matlab课程论文要求
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一、时间安排
（一）2016年X月X日之前必须提交纸质版（时间待定，另行通知，尽早完成，以免影响其他科目的复习考试）。
（二）电子版统一写清楚学号（学号在前）+姓名+专业发送给学委。打包文件夹发送给我，不接受单独发给我的。
二、选题
（一）选题要紧密结合本学科专业的教学科研和MATLAB，符合专业培养目标的要求。
（二）论文一般为一人一题，严格控制与往年的重复率。
三、成绩评定
平时成绩（0.3）＋课程论文（0.7）=最终成绩。
四、论文写作规范要求
（一）封面：封面要使用统一格式。
（二）目录：“目录”两字黑体小二号、居中，“目录”两字间空四格、与正文空一行。各部分名为宋体小四号字，各小部分名间有缩进。
（三）题目：题目要对论文的内容有高度的概括性，简明、易读，字数应在20个字以内，论文题目用黑体三号字。
（四）署名：论文署名的顺序为：专业学号学生姓名指导老师姓名，用宋体小四号字。可用以下表示：
专业：XXXXX 学号：XXXXX 学生姓名：XXXXX 指导老师姓名：XXXX （五）内容摘要：中文内容摘应简要说明所研究的内容、目的、实验方法、主要成果和特色，一般为200－300字，用宋体小四号字，其中“内容摘要”四个字加粗。
（六）关键词：一般为3－6个，用分号隔开，用宋体小四号字，其中“关键词”三个字加粗。
（七）正文：正文要符合一般学术论文的写作规范，统一用宋体小四号字，行距为1.5倍。字数一般要求为不得少于5000字。
内容要理论联系实际，涉及到他人的观点、统计数据或计算公式的要注明出处（引注），涉及计算内容的数据要求准确。标题序号从大到小的顺序为：“1”“1.1”“1.1.1”……。
（八）注释：论文中所引用文献按学术论文规范注明出处，注序要与文中提及的序号一致。注释方法参见参考文献顺序。
（九）参考文献：论文后要标注参考文献和附录，参考文献按照以下格式排列：
1．专著、论文集、学位论文、报告
[序号]主要责任者．文献题名[文献类型标识]．出版地：出版者，出版年．起止页码。
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[3] 查正军.《基于机器学习方法的视觉信息标注研究》.[D].北京.中国科技大学.2010年.32-35
2．期刊文章
[序号]主要责任者．文献题名[J]．刊名，年卷（期）：起止页码．
[1]何龄修．读顾城《南明史》[J]．中国史研究，1998（3）：12-13.
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3．电子文献
[序号]主要责任者．电子文献题名[电子文献及载体类型标识] ．电子文献的出处或可获得地址，发表或更新日期／引用日期（任选）．
[1]王明亮.关于中国学术期刊标准化数据库系统工程的进展[EB/OL]. https://www.wendangku.net/doc/267015730.html,/pub/wml.txt/980810-2.html,1998-08-16/1998-10-04.
[2]万锦坤.中国大学学报论文文摘（1983-1993）.英文版[DB/CD].北京:中国大百科全书出版社，1996.
（十）图表、附注、公式：图表、附注、公式一律采用阿拉伯数字连续编号。图序及图名置于图的下方；表序及表名置于表的上方；用宋体五号字。论文中的公式编号，用圆括弧括起写在右边行末，其间不加虚线。
MATLAB课程论文（设计）
( 届)
论文（设计）题目:
学院：数学与统计学院
专业：
学号：
姓名：
分数：
目录
1 引言 (6)
1.1信赖域算法 (6)
1.2三次自适应算法 (7)
1.3非单调线性搜索 (8)
2 加权平均的非单调三次自适应算法 (9)
3 加权平均的非单调三次自适应算法收敛 (10)
参考文献 (17)
一种加权平均的非单调三次自适应算法
专业：XXXXXX 学号：XXXXXX 学生姓名：XXXX 指导老师：XXXX
摘要 这篇文章提出了一种非单调三次自适应算法. 不同于传统的三次自适应算法, 本文算法XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 下降量引入了函数加权平均值, 即表达式为()k k k C f x s -+. 在适当条件下，证明算法的全局收敛性.
关键词 无约束优化问题； 三次模型； 非单调自适应； 全局收敛性
1 引言
本文考虑无约束优化问题：
min (),n f x x R ∈, （1.1） 其中()f x ：n R R →是二次连续可微函数.
1.1 信赖域算法
解此问题一般都采用二次模型逼近()f x , 信赖域算法和线性搜索是解决无约束优化问题两种最常用的方法. 信赖域方法是一类较新的方法, 对它的研究开始于 Powell 1970 年的工作, 他提出了一个求解无约束优化问题的算法, 该算法的基本思想是通过求解近似的二次函数在信赖域中的极小点的方法来求最优化问题的解, 即：对于当前的迭代点k x , 给定一个信赖域半径0k ?>, 然后在以k x 为中心k ?为半径的小邻域内, 构造一个逼近目标函数的模型
1min ()2
n T T k k k s R q s g s s B s ∈=+, ..s t s ≤?.
这个模型称为信赖域子问题, 求解子问题得到试探步k s , 然后利用某一评价函
数即目标函数的实际下降量与预测下降量的比值
()()(0)()
k k k k k k k f x f x s r q q s -+=- 来决定是否接受该试探步以及确定下一次迭代的信赖域半径, 如果试探步被接受, 则1k k k x x d +=+, 否则1k k x x +≈; 信赖域半径的大小通过迭代逐步调节, 粗
略地说, 如果当前迭代模型较好地逼近原问题, 则信赖域半径可扩大, 否则将缩小. 下面将给出信赖域算法的基本步骤.
信赖域算法：
步1：取初始点(0)n x R ∈, 010,(0,),[0,)4η--
?>?∈?∈,精度0ε>. 令0k =. 步2：若()()k f x ε?≤, 则算法终止.得到问题的解()k x . 否则转步2.
步3：由信赖域子问题()k q s 计算比值k r
若{}
3,min 24k+1k 则令=，k r ->???. 若11,42
k+1k 则令=k r η<
k+1k 则令=k r ≤
否则令(1)()()k k k x x s +=+, 1k k =+.
1.2 三次自适应算法
该算法用三次模型作为目标函数的近似. :n f R R →是无约束优化问题的一个连续可微函数, 找到f 的一个局部极小值, 则k x 是当前最好的估计. 假设目标函数的Hessian 矩阵在n R 是全局Lipschitz 连续的. 得到
101()()()()(1)[()()]2
T
T T k k k k k k f x s f x s g x s H x s s H x s H x sd τττ+=+++-+-? 3211()()()()26T T C k k k k f x s g x s H x s L s m s ≤+++=, 其中n s R ∈,
定义()()x g x f x =?, ()()xx H x f x =?. 只要
()(0)()C c k k k k m s m f x <=.
（1.2）, 新的迭代点1k k k x x s +=+使得函数()f x 下降. 通过()C k m s 的极小值找到步长k s .
文献[1]中的作者整合这些知识得到一个渐进的, 有效的数值算法框架. 在较弱的假设条件下, 可以证明这种算法是全局收敛和渐进收敛的. 首先, 降低要求去求一个全局的最小值, 然而一个局部的极小值是满足目标函数的复杂条
件的. 然后, 用一个动态的正参数k σ代替（1.1）中的Lipschitz 常量12
L , 不再要求()H x 是全局的, 甚至是局部的Lipschitz 连续. 最后用一个对称近似矩阵k B 代替在近似函数的每一次迭代中的Hessian 矩阵. 这就得到 311()()()23
T T k k k k k m s f x s g x s B s s σ=+++. （1.3） 在算法的每一次迭代中, 用三次模型（近似函数）代替目标函数f .
1.3 非单调线性搜索
在20世纪80年代, Grippo 等人在牛顿算法提中出一种非单调线性搜索[6], 其中步长k s 满足下面的条件
0()max ()()k
T k k k k j k k k j m f x s d f x s f x d β-≤≤+≤+?, 其中(0,1)β∈, {}10min 1,k k m m M -≤≤+, M 是一个非负整数. 然而, Grippo 等人提出非单调技术还是有一定不足的地方. 为了克服这不足, Zhang 和Hager 提出的另外一种非单调线性搜索. 这种新的线性搜索用函数值的加权平均代替函数的最大值, 具体表达即
()()T k k k k k k k f x s d C s f x d β+≤+?.
