MATLAB课程设计实验体会

1、课程设计实验经验学生名称：李祥生学生学号：专业课：光信息科学与技术老师：米斯逊研究所：信息工程学院标题： MATLAB学期实验摘要MATLAB概念和简介MATLAB是matrixlaboratory一词的组合，意思是矩阵工厂(矩阵实验室)。美国mathworks宣布了高级计算环境，主要处理科学计算、可视化和交互式编程。它还将许多强大的功能(如数值分析、矩阵计算、科学数据可视化和非线性动态系统的建模和模拟)集成到易于使用的窗口环境中，为需要科学研究、工程和有效数值计算的众多科学领域提供了全面的解决方案，并在很大程度上偏离了传统非交互式编程语言(如c和forrtranMATLAB、Mathemat

2、ica和Maple称为三大数学软件。在数学科技应用中，数值计算方面首屈一指。MATLAB可应用于矩阵计算、函数和数据绘制、算法实现、用户界面创建、连接其他编程语言的程序等领域，主要包括工程计算、控制设计、信号处理和通信、图像处理、信号检测、财务建模设计和分析。MATLAB集成环境由五个部分组成：MATLAB语言、MATLAB工作环境、句柄图形、MATLAB数学库和数学建模、小波分析和MATLAB应用程序编程接口(API)。MATLAB语言将数组用作基本数据单元，包括用于控制流程语句、函数、数据结构、块输出和面向对象特性的高级语言。使用SIMULINK模拟和分析系统后，进入虚拟实验环境就无需编写

3、代码，只需使用鼠标拖动库中的功能模块，连接后根据实验要求修改每个组件的参数即可。通过虚拟实验环境构建实验模拟电路模型，一些无聊的电路变得有趣、复杂的波形生动，使各种复杂的能量转换过程更加直观。1.1，MATLAB语言功能和优点1.1.1，语言特征MATLAB称为第四代计算机语言，它利用丰富的函数资源将程序员从繁琐的程序代码中解放出来。MATLAB最显着的特点是简洁。MATLAB将c和fortran语言的长代码替换为更直观、更符合人们思维习惯的代码。MATLAB为用户提供了最直观、最简洁的程序开发环境。下面简要介绍MATLAB的主要特性。(1)语言简洁，紧凑，使用方便，灵活，库函数非常丰富。MA

4、TLAB程序编写自由格式的文章，使用丰富的库函数避免复杂的子程序编程任务，压缩了所有不必要的编程任务。库函数是由该领域的专家编写的，因此您不必担心函数的可靠性。(2)运算符丰富。因为MATLAB是用c语言编写的，所以它提供的运算符与c语言几乎相同。灵活使用MATLAB运算符会使程序变得非常短。有关具体运算符，请参阅附表。(3)MATLAB既有结构化控制语句(如for循环、while循环、break语句和if语句)，又有面向对象编程的特性。(4)语法限制不严格，编程自由度大。例如，MATLAB允许用户在不预定义矩阵的情况下使用矩阵。(5)程序的可移植性好，基本上无需修改即可在各种型号的计算机和操

5、作系统上运行。(6)MATLAB图形功能强大。在fortran和c语言中，绘图并不容易，但在MATLAB中，数据的可视化非常简单。MATLAB还具有编辑图形界面的强大功能。(7)MATLAB的缺点是程序执行速度比其他高级程序慢。MATLAB程序不创建预处理或可执行文件(例如编译)，因此该程序运行以进行解释，因此速度很慢。(8)强大的工具箱是MATLAB的另一个主要特征。MATLAB由两部分组成：核心部分和各种可选工具箱。核心部分包含数百个核心内部函数。工具箱可分为功能工具箱和纪律工具箱两类。功能工具箱主要用于扩展符号计算功能、图标建模模拟功能、字处理功能和与硬件的实时交互功能。功能工具箱可用于

6、多个领域。特定于规程的工具箱具有更好的专业技能，如control、toolbox、signalprocessingtoolbox、communicationtoolbox等。这些工具箱都是由该领域学术水平较高的专家编写的，因此，用户在进行高、干练、尖锐的研究，而不是亲自编写自己学科领域内的基础程序。下表列出了MATLAB的核心部分和套件的主要应用领域，如工具箱。(9)源程序的开放性。开放性可能是MATLAB最受欢迎的特征。所有MATLAB核心文件和工具箱文件(内部函数除外)都是可修改的源文件，用户可以通过修改源文件和添加自己的文件来构建新工具箱。1.1.2优点(1)熟悉的工作平台和编程环境MA

7、TLAB由一系列工具组成。这些工具可以轻松使用使用图形用户界面的MATLAB函数和文件。这包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索以及用户用于导航帮助、工作区和文件的浏览器。随着MATLAB的商业化和软件本身的不断升级，MATLAB的用户界面也变得越来越精细，越来越接近Windows的标准界面，人机交互更加强大，操作更加简单。此外，新版本的MATLAB提供了完整的在线查询和帮助系统，极大地提高了用户的方便性。在简单的编程环境中，提供了一个更完整的调试系统，无需编译即可直接运行程序，及时报告发生的错误并执行错误原因分析。(2)易于使用的编程语言Matlab是一种高级

