源代码：y=1,15,8,0; %3次多项式系数y1=polyval(y,3) %计算x=2使多项式的值y2=polyval(y,0:1:8) %计算x为向量时多项式的值 运行结果：y1 = 186y2 = 0 24 84 186 336 540 804 1134 1536题目6.随机生成一个100003的矩阵，并绘制其柱状图。源代码：a=100*rand(10000,3) %随机生成一个10000*3的矩阵bar(a) %绘制柱状图运行结果： 图5.矩阵10000*3的柱状图题目7.利用switchcase编写以下程序：某商场对顾客所购买的商品实行打折销售，标准如下(商品价格用price来表示)： price200 无折扣 200price500 5折扣 500price1000 10折扣 Price1000 15折扣输入所售商品的价格，求其实际销售价格。 图6.Swich语句流程图源代码：y=input(input the price:); %输入价格 ： switch fix(y/100) case0,1 %价格小于100 rate=0; case2,3,4 %价格大于200小于500 rate=5/100; case5,6,7,8,9 %价格大于500小于1000 rate=10/100; otherwise %价格大于等于1000 rate=15/100;endprice=y*(1-rate) %输出实际销售价格运行结果：input the price:450price = 427.5000题目8.编程将表达式进行部分分式展开。源代码：a=10,30; %分子展开式系数b=1,-22,96,0; %分母展开式系数r,p,k=residue(a,b) %求分式部分分式展开式运行结果：r = 1.1875 -1.5000 0.3125p = 16.0000 6.0000 0k = 结果分析：表达式展开结果为：题目9.已知，其中t的范围是0 10，计算y的微分和积分并给出曲线图。源代码：t1=0:0.1:10; %t1的取值从0到10，步长为0.1t2=0:0.1:10; %t1的取值从0到10，步长为0.1y1=exp(-1)*cos(t1); %y等于e的-1次方乘以cos(t)y2=exp(-1)*cos(t2); d=0 diff(y1) %计算微分s=cumtrapz(t,y2) %用矩形法计算积分，横坐标两点间隔为0.05AX,H1,H2=plotyy(t1,d,t2,s,plot,plot) ; %使用plotty函数绘制双坐标轴图像xlabel(t) %标注x轴变量text(0.3,-0.03,曲线d=0 diff(exp(-1)*cos(t) %在指定位置添加图形说明text(5.5,0.035,曲线s=cumtrapz(t,exp(-1)*cos(t)%在指定位置添加图形说明set(get(AX(1),Ylabel),String,d=0 diff(exp(-1)*cos(t)%添加纵坐标轴名称set(get(AX(2),Ylabel),String,s=cumtrapz(t,exp(-1)*cos(t)%添加纵坐标轴名称执行结果：d = Columns 1 through 11 0 -0.0450 -0.1241 -0.1727 -0.1791 -0.1416 -0.0695 0.0197 0.1040 0.1629 0.1819 Columns 12 through 21 0.1564 0.0925 0.0060 -0.0819 -0.1498 -0.1810 -0.1679 -0.1137 -0.0317 0.0582s = Columns 1 through 11 0 0.1727 0.3031 0.3593 0.3275 0.2156 0.0508 -0.1263 -0.2726 -0.3521 -0.3454 Columns 12 through 21 -0.2541 -0.1006 0.0775 0.2366 0.3379 0.3564 0.2876 0.1484 -0.0271 -0.1959 图7.的微分和积分曲线图题目10用fminbnd求解函数在区间（1，10）上的最小值。首先建一个dfun.m文件：function f=dfun(x)f=x-1/x+5;再在command窗口通过调用fminbnd函数实现求值：x,y=fminbnd(dfun,1,10)运行结果：x = 1y = 5 三、心得体会通过本次MATLAB应用课程设计，让我认识了一门在我看来强大而又神奇的一种软件。MATLAB是当今最优秀的科技应用软件之一，我很有幸能够认识它，并在一定程度上对它有所了解。在查找MATLAB的软件及资料中，我了解到，MATLAB软件具有强大的科学计算能力、可视化功能、开放式可扩展环境，所附带的工具箱支持30多个领域的计算、仿真等应用，因此，在许多科学领域中MATLAB成为计算机辅助设计和分析、算法研究及应用开发的基本工具和首选平台。另外，在我所参考的资料中，我了解到MATLAB在实现数字信号处理、图像处理、小波分析和系统仿真有重要应用，所以我也认识到掌握它对自己的专业是相当重要的。熟悉掌握甚至精通MATLAB软件将会为我来在本专业的发展打下鉴定的基础。在本次课程设计实践中，主要用到了MATLAB 软件强大的计算功能、数据处理、绘图等功能。 本次课程设计的练习题虽然不是很多（单个人而言），但涉及的范围比较广，而且是一个由易到难的阶梯分布，对于我们新学者而言很适合，由于题型涉及范围比较多，所以虽然只是做一题我们也会学习很多的知识，这种分布对我们是很有益的。在整个设计过程中我懂得了许多东西，也培养了独立思考和设计的能力，树立了对知识应用的信心，相信会对今后的学习工作和生活有非常大的帮助，并且提高了自己的动手实践操作能力， 使自己充分体会到了在设计过程中的成功喜悦，相信这次的实践奖使我终生受益。 参考文献1 周建兴等.MATLAB从入门到精通M.北京：人民邮电