其中 111(),0(())/,1
k k k k k k k f x k C Q C f x Q k γ---?=?=??+≥? （1.4）
11,01,1
k K k Q Q k γ-?=?=?+≥?? （1.5）
1min max [,]k γγγ-∈, min [0,1)γ∈和max min [,1]γγ∈, 其中min max ,γγ是两个选择参数.
从（1.4）和（1.5）, 知道k C 是由函数值01(),(),...,()k f x f x f x 组成的凸组合. 所以可知k C 是连续函数值的一个特殊加权平均. 在这个算法中, 函数值序列
{}k f 是非单调的, {}k C 序列是非增的.
本文将给出一类新的非单调自适应算法, 进一步丰富自适应算法的研究. 本文将三次算法和基于函数值加权平均的线性搜索方法结合起来. 这种算法跟三次算法的主要不同点是预测下降量. 在本文中, 实际下降量的表达式为()k k k C f x s -+. 接下来, 本文将给出具体的算法步骤, 以及算法收敛性的证明.
2 加权平均的非单调三次自适应算法
先介绍一些本文出现的基本的符号. 范数指的是在n R 上的欧氏范数. 用k f 表示()k f x , 用k g 表示()k g x , 其中()n k g x R ∈是函数f 在k x 上的一阶梯度,
n n k B R ?∈是函数f 在k x 处的Hessian 矩阵或者其近似.
算法步骤如下：
步0：取初始点0x , 211a a ≥>, 2110b b >≥>和00σ>, 当0,1,...k =.
步1：算出一个步长k s , 使得
()()c k k k k m s m s ≤.
（2.1） 其中Cauchy 点c c k k k s g α=-, arg c k α= min ()k k R
m g αα∈-. （2.2） 步2：计算()k k f x s +, 并求实际下降量与预测下降量的比值 ()()()
k k k k k k k C f x s f x m s ρ-+=-, （2.3） 其中 111(),0(())/,1
k k k k k k k f x k C Q C f x Q k γ---?=?=??+≥?,
11,01,1
k K k Q Q k γ-?=?=?+≥??. 步3：令 11,,如果其他k k k k k
x s b x x ρ+?+>????. （2.4）
步4：校正1k σ+, 2111212[0,],[,],[,],如果(非常成功)如果(成功)其他(不成功)k k k k k k k k
b a b b a a σρσσσρσσ+?>??∈≤≤???? . （2.5） 给出函数f 的一个临界估计值k x , 求出一个满足条件（2.1）的步长k s . 求
出近似函数（1.3）的一个近似最小值作为步长k s , k B 是目标函数f 的Hessian 矩阵的近似. 其中比值k ρ从某种角度反映了三次函数()k k m s 与目标函数()k k f x s +的近似程度. 若k ρ接近于1, 则认为三次函数()k k m s 与目标函数()k k f x s +的近似程度很好. 反之, 若k ρ离1较远, 可认为()k k m s 在定义域上与目标函数()k k f x s +的近似程度不好. 所以, 可用k ρ与1的近似程度作为1k σ+是否合适的准则.
常数12,(0,1)b b ∈满足2110b b >≥>. 若2k b ρ>, 我们可认为()k k m s 在定义域中是f 的一个很好的近似, 或者说得到一个非常成功的迭代点1k x +=k k x s +. 此时, k m 有可能在更小的区域内也是f 的一个很好的近似, 因此, 我们可令1k k σσ+<. 若12k b b ρ≤≤, 即k m 是f 的一个好的近似, 或者说得到一个好的迭代点1k x +=k k x s +. 此时可以增大k σ, 令1k k σσ+>（为了在下一次迭代中得到一个更成功的点）. 若b ρ≤, 即k m 在定义域中跟f 的近似程度不好, 或者说1k x +是一个不成功的迭代点; 说明k σ太小, 此时需要增大k σ, 即令11k k a σσ+>. 在上面的基础上, 我们给出算法收敛性的证明.
3 加权平均的非单调三次自适应算法收敛
在这部分, 将证明算法的全局收敛, 在证明之前, 先给出下列的一些假设. 假设1 集合{}0|()n A x R f x f =∈≤是有界的.
假设2 ()f x 的一阶梯度函数()g x 在集合A 上是Lipschitz 连续的.
假设3 对称矩阵k B 是一致有界的,即,0,0k B B B k κκ≤≥≥.
为了简单起见, 我们定义两个集合：
{}1:k I k b ρ=≥和{}1:k J k b ρ=<.
引理3.1 假设步长k s 满足式子（2.1）. 当0k ≥时, 则有
()()k k k f x m s -
()()c k k k f x m s ≥-
2
k
k g B ≥+
1k k g B +. （3.1）
证明 由（1.2）()()c k k k k m s m s ≤, 可得到
()()()()c k k k k k k f x m s f x m s -≥-.
对任意0α≥, 由Cauchy-Schwarz 不等式得到
()()()()c k k k k k k m s f x m g f x α-≤--
2
3231123
T k k k k k g g B g g ααα=-++ {}2211123
k k k k g B g ααασ≤-++. （3.2） 要使()()c k k m s f x ≤成立,
即要求2111023k k k B g αασ-++≤和0α≥成立, 所以有
_[0,],k αα∈
其中_3
122k k k B g ασ?=-?? .
将分子有理化, 可以把_α化成下面的形式
1_122k B α-?=??. 令
1k k B θ-?=+?
（3.3）
112max(22k k B B ≤
,k B ≤+,
和
1,2k k B B ≤+ 所以得到_0k k θα<≤. 用k θ代入（3.2）中的不等式, 得到
()()c k k k m s f x -≤ 2111023k k k k k B g θθσ???-++≤ ???
. （3.4） 从（3.3）k θ的定义中知道, 1k k B θ≤和21k k k g θσ≤, 所以（3.4）中括号里的表达式的上界是16
-. 可知引理3.1成立. 引理3.2 当{}k x 是由算法产生. 则对所有k , 有下面的不等式成立
11k k k f C C ++≤≤ . （3.5） 证明 首先证明当k I ∈时, （3.5）式成立.
即对任意k I ∈有
11k k k f C C ++≤≤.
（3.6） 对k I ∈, 由1k b ρ≥, （2.3）和（3.1）得到
11k k k k g f C B +≤-+. （3.7） 又由（1.4）, （1.5）和（3.7）得到
1
11
k k k k k k Q C f C Q γ++++=
1
k+≤
1
k
k
k
g
C
B
=
+
. （3.8）
从（1.4）和（1.5）知, 如果0
k
γ≠则有
11
1
k k
k k
k k
f C
C C
Q
γ
++
+
-
-=. （3.9）
如果0
k
γ=, 则有
11
k k
C f
++
=. （3.10）
由（3.8）—（3.10）, 可知（3.6）成立.