8、矩阵/数组语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出以及面向对象的编程功能。您可以在命令窗口中使用输入语句，方法与执行命令相同您还可以创建大型复杂的应用程序(m文件)，然后一起运行。由于新版本的MATLAB语言基于使用最广泛的c语言，因此语法的特征与c语言非常相似，比科学技术人员对数学表达式的书写形式简单。对非计算机专业技术人员更有利。此外，该语言具有高度的可移植性和高可扩展性，这也是MATLAB深入科学研究和工程计算领域的重要原因。(3)较强的科学计算机数据处理能力MATLAB是包含许多计算算法的集合。600多个工程中使用的数学计算函数，使用户可以轻松实现所需的各种计算功能。函数中使用

9、的算法都是科学研究和工程计算的最新研究结果，以前处理过多种优化和容错。通常，您可以使用c或c等基本编程语言代替。如果计算要求相同，使用MATLAB的编程工作负载将大大减少。MATLAB中的这组函数包括最简单、最基本的函数到复杂的函数，例如矩阵、特征向量和快速傅立叶变换。函数可以解决的问题包括矩阵和线性方程的解、微分方程和偏微分方程的组解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程的优化问题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维阵列操作、建模动态模拟等。(4)卓越的显卡功能MATLAB具有方便的数据可视化功能，可以从生成之日起以图形方式显示矢量和矩阵，标注和打印图形。高

10、级映射包括二维和三维可视化、图像处理、动画和表达式映射。可用于科学计算和工程绘图。新版本的MATLAB极大地增强和改进了整体图形处理功能，不仅提供了一般数据可视化软件(如二维曲线和三维曲面的渲染和处理)中包含的功能，还提供了一些其他软件中所没有的功能，如图形的照明处理、色度处理、四维数据的性能等。某些特殊的可视化要求(例如图形对话)在MATLAB中也有相应的功能函数，以确保用户的不同级别的要求。此外，新版本的MATLAB极大地改进了图形用户界面(GUI)的创建，对此有特殊要求的用户也满意。(5)广泛使用的模块集合工具箱1.1.3，MATLAB功能详细信息(1)、MATLAB具有强大的功能，可用

11、于执行数值分析、数值和符号计算、工程和科学绘图、控制系统设计和模拟、数字图像处理技术、数字信号处理技术、通信系统设计和模拟、财务和金融工程等多种任务。MATLAB的功能太多，无法一一介绍，每个功能都包含很多内容。(2)，介绍比较麻烦，所以我们仅以图形处理功能为例，通过对MATLAB图形处理的介绍，展示了其强大的功能，并利用点阵进一步体现了MATLAB的发展现状。(3)、MATLAB提供了多种用于以曲线图形方式显示矢量数据的函数，包括图标绘制、科学曲线绘制和用于各种专业数据可视化的二维图形渲染功能。3d图形呈现函数，表示向量场的数据和二进制函数的图形表示；提供用于图形效果高级处理的相关函数和图形

12、句柄操作函数。特殊的图形呈现函数，如直方图、饼图和直方图；丰富的3D视觉化功能，例如动画制作。1.2、课程实验设计思路我们基于MATLAB R2014A。1)显示了一些基本的数值计算。2)通过软件展示了一些基本函数。3)应用显示信号系统若干基本特性的简单程序，应用图形可视化。1.2.1，GUI图形设计简介1.2.2，创建GUI对象首先打开空的GUI面板，然后将控件添加到相应的布局编辑器中1.2.3，修改控件属性1.2.4，调用MATLAB excel在某些情况下，标题设置中提供了一系列数据(例如学生成绩单绩效标记)，您知道excel的绘图功能特别强大。学习MATLAB和excel的组合会有很大

13、帮助，因为excel可以根据简单的公式执行强大的数据运算。为此，需要应用xlsread调用函数，这是MATLAB和excel的数据交互调用功能。Function sure _ callback (h object，event data，handles)%导入数据确认按钮filename，pathname=ui getfile (* .xls，choose a file)；Str=PathName，FileName；Set(handles.daoru，string，str)；显示% edit data文本框data，text _ data=xls read(str)；读取% str并生成新数组1

14、.2.5，回调函数程序1.2.6，程序准备Function sure _ callback (h object，event data，handles)%导入数据确认按钮filename，pathname=ui getfile (* .xls，choose a file)；Str=PathName，FileName；Set(handles.daoru，string，str)；显示% edit data文本框data，text _ data=xls read(str)；读取% str并生成新数组Mess1=data(:1)；%访问excel表的第一列Set (handles.showi，strin

15、g，mess1)%在显示的学号列表中显示字符串Mess3=data(:3)；访问% excel表的第三列Set (handles.showc，string，mess 3)%在显示语言列表中显示字符串Mess4=data(:4)；访问% excel列表中的第四列Set (handles.shopm，string，mess 4)%在显示的数学列表中显示字符串Mess5=data(:5)；访问% excel列表中的第五列Set (handles.shove，string，mes S5)%在英文列表中显示字符串Mess 2=text _ data (23360end，2)；访问% excel列表中的第二列Set (handles.shown，string，mess2)%在显示名称列表中显示字符串Handles.mess2=mess2Handles.data=data保存%数据Handles.text=text _ dataGuiddata (h object，handles)；举个例子可以用学号或名字查询说明学生成绩管理系统的学生成绩和情况按学号查询(可以显示学号范围内的成绩，否则为“nothing”