接下来, 我们证明当k J
∈时, （3.5）成立. 由算法步3中的（2.4）对k J
∈,
我们得
1
k k
x x
+
=和
1
k k
f f
+
=. 我们先证明
11
k k
f C
++
≤, 先考虑两种情形：情形1：1
k I
-∈. 由（3.6）得到
k k
f C
≤. 又由（1.4）, （1.5）和
1
k k
f f
+
=
得到1
1
1
k k k k
k
k
Q f f
C
Q
γ
+
+
+
+
≥
11
1
k k k k
k
Q f f
Q
γ
++
+
+
=
1
k
f
+
=. （3.11）情形2：1
k J
-∈. 在这种情况下, 令{}
|1,
K i i k k i I
=<≤-∈. 如果K=?,
由算法的步3可知
01
,0,1,...,1
k j k
f f f j k
-+
===-. 因此, 由（1.4）, （1.5）得
到
11
k k k
C C f
++
==. （3.12）又假设K≠?. 令{}
min:
m i i K
=∈. 则有
1
,0,1,...,1
k j k k
f f f j m
-+
===- . （3.13）
从（1.4）得到
111,1k k k k k k Q C Q C f k γ--+=+≥. （3.14） 再次运用（1.4）得到
1211111000j
m m k k k k k k m k m k i k j k i j i Q C f Q C f f γγγ--+--+-+--+===+=∏+∑∏+. （3.15） 通过K 和m 的定义, 知k m I -∈, 从（3. 6）得到11k m k m C f -+-+≥. 从（3.13）
和（3.15）, 又
1211111000j
m m k k k k k k m k m k i k j k i j i Q C f Q f f f γγγ--+--+-+--+===+≥∏+∑∏+ 1211000(1)j
m m k i k m k i k i j i Q f γγ----+-+====∏+∑∏+ 11k k Q f ++=. （3.16） 因此, 由（1.4）和（3.16）得到
1
11
k k k k k k Q C f C Q γ++++= 111k k k Q f Q +++≥
1k f += . （3.17） 由（3.11）,（3.12）和（3.17）, 对任意k J ∈可以得到
11k k f C ++≤. （3.18） 如果0k γ≠, 从（3.9）和（3.18）得到11k k k f C C ++≤≤. 如果0k γ=, 由（1.4）, （1.5）和k J ∈, 11k k k C f f ++==. 结合1k J -∈和（3.18）, 可以得到k k f C ≤. 所以对于任意k J ∈, 11k k k f C C ++≤≤成立.
引理3.3 根据假设1, 可知由算法求出的{}k x 序列包含于集合A 中.
引理3.4 如果假设2和假设3成立, {}k x 序列是由算法产生; 并且假设 k g δ≥ （3.19） 对任意k 成立, 其中(0,1)δ∈的一个常数. 则对所有的k , 存在一个正的整数m 使得1k m x ++是一个成功的迭代点.
证明 假设存在一个整数k , 使得对任意的m , 1k m x ++是一个不成功的迭代点,
即
1k m b ρ+<, 0,1,2,...m = （3.20） 由算法的步3、步4得到
1k m k x x ++=, 0,1,2,...m = （3.21）
0→, 当m 充分大时, 由假设2, （3.21
）和k s ≤,
()()(()())k k k m k k k m f x f x s f x m s ++-+--
()101[()]2
T T k m k m k m k k m k k m s B s g x ts g x s dt +++++=-+-?
()k k m k g O B o σ+≤+. （3.22）
对充分大的m , 由（3.1）, （3.19）, （3.21）和（3.22
）得到
()()1()()k k k m k k k m f x f x s f x m s ++-+-≤-又因为假设3和上面所述得到 ()()lim 1()()k k k m m k k k m f x f x s f x m s +→∞
+-+=-. （3.23） 综上所述, 从（2.3）, （3.5）和（3.21）得到
()()()
k m k k m k m k k k m C f x s f x m s ρ++++-+=- ()()()()k k k m k k k m f x f x s f x m s ++-+≥
-. （3.24） 所以, 当m 充分大时, 1(0,1)b ∈, 由（3.23）和（3.24）得到
1k m b ρ+≥.
这与（3.20）是矛盾, 所以引理是成立的.
定理3.5 如果假设1, 假设2, 假设3成立, {}k x 序列是由算法求得, 则有 lim inf 0k k g →∞
=. （3.25） 证明 假设（3.25）不成立, 设存在一个常数(0,1)α∈, 使得对任意k 有
k g ε≥.
（3.26） 由（3.26）可以知道
k I ∞∈∑∞. （3.27）
又知道由（2.3）, （2.4）, （3.1）假设假设3和（3.26）得到
1()k k C f x +-
1[()()]k k k b f x m s ≥-
1B εκ≥+. （3.28） 又{}k C 是非增的序列. 通过假设1, 引理3. 3和函数f 的连续知道{}()k f x 是有下界的, 所以{}k C 是收敛的. 所以得到（3.28
）不等式右边的最小值是并且（3.28）不等式左边收敛到0. 所以当k I ∈,k 充分大时得到
1()k k C f x +-≥ 概括所有充分大的迭代点得到
00011,,()[()]j j k j k k k k k I k k I C f x C f x ++=∈=∈-=∑-≥∑, （3.29）
其中一些迭代下标0k 充分大, 0,j I j k ∈≥. 所以当（3.29）中j →∞时, {}1
()j f x +是收敛的. 接下来我们证明迭代序列{}k x , 0k ≥是Cauchy 序列. 由（3.27）知, 当,k k I →∞∈时有
0. (3.30)
又k s k S ≤∈, S 是一个无穷大的集合, 则算法的解{}k x 有下面的关
系,当0,0l r ≥≥, l 充分大有
111,l r l r l r l k k k k l k l k I x x x x s +-+-++==∈-≤∑-=∑
1,3l r k l k I +-=∈≤∑
由式（3.27）知, 当l →∞时上面不等式右边趋于. 所以{}k x 是一个Cauchy 序列, 且对*n x R ∈有,
*k x x →, k →∞. （3.31）
由（3.26）, （3. 30）, （3.31）知道S I =. 又集合I 的定义, 我们知道k I ∈是成功的, 即当k 充分大的时没有不成功的迭代点, 又因为[1]1k k σσ+≤, {}k σ, 0k ≥, 是有上界的. 这与（3.26）和（3.30）的k σ→∞是矛盾的, 所以（3.26）不成立. 所以定理3.1是成立的.
参考文献
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nonlinear elastomechanics[J]. Optim Methods Softw, 2007(22):413-417.
matlab课程设计题目
课题一： 连续时间信号和系统时域分析及MATLAB实现 课题要求： 深入研究连续时间信号和系统时域分析的理论知识。利用MATLAB强大的图形处理功能、符号运算功能以及数值计算功能，实现连续时间信号和系统时域分析的仿真波形。 课题内容： 一、用MATLAB实现常用连续时间信号的时域波形（通过改变参数，分析其时域特性）。 1、单位阶跃信号， 2、单位冲激信号， 3、正弦信号， 4、实指数信号， 5、虚指数信号， 6、复指数信号。 二、用MATLAB实现信号的时域运算 1、相加， 2、相乘， 3、数乘， 4、微分， 5、积分 三、用MATLAB实现信号的时域变换（参数变化，分析波形变化） 1、反转， 2、使移（超时，延时）， 3、展缩， 4、倒相， 5、综合变化 四、用MATLAB实现信号简单的时域分解 1、信号的交直流分解， 2、信号的奇偶分解 五、用MATLAB实现连续时间系统的卷积积分的仿真波形 给出几个典型例子，对每个例子，要求画出对应波形。 六、用MATLAB实现连续时间系统的冲激响应、阶跃响应的仿真波形。 给出几个典型例子，四种调用格式。 七、利用MATLAB实现连续时间系统对正弦信号、实指数信号的零状态响应的仿真波形。 给出几个典型例子，要求可以改变激励的参数，分析波形的变化。 课题二： 离散时间信号和系统时域分析及MATLAB实现。 课题要求： 深入研究离散时间信号和系统时域分析的理论知识。利用MATLAB强大的图
形处理功能、符号运算功能以及数值计算功能，实现离散时间信号和系统时域分析的仿真波形。 课题内容： 一、用MATLAB绘制常用信号的时域波形（通过改变参数分析其时域特性） 1、单位序列， 2、单位阶跃序列， 3、正弦序列， 4、离散时间实指数序列， 5、离散时间虚指数序列， 6、离散时间复指数序列。 二、用MATLAB实现信号的时域运算 1、相加， 2、相乘， 3、数乘。 三、用MATLAB实现信号的时域变换（参数变化，分析波形的变化） 1、反转， 2、时移（超时，延时）， 3、展缩， 4、倒相。 四、用MATLAB实现离散时间系统卷积和仿真波形 给出几个典型例子，对每个例子要求画出e(k)，h(k)，e(i)，h(i)，h(-i)，Rzs(k)波形。 五、用MATLAB实现离散时间系统的单位响应，阶跃响应的仿真波形 给出几个典型例子，四中调用格式。 六、用MATLAB实现离散时间系统对实指数序列信号的零状态响应的仿真波形 给出几个典型例子，要求可以改变激励的参数，分析波形的变化。 课题三： 连续时间信号傅里叶级数分析及MATLAB实现。 课题要求： 深入研究连续时间信号傅里叶级数分析的理论知识，利用MATLAB强大的图形处理功能，符号运算功能以及数值计算功能，实现连续时间周期信号频域分析的仿真波形。 课题内容： 一、用MATLAB实现周期信号的傅里叶级数分解与综合 以周期矩形波信号为例，绘出包含不同谐波次数的合成波形，观察合成波形与原矩形 波形之间的关系及吉布斯现象。
MATLAB结课论文设计.
MATLAB程序设计(论文) 基于MATLAB实现语音信号的去噪 院（系）名称电子与信息工程学院 专业班级通信工程 学号 学生姓名 任课教师
论文任务
摘要 滤波器设计在数字信号处理中占有极其重要的地位，FIR数字滤波器和IIR 滤波器是滤波器设计的重要组成部分。利用MATLAB信号处理工具箱可以快速有效地设计各种数字滤波器。课题基于MATLAB有噪音语音信号处理的设计与实现，综合运用数字信号处理的理论知识对加噪声语音信号进行时域、频域分析和滤波。通过理论推导得出相应结论，再利用MATLAB 作为编程工具进行计算机实现。在设计实现的过程中，使用窗函数法来设计FIR数字滤波器，用巴特沃斯、切比雪夫和双线性变法设计IIR数字滤波器，并利用MATLAB 作为辅助工具完成设计中的计算与图形的绘制。通过对对所设计滤波器的仿真和频率特性分析，可知利用MATLAB信号处理工具箱可以有效快捷地设计FIR和IIR数字滤波器，过程简单方便，结果的各项性能指标均达到指定要求。 关键词数字滤波器 MATLAB 窗函数法巴特沃斯切比雪夫双线性变换
目录 第1章绪论 (1) 1.1数字信号处理的意义 (1) 1.2语音去噪设计要求 (2) 第2章语音去噪方案设计 (3) 2.1语音去噪的应用意义 (3) 2.2 语音去噪设计框图 (3) 2.3设计原理 (4) 第3章程序分析 (5) 3.1 语音去噪采样过程 (5) 3.2 语音去噪方案 (6) 第 4 章总结 (8) 参考文献 (9) 附录 (10)
第1章绪论 1.1数字信号处理的意义 数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数值计算的方法对信号进行采集、抽样、变换、综合、估值与识别等加工处理，借以达到提取信息和便于应用的目的。它在语音、雷达、图像、系统控制、通信、航空航天、生物医学等众多领域都获得了极其广泛的应用。具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等优点。 数字滤波器, 是数字信号处理中及其重要的一部分。随着信息时代和数字技术的发展，受到人们越来越多的重视。数字滤波器可以通过数值运算实现滤波，所以数字滤波器处理精度高、稳定、体积小、重量轻、灵活不存在阻抗匹配问题，可以实现模拟滤波器无法实现的特殊功能。数字滤波器种类很多，根据其实现的网络结构或者其冲激响应函数的时域特性，可分为两种，即有限冲激响应( FIR，Finite Impulse Response)滤波器和无限冲激响应( IIR，Infinite Impulse Response)滤波器。 FIR滤波器结构上主要是非递归结构，没有输出到输入的反馈，系统函数H (z)在处收敛，极点全部在z = 0处（因果系统），因而只能用较高的阶数达到高的选择性。FIR数字滤波器的幅频特性精度较之于IIR数字滤波器低，但是线性相位，就是不同频率分量的信号经过fir滤波器后他们的时间差不变，这是很好的性质。FIR 数字滤波器是有限的单位响应也有利于对数字信号的处理，便于编程，用于计算的时延也小，这对实时的信号处理很重要。FIR滤波器因具有系统稳定，易实现相位控制，允许设计多通带（或多阻带）滤波器等优点收到人们的青睐。 IIR滤波器采用递归型结构，即结构上带有反馈环路。IIR滤波器运算结构通常由延时、乘以系数和相加等基本运算组成，可以组合成直接型、正准型、级联型、并联型四种结构形式，都具有反馈回路。同时，IIR数字滤波器在设计上可以借助成熟的模拟滤波器的成果，如巴特沃斯、契比雪夫和椭圆滤波器等，有现成的设计数据或图表可查，在设计一个IIR数字滤波器时，我们根据指标先写出模拟滤波器的公式，然后通过一定的变换，将模拟滤波器的公式转换成数字滤波器的公式。 滤波器的设计可以通过软件或设计专用的硬件两种方式来实现。随着MATLAB软
MATLAB课设报告
课程设计任务书 学生姓名：董航专业班级：电信1006班 指导教师：阙大顺，李景松工作单位：信息工程学院 课程设计名称：Matlab应用课程设计 课程设计题目：Matlab运算与应用设计5 初始条件： 1.Matlab6.5以上版本软件； 2.课程设计辅导资料：“Matlab语言基础及使用入门”、“Matlab及在电子信息课程中的应 用”、线性代数及相关书籍等； 3.先修课程：高等数学、线性代数、电路、Matlab应用实践及信号处理类相关课程等。 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.课程设计内容：根据指导老师给定的7套题目，按规定选择其中1套完成； 2.本课程设计统一技术要求：研读辅导资料对应章节，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、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），并对实验结果进行分析和总结。具体设计要求包括： ①初步了解Matlab、熟悉Matlab界面、进行简单操作； ②MATLAB的数值计算：创建矩阵矩阵运算、多项式运算、线性方程组、数值统计； ③基本绘图函数：plot, plot3, mesh, surf等，要求掌握以上绘图函数的用法、简单图形 标注、简单颜色设定等； ④使用文本编辑器编辑m文件，函数调用； ⑤能进行简单的信号处理Matlab编程； ⑥按要求参加课程设计实验演示和答辩等。 3.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，具体包括： ①目录； ②与设计题目相关的理论分析、归纳和总结； ③与设计内容相关的原理分析、建模、推导、可行性分析； ④程序设计框图、程序代码（含注释）、程序运行结果和图表、实验结果分析和总结； ⑤课程设计的心得体会（至少500字）； ⑥参考文献（不少于5篇）； ⑦其它必要内容等。 时间安排：1.5周（分散进行） 参考文献： [1](美)穆尔,高会生,刘童娜,李聪聪．MA TLAB实用教程(第二版) . 电子工业出版社,2010. [2]王正林,刘明．精通MATLAB(升级版) .电子工业出版社,2011. [3]陈杰. MA TLAB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. 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
Matlab课程设计报告
自控系统仿真软件课程设计报告 MATLAB 设计题目：牛顿摆球 姓名： 学号： 院系： 班级：1203 指导教师： 2014年12月20日
一．课程设计目的 1、熟悉课程设计的基本流程； 2、掌握MATLAB语法结构及调试方法； 3、熟悉MATLAB函数调用，熟练二维画图; 4、掌握MATLAB语言在控制方面的运用； 5、学会用MATLAB进行基本仿真； 6、掌握MATLAB编程技巧，提高编程水平。 二．系统分析 1.题目的描述： （1）牛顿摆球原理描述 五个质量相同的球体由吊绳固定，彼此紧密排列。当摆动最右侧的球并在回摆时碰撞紧密排列的另外四个球，最左边的球将被弹出，并仅有最左边的球被弹出。当然此过程也是可逆的，当摆动最左侧的球撞击其它球时，最右侧的球会被弹出。当最右侧的两个球同时摆动并撞击其他球时，最左侧的两个球会被弹出。同理相反方向同样可行，并适用于更多的球。 为了更接近现实，在这里我将考虑重力及空气阻力的影响，摆球将不会永无止境的运动下去，由于外界因素的影响，摆球运动一段时间后将回归静止状态。（2）通过MATLAB动画程序制作软件，实现下述过程 当运行程序时，把最右边的小球拉到一定的高度放下，让其碰撞其余四个小球，仅让最左边的小球被弹出，当最左边小球回摆碰撞其它球时，最右边小球又被弹出，如此循环。由于是非理想条件下，摆球的摆动幅度会随摆动次数的增加越来越小，直到静止。 时间停顿两秒，把右边两小球一起拉到一定高度放下，让其碰撞其余三个球，同样仅让左边两球被弹出，当球回摆再次碰撞时，最右边两球又被同时弹出，如此循环，因为外界因素的影响，最终五个球都会静止下来。 （3）整个实验看似简单，但要在MATLAB上完成这样一个动画过程，还是需要下点功夫，克服困难的。经过自己的努力，终于实现了整个过程，这也是一种不小的收获。 2.设计要求： （1）能够实现有阻尼摆动，即摆幅随摆动次数增加越来越小，直到静止。（2）能够让摆球弧线摆动。 三．系统设计 1.系统设计过程 （1）通过函数axis建立坐标系 （2）在坐标系范围内通过函数line画各个支架 （3）通过函数title添加标题“动量守恒实验”、函数text添加标注“牛顿摆球” （4）通过函数line画出五个球，并设定其初始位置，颜色,大小,线条的擦拭方式
matlab课程论文
Matlab语言与应用课程作业MATLAB Simulink在电路暂态分析中的应用学生姓名陈志豪所在专业轮机工程（陆上）所在班级陆上1102 指导教师徐国保（博士） MATLAB Simulink在电路暂态分析中的应用（广东海洋大学轮机工程（陆上）1102 陈志豪）摘要本文通过引入举了实际的例子，简要介绍了Matlab语言在电工学电路暂态分析中的应用；并先使用普通方法分析暂态电路，然后再用Matlab Simulink来仿真暂态电路；通过Matlab Simulink 仿真技术，可以使得暂态分析可视化。关键词：MATLAB；Simulink仿真；电工学；暂态分析1，引言MATLAB是Matrix Laboratory的缩写,事实上MATLAB最初就是纯粹的矩阵计算软件。如今MATLAB既表示一种交互式的数值计算软件,又表示一门高级科学计算语言,是一套功能十分强大的工程计算及数据分析软件,其应用范围涵盖了数学、工业技术、电子科学、医疗卫生、建筑、金融、数字图像处理等各个领域。它把计算、图示 和编程集成到一个易用的交互式环境中,用大家熟悉的数学表达式来描述问题和求解方法,从而使许多用C 或FORTRAN实现起来十分复杂和费时的问题用MATLAB可以轻松地解决。许多工程师和研究人员发现,MATIAB能迅速测试其构思,综合评测系统性能,并能借此快速设计出更多的解决方案,达到更高的技术要求。[1]MATLAB因为提供了非常方便的绘图功能和强大的图形图像处理能力，以及强大的仿真技术,所以收到了广泛的欢迎。2，问题背景《电工学》是一门非电专业的技术基础课，通过本课程的学习，学生掌握电工技术的基本理论、基本定律、基本概念及基本分析方法和理论的实际应用。它的内容广泛，理 论性和系统性也很强。采用传统的教学模式，往往只能在理论上进行论述、推导、验证和证明，并借助 一些公式来阐述问题，很难给学生较直观的印象[2]，教学效果不理想。若把MATLAB应用到学习中，利用其强大的数值计算功能、绘图功能、可视化的仿真功能，可以很好的弥补传统教学的不足，使一些不 容易理解的抽象、复杂的变化过程，通过MATLAB仿真比较直观的的显示出来，便于学生理解和应用。 同时，可以随机修改电路和参数，即时观察输出结果，从而加深学生对电路本质的理解，全面掌握教学 内容[3]。下面通过实例探讨MATLAB SIMULINK在电工学暂态分析中的应用。图1所示电路是一个一阶电路。已知R=20Ω，U=6V，U=10V，C=O.02F。假s0 设在t=O时开关S从闭合在a端换路闭合到b端，求t>O时，电容电压u和电 c 容电流i。c图1，一阶电路的电路图 3，理论推导根据一阶电路暂态分析的三要素法有：（1）确定初始值由换路前的电路求得u(0)=U=10V C0再由换路后的电路求得 (??)??????????????????i(0)===?0.2A C??????(2)确定稳态值有电路图易知：i（∞）=0A Cu(∞)=6V C (3)确定时间常数τ=RC =20×0.02=0.4s (4),求出待求响应????????i= i（∞）+[ i(0)? i （∞）]e =?0.2 e ????.??CCCC????????u= u(∞)+[ u(0) ?uC(∞)] e =6+4e ????.??CCC运用Matlab 编程画出ic和u波形图； C 其代码如下所示：subplot(1,2,1); fplot(‘6+4*exp(-x/0.4)’,[0,6]); subplot(1,2,2); fplot(‘-0.2*exp(-x/0.4)’,[0,6]); 其运行结果图2所示 图2，电容电压u和电容电流ic波形图C4，应用MATLAB进行仿真图1电路对应的仿
matlab课程设计拟定题目
第一类：单位转换 1.长度单位换算的设计与实现 2.面积单位换算的设计与实现 3.体积单位换算的设计与实现 4.容积单位换算的设计与实现 5.质量单位换算的设计与实现 6.时间单位换算的设计与实现 7.温度单位换算的设计与实现 7.压强单位换算的设计与实现 8.角度单位换算的设计与实现 8.功率单位换算的设计与实现 第二类：曲线绘制 1.直线的自动绘制和相关计算 2.椭圆的自动绘制和相关计算 3.双曲线的自动绘制和相关计算 4.抛物线的自动绘制和相关计算 5.心脏线的自动绘制和相关计算 6.渐开线的自动绘制和相关计算 7.滚圆线的自动绘制和相关计算 8.三叶玫瑰线的自动绘制和相关计算9.四叶玫瑰线的自动绘制和相关计 10.阿基米德螺线的自动绘制和相关计算第三类：曲面绘制 1.球面的自动绘制和相关计算 2.椭球面的自动绘制和相关计算 3.单叶双曲面的自动绘制和相关计算 4.双叶双曲面的自动绘制和相关计算 5.抛物面的自动绘制和相关计算 6.双曲抛物面的自动绘制和相关计算 7.双曲柱面的自动绘制和相关计算 8.椭圆柱面的自动绘制和相关计算 9.抛物柱面的自动绘制和相关计算 10.圆锥面的自动绘制和相关计算 第四类：线性回归 1.男士身高体重相关计算经验公式 2.女士身高体重相关计算经验公式 3.男士胖瘦等级的确定 4.女士胖瘦等级的确定 5.男士身高脚长相关计算经验公式 6.女士身高脚长相关计算经验公式 7.父子身高相关性研究 8.母子身高相关性研究 9.父女身高相关性研究 10.母女身高相关性研究 第五类：学习成绩 1.期末总评自动计算的设计与实现 2.成绩等级自动评定的设计与实现 3.成绩分段自动统计的设计与实现 4.成绩分布折线自动绘制的设计与实现 5.成绩自动统计分析的设计与实现 6.试卷分布自动分析的设计与实现 7.试卷难度自动分析的设计与实现 8.考试成绩名次自动生成的设计与实现
matlab课程论文要求
matlab课程论文要求 一、时间安排 （一）2016年X月X日之前必须提交纸质版（时间待定，另行通知，尽早完成，以免影响其他科目的复习考试）。 （二）电子版统一写清楚学号（学号在前）+姓名+专业发送给学委。打包文件夹发送给我，不接受单独发给我的。 二、选题 （一）选题要紧密结合本学科专业的教学科研和MATLAB，符合专业培养目标的要求。 （二）论文一般为一人一题，严格控制与往年的重复率。 三、成绩评定 平时成绩（0.3）＋课程论文（0.7）=最终成绩。 四、论文写作规范要求 （一）封面：封面要使用统一格式。 （二）目录：“目录”两字黑体小二号、居中，“目录”两字间空四格、与正文空一行。各部分名为宋体小四号字，各小部分名间有缩进。 （三）题目：题目要对论文的内容有高度的概括性，简明、易读，字数应在20个字以内，论文题目用黑体三号字。 （四）署名：论文署名的顺序为：专业学号学生姓名指导老师姓名，用宋体小四号字。可用以下表示： 专业：XXXXX 学号：XXXXX 学生姓名：XXXXX 指导老师姓名：XXXX （五）内容摘要：中文内容摘应简要说明所研究的内容、目的、实验方法、主要成果和特色，一般为200－300字，用宋体小四号字，其中“内容摘要”四个字加粗。 （六）关键词：一般为3－6个，用分号隔开，用宋体小四号字，其中“关键词”三个字加粗。 （七）正文：正文要符合一般学术论文的写作规范，统一用宋体小四号字，行距为1.5倍。字数一般要求为不得少于5000字。
内容要理论联系实际，涉及到他人的观点、统计数据或计算公式的要注明出处（引注），涉及计算内容的数据要求准确。标题序号从大到小的顺序为：“1”“1.1”“1.1.1”……。 （八）注释：论文中所引用文献按学术论文规范注明出处，注序要与文中提及的序号一致。注释方法参见参考文献顺序。 （九）参考文献：论文后要标注参考文献和附录，参考文献按照以下格式排列： 1．专著、论文集、学位论文、报告 [序号]主要责任者．文献题名[文献类型标识]．出版地：出版者，出版年．起止页码。 [1]刘国钧，陈绍业，王凤．图书馆目录[M]．北京：高等教育出版社，1957．10-12. [2]辛希孟．信息技术与信息服务国际研讨会论文集：A集[C]．北京：中国社会科学出版社，1994．12-13. [3] 查正军.《基于机器学习方法的视觉信息标注研究》.[D].北京.中国科技大学.2010年.32-35 2．期刊文章 [序号]主要责任者．文献题名[J]．刊名，年卷（期）：起止页码． [1]何龄修．读顾城《南明史》[J]．中国史研究，1998（3）：12-13. [2]金显贸，王昌长，王忠东等．一种用于在线检测局部放电的数字滤波技术 [J]．清华大学学报（自然科学版），1993（4）:12-13. 3．电子文献 [序号]主要责任者．电子文献题名[电子文献及载体类型标识] ．电子文献的出处或可获得地址，发表或更新日期／引用日期（任选）． [1]王明亮.关于中国学术期刊标准化数据库系统工程的进展[EB/OL]. https://www.wendangku.net/doc/267015730.html,/pub/wml.txt/980810-2.html,1998-08-16/1998-10-04. [2]万锦坤.中国大学学报论文文摘（1983-1993）.英文版[DB/CD].北京:中国大百科全书出版社，1996.
matlab课程设计题目全
Matalab课后作业 学院：电气信息工程及其自动化 班级： 学号： 姓名： 完成日期： 2012年12月23日
1、 matlab 软件主要功能是什么？电气工程及其自动化专业本科生主要用到哪 些工具箱，各有什么功能？ 答：（1）主要功能：工业研究与开发； 数学教学，特别是线性代数；数值分析和科学计算方面的教学与研究；电子学、控制理论和物理学等工程和科学学科方面的教学与研究； 经济学、化学和生物学等计算问题的所有其他领域中的教学与研究；符号计算功能；优化工具；数据分析和可视化功能；“活”笔记本功能；工具箱；非线性动态系统建模和仿真功能。 （2）常用工具箱： （a ） MATLAB 主工具箱：扩充matlab 的数值计算、符号运算功能、图形建模仿真功能、文字处理功能以及与硬件实时交互功能。 （b ）符号数学工具箱：符号表达式、符号矩阵的创建；符号可变精度求解；因式分解、展开和简化；符号代数方程求解；符号微积分；符号微分方程。 （c ） SIMULINK 仿真工具箱： Simulink 是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。对各种时变系统，包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统，Simulink 提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。 （d ）信号处理工具箱：数字和模拟滤波器设计、应用及仿真；谱分析和估计；FFT 、DCT 等 变换；参数化模型。 （e ）控制系统工具箱：连续系统设计和离散系统设计；状态空间和传递函数以及模型转换；时域响应（脉冲响应、阶跃响应、斜坡响应）；频域响应（Bode 图、Nyquist 图）；根轨迹、极点配置。 2、设y=23e t 4-sin(43t+3 ),要求以0.01秒为间隔，求出y 的151个点，并求出其导数的值和曲线。 程序如下： clc clear x=0:0.01:1.5; y=sqrt(3)/2*exp(-4*x).*sin(4*sqrt(3)*x+pi/3); y1=diff(y); subplot(2,1,1) plot(x,y) subplot(2,1,2) plot(x(1:150),y1) 曲线如下图所示：
matlab结课论文
山西大同大学matlab课程结课作业MATLAB程序应用 姓名： 课程序号： 2 班级： 学号： 2013年12月
1.实验内容：已知!123n n =????? ，编写一个程序求满足100!10n ≤的 最大的n 值以及此时!n 的值。 function n n=2;m=1; while m<=10^100 m=m.*n;n=n+1; end m=m/(n-1)；n=n-2; m n m = 1.7112e+098 n =69 2.设)15113111191715131 1(22 +--++--+=π，试根据公式编出计算pi 的Mat lab 主程序文件，pi 的精度为0.00001。 程序： k=0;n=1;b=0;a=0; while abs((pi-a))>0.00001 a=2*sqrt(2)*k; k=( bcos( *pi/2)+sin(b*pi/2))/n+k; n=n+2; b=b+1; end a 输出a=3.141602572083633 ; a-pi= 9.918493839577991e-006 3.有两个矩阵A 和B 如下：????????????---=771175420132861-1A ，????????????------=0162310013125673B ， 将A 中所有等于-1的元素改为-2，将B 中所有小于0的元素改为1，然后将B 中等于0的元素的值改为A 的相应位置元素的值。请用Matlab 函数文件实现上述运算。
clear; clc; A=[1 -1 6 8;2 3 -1 0;-2 4 5 7;1 -1 7 7]; B=[-3 -7 6 -5;-2 1 3 -1;0 0 1 3;2 6 -1 0]; C=A;A(A==-1)=-2;U=A; D=B;B(B<0)=1;V=B; A=C;B=D;[i,j]=find(B==0);A(i,j)=0;W=A; A=C;B=D; A,B,W,U,V %用函数文件实现矩阵中元素的变换。 %A、B为输入变量。 %U、V、W分别存放A、B中间变换结果。 ; 4.用matlab主程序文件产生动画：呈现一小圆（半径为1）在一大圆（半径为3）的圆周外部滚动的动画，要求连续滚动20周。 clea close;clc;r; axis([-6 6 -6 6],'equal','manual');hold on; ezplot('x^2+y^2-9'); h=ezplot('x^2+y^2-1'); x=get(h,'xdata'); y=get(h,'ydata'); for t=1:7200 set(h,'xdata',x+4*cosd(t),'ydata',y+4*sind(t)); drawnow; end
MATLAB结课作业
4.10 上机操作步骤 1在MatLab 的命令窗口输入如下命令序列: clf subplot(1,2,1) hold on grid on n=1:1000; m=1./n.*cos(n*pi/2); plot(n,m,'k.') 观察数列的散点图22,当n 趋于无穷大时,数列趋于 0 subplot(1,2,2) hold on grid on n=500:10000; m=1./n.*cos(n*pi/2); plot(n,m,'k.') fplot('0.001',[500,10000]) fplot('-0.001',[500,10000]) axis([500,10000,-0.005,0.005]) 观察图23,当001.0=ε时,可以取N= 1000 ,当n>N 时有επε<< -2 co s n 1n . 图22 图23 2 在MatLab 的命令窗口输入如下命令序列: clf subplot(1,2,1) hold on grid on fplot('x.*x',[1,3])
观察函数图24, 当2x →时,2x y =的极限是 4 subplot(1,2,2) hold on grid on fplot('x.*x',[1.9,2.1]) fplot('4.001',[ 1.9,2.1]) fplot('3.999',[ 1.9,2.1]) axis([1.9997,2.0005,3.9989,4.0011]) % 调整显示图形的范围是该实验的重点 观察图25,当001.0=ε时, δ取 0.003 δ<-<2 0x 时,001.04<-y ? 图24 图25 3 在MatLab 的命令窗口输入: syms x limit((2.^x-log(2.^x)-1)./(1-cos(x)),x,0) 运行结果为 ans = log(2)^2 理论上用洛必达法则计算该极限: x x x cos 112ln 2lim 0x ---→= 1 4 在MatLab 的命令窗口输入如下命令序列: （1）syms x y=sqrt(x+2)*(3-x)^4/(x+1)^5 diff(y,x) ％求一阶导数 运行结果 ＝y'1/2/(x+2)^(1/2)*(3-x)^4/(x+1)^5-4*(x+2)^(1/2)*(3-x)^3/(x+1)^5-5*(x+2)^(1/2)*(3-x )^4/(x+1)^6 x=1; eval(y) ％求导数在x ＝1处的值 运行结果 1'=x y = 0.8660
内蒙古科技大学matlab结课论文
MATLAB结课论文 题目：基于matlab的双音频电话机的图形界面 装 订 线 学院信息工程学院 专业通信工程 学号 姓名 任课教师赵晓燕 2013年 5 月28 日
摘要 MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，本学期通过对matlab的学习，我们了解了matlab的基本使用方法，并能很好的利用matlab进行信号与系统等课程的分析和学习，对我们今后的学习和工作有很大的帮助，本文是matlab的结课论文，题目要求是创建双音频电话机的图形用户界面（phone）、创建演示抽样定理的图形用户界面或者用matlab设计电子音乐。我选择了设计双音频电话机的图形用户界面。本文叙述的是制作双音频电话机图形界面的主要过程。 关键字：matlab 双音频图形用户界面
一、matlab简介 MATLAB（矩阵实验室）是MATrix LABoratory的缩写，是一款由美国The MathWorks 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。除了矩阵运算、绘制函数/数据图像等常用功能外，MATLAB还可以用来创建用户界面及与调用其它语言（包括C，C++和FORTRAN）编写的程序。 尽管MATLAB主要用于数值运算，但利用为数众多的附加工具箱（Toolbox）它也适合不同领域的应用，例如控制系统设计与分析、图像处理、信号处理与通讯、金融建模和分析等。另外还有一个配套软件包Simulink，提供了一个可视化开发环境，常用于系统模拟、动态/嵌入式系统开发等方面。1970年代末到80年代初，时任美国新墨西哥大学教授的克里夫·莫勒尔为了让学生更方便地使用LINPACK及EISPACK（需要通过FORTRAN 编程来实现，但当时学生们并无相关知识），独立编写了第一个版本的MATLAB。这个版本的MATLAB只能进行简单的矩阵运算，例如矩阵转置、计算行列式和本征值，此版本软件分发出大约两三百份。 1984年，杰克·李特、克里夫·莫勒尔和斯蒂夫·班格尔特合作成立了MathWorks 公司，正式把MATLAB推向市场。MATLAB最初是由莫勒尔用FORTRAN编写的，李特和班格尔特花了约一年半的时间用C重新编写了MATLAB并增加了一些新功能，同时，李特还开发了第一个系统控制工具箱，其中一些代码到现在仍然在使用。C语言版的面向MS-DOS 系统的MATLAB 1.0在拉斯维加斯举行的IEEE决策与控制会议（IEEE Conference on Decision and Control）正式推出，它的第一份订单只售出了10份拷贝，而到了现在，根据MathWorks自己的数据，目前世界上100多个国家的超过一百万工程师和科学家在使用MATLAB和Simulink。 1992年，学生版MATLAB推出；1993年，Microsoft Windows版MATLAB面世；1995年，推出Linux版。 MATLAB的主要提供以下功能： ①可用于技术计算的高级语言 ②可对代码、文件和数据进行管理的开发环境 ③可以按迭代的方式探查、设计及求解问题的交互式工具 ④可用于线性代数、统计、傅立叶分析、筛选、优化以及数值积分等的数学函数 ⑤可用于可视化数据的二维和三维图形函数
MATLAB课程论文
基于MATLAB在自动控制频域中稳定性分析的应用 学院：物信学院 班级：08电信二班 姓名：王军祥 学号：281060217
基于MATLAB在自动控制频域中稳定性分析的应用 摘要:自动控制系统主要利用MATLAB高级语言对其进行计算机分析。 MATLAB是一套高性能的数值计算和可视化软件,它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形绘制集于一体,构成了一个方便的、界面友好的用户环境。本文主要介绍了利用MATLAB在自动控制中对频域中系统稳定性的判定，通过MATLAB建立某一系统的模型,并分析该系统的性能。根据响应曲线判断系统的稳定性，当系统的性能不能满足所要求的性能指标时,通过调整系统参数和增添校正装置来改善系统性能并展示方便灵活的动态仿真结果。 关键词:自动控制系统；稳定性；频域分析；频率响应；稳定裕度 引言 频域分析法是应用频域特性研究线性控制系统的一种经典方法，采用这种方法可以直观的表达出系统的频率特性，利用系统的传递函数绘制系统的bode 图、nyquist曲线和nichols图，然后进行系统稳定性的判定，这样可以很明确的判定系统频域的稳定性。频域分析法是自动控制领域中应用又一种数学工具———频率特性来研究系统控制过程性能，即稳定性、快速性及稳态精度的一种方法。这种方法不必直接求解系统的微分方程，而是间接的运用系统的开环频率特性曲线，分析闭环系统的响应，因此它是一种图解的方法。本文介绍了应用MATLAB在bode图、nyquist曲线和nichols图等控制系统频域分析中的主要方法，通过具体实例叙述了MATLAB在频域分析中的应用过程。频域分析里主要用到三种曲线（或叫图）：Bode图、Nyquist曲线图和 Nichols（尼柯尔斯）曲线图。这三种曲线就是频率分析的三种工具。Bode图可以用于分析相角稳定裕度、 -穿越频率、带宽、扰动抑制及其稳定性幅（或模）值稳定裕度、剪切频率、π 等，所以Bode图在频域分析里占有重要的地位。Nyquist与Nichols曲线图在频域分析里也很有用。本文中最重要的函数命令有bode、nyquist、pade、nichols、margin等。 一.频域分析法的基础 1.有关频率分析的几个概念 （1）频率响应 当正弦函数信号作用于线性系统时，系统稳定后输出的稳态分量仍然是同频率的正弦信号，这种过程叫做系统的频率响应。
MatLab结课报告要求
一学习的主要内容和目的 了解MatLab软件的功能,熟悉MatLab软件的各菜单、工具栏及常用命令的使用。掌握MatLab有关矩阵的创建方法、矩阵的基本运算符、矩阵的计算函数。掌握MatLab的符号运算。熟练掌握二维、三维图形的绘制；掌握简单动画的制作；了解分形几何学，绘制Koch 雪花曲线和Minkowski“香肠”曲线。熟炼掌握MatLab程序设计的顺序、分支和循环结构;熟炼掌握脚本M文件和自定义函数的设计和使用；复习高等数学中有关函数极限、导数、不定积分、定积分、二重积分、级数、方程近似求解、常微分方程求解的相关知识.通过作图和计算加深对数学概念：极限、导数、积分的理解.学会用MatLab 软件进行有关函数极限、导数、不定积分、级数、常微分方程求解的符号运算；了解数值积分理论,学会用MatLab软件进行数值积分;会用级数进行近似计算.复习线性代数中有关行列式、矩阵、矩阵初等变换、向量的线性相关性、线性方程组的求解、相似矩阵及二次型的相关知识.学会用MatLab软件进行行列式的计算、矩阵的基本运算、矩阵初等变换、向量的线性相关性的判别、线性方程组的求解、二次型化标准形的运算. 二作图应用 1描点作图 2显函数作图（fplot） 3隐函数作图（ezplot）
4参数方程作图(ezplot) 5极坐标作图 6 空间曲面作图 三高等数学应用 1 极限问题 2 求导数问题 3 求不定积分问题 4 求定积分问题 5 求偏导数问题 6 求二重积分问题 7 求级数和的问题 8求函数的泰勒展开式问题 9 求常微分方程的通解和特解问题 四线性代数应用 1 行列式问题 2 矩阵运算问题（包括加，减，乘，转置，求逆，求秩） 3 一般的线性方程组求解问题(jfch) 4 向量组的线性相关性问题 5 矩阵的特征值和特征向量问题 6 二次型化标准型问题
MATLAB课程设计任务书
课程设计任务书 学生姓名：专业班级：电信 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目:MATLAB运算与应用设计2 初始条件： 1.MATLAB6.5以上版本软件； 2.课程设计辅导资料：“MATLAB语言基础及使用入门”、“MATLAB及在电子信息课程中的 应用”等； 3.先修课程：信号与系统、数字信号处理、MATLAB应用实践及信号处理类课程等。 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》，学习该教程的全部内容，包括使用方法、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 (3) 1.1MATLAB简介 (4) 1.2MATLAB的功能 (4) 1.3MATLAB 的典型应用 (6) 2设计题目：MATLAB运算与应用设计套题二 (6) 3设计内容 (8) 3.1 题一 (8) 3.2 题二 (8) 3.3 题三 (9) 3.4 题四 (10) 3.5 题五 (15) 3.6 题六 (15) 3.7 题七 (15) 3.8 题八 (16) 3.9 题九 (17) 3.10题十 (18) 4 课程设计心得 (20) 5参考文献 (21) 6 本科生课程设计成绩评定表 (22)
MATLAB语言课程论文
《MATLAB语言》课程论文 基于MATLAB在高等数学基础部分中 的应用
基于MATLAB的控制系统分析 摘要：运用MATLAB软件处理和仿真,分析所建立的控制系统模型的可行性。利用MATLAB平台分析系统传递函数的稳定性，利用MATLAB软件得出系统的单位阶跃响应和脉冲响应，分析说明MATLAB在自动控制系统方面的应用。 关键词：控制系统MA TLAB 稳定性Simulink 0引言 自动控制技术已经广泛应用于工业、农业、交通运输业、航空及航天业等众多产业部门，极大地提高了社会劳动生产率，改善了人们的劳动条件，丰富与提高了人们的生活水平。在当今的社会生活中，自动化装置无所不在，为人类文明进步做出了重要贡献。随着科学技术的发展，控制系统变得越来越复杂，控制理论和系统的分析如果仅靠人工计算已经远远不能满足学习和研究的要求了。MATLAB是高性能的数值计算和可视化软件，他集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，构成了一个方便、界面友好的用户环境。MATLAB的出现给控制系统的分析提供了极大的方便。 MATLAB(Matix Laboratory,即“矩阵实验室”)是美国MathWorks公司开发的用于概念设计、算法开发、建模仿真、实时实现的理想的集成环境。从1984年MATLAB诞生到现在，它已经集成了许多工具箱，例如控制系统工具箱(Control System Toolbox)、Simulink工具箱等。为此，MATLAB软件在控制工程领域已获得了广泛的应用，使得MATLAB成为控制系统仿真分析的必要工具 1系统的稳定性分析 稳定是控制系统的重要性能，也是系统能够正常运行的首要条件。在分析控制系统时，首先遇到的问题就是系统的稳定性。对线性系统来说，如果一个系统的所有几点都位于左半s平面，则该系统是稳定的。对于离散系统来说，如果一个系统的全部极点都在单位圆内，则该系统可以被认为是稳定的。由此可见，线性系统的稳定性完全取决于系统的极点在根平面上的位置。 判断一个线性系统稳定性的一种最有效的方法是直接求出系统所用的极
matlab习题(课程设计)
1. 已知矩阵????????????????=5432141097539108627810715675A ，矩阵????? ?? ?????????=60151403514436136349624B ，解线性方程X ，使得A.X=B ，并将矩阵A 的右下角2×3子矩阵赋给矩阵C 。 程序：A=sym([5,7,6,5,1;7,10,8,7,2;6,8,10,9,3;5,7,9,10,4;1,2,3,4,5]); B=sym([24,96;34,136;36,144;35,140;15,60]); X=A\B C=A([4,5],[3,4,5]) 运行结果：X = [ 1, 4] [ 1, 4] [ 1, 4] [ 1, 4] [ 1, 4] C = [ 9, 10, 4] [ 3, 4, 5] 2. 根据下面两个矩阵 ???? ??????=??????????=987654321,136782078451220124B A 执行下列的矩阵运算命令，并回答有关的问题 （1） A+5*B 和A-B+I 分别是多少（其中I 为单位矩阵）？ （2） A.*B 和 A*B 将分别给出什么结果，它们是否相同，为什么？ 得出A.^B 、A/B 及A\B 的结果，并分别解释它们的物理意义。 程序：A=[4,12,20;12,45,78;20,78,136]; B=[1,2,3;4,5,6;7,8,9]; I=[1,0,0;0,1,0;0,0,1]; C=A+5*B D=A-B+I E=A.*B
F=A*B G=A.^B H=A/B J=A\B A=sym([4 12 20;12 45 78;20 78 136])； B=sym([1 2 3;4 5 6;7 8 9])； I=sym([1 0 0;0 1 0; 0 0 1])； A+5*B A-B+I A.*B %A.为A的共轭矩阵，本式为A的共轭矩阵和B相乘 A*B %A直接和矩阵B相乘，结果与上面显然不同 A.^B %A的共轭矩阵的B次方 A/B %右除解XB=A A\B %左除解AX=B 运行结果： ans = [ 9, 22, 35] [ 32, 70, 108] [ 55, 118, 181] ans = [ 4, 10, 17] [ 8, 41, 72] [ 13, 70, 128] ans = [ 4, 24, 60] [ 48, 225, 468] [ 140, 624, 1224] ans = [ 192, 228, 264] [ 738, 873, 1008] [ 1284, 1518, 1752]
matlab结课论文
2011级MATALAB课程 结课论文 MATLAB在土木工程软件设计中的作用 专业土木工程 班级 2011级 姓名 学号 2013年 12 月 28 日
摘要 图形用户界面（Graphical User Interface，简称 GUI，又称图形用户接口）是指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。与早期计算机使用的命令行界面相比，图形界面对于用户来说在视觉上更易于接受，它的广泛应用是当今计算机发展的重大成就之一，更重要的是它更方便了非专业用户的使用，跳过了人们死记硬背大量命令的环节，取而代之的是通过窗口、菜单、按键等方式来方便的进行操作。在土木工程领域中，许多地方都用到了大量繁琐的计算和绘图，除了CAD等绘图软件外，MATLAB在繁琐的计算和分析数据上给人们提供了方便。本文主要讲的是用MATLAB实现多项式的拟合功能。 关键词：MATLAB,GUI,土木工程软件. 绪论 MATLAB具有强大的科学计算功能，它所提供的图形用户界面（GUI）既生动形象，又使用户的操作更加方便灵活，这一部分主要介绍的是如何通过用户菜单对象来建立自己的菜单系统，如何通过用户控件对象来建立对话框，还有一些MATLAB提供的用户界面设计工具，这样人们可以根据自己的意愿来进行设计，针对性增强。 一、概述 在实际工程应用中，经常需要寻求两个或多个变量间的关系，而实际上一般只能通过观测得到一些离散的数据点，为了从这些数据中找到其内在的规律性，即求得自变量和因变量之间吻合程度比较好的函数关系式，这类问题可以归结为曲线拟合。MATLAB提供了多种线性和非线性拟合方法，有多项式拟合，函数线性组合的曲线拟合，非线性最小二乘拟合。在这里主要讲一下多项式拟合。可根据实验给出的数据，通过MATLAB多项式拟合得到曲线拟合的图像，结合载荷和变形对建筑物进行分析，以保证建筑物的安全。 二、程序功能介绍 文章通过MATLAB进行多项式拟合，和其他汇编语言相比，实现起来比较方便，在变形监测分析中有着很广泛的应用。但是不同建筑物的荷载情况存在差异，文中曲线拟合的运用可能有一定的局限性，仍需要大量的实例进行验证。这只是一个初步的探讨，如能将更多影响变形的因素纳入模型并获得大范围的应用，定期重复观测次数也足够多，可能会获得较好的拟合度，从而得到最佳的预测效果。 三、程序相关代码 function varargout = eg(varargin)