专业基础实践任务书

1、专业基础实践任务书学生姓名: 专业班级: 指导教师: 工作单位: 题 目:专业基础实践第9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

2、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、独立完成专业基础实践说明书。时间安排: （1）布置课程设计任务,查阅资料,学习MATLAB教程 2.5天； （2）进行编程设计 2天； （3）完成专业基础实践报告书 1天； （4）答辩 0.5天；指导教师签名: 年 月 日系主任(或责任教师)签名: 年 月 日目录第一章 MATLAB概述11.1 MATLAB简介11.2 MATLAB的功能11.3 MATLAB的典型应用2第二章 实验内容42.1 题一42.2 题二42.3 题三52.4 题四62.5 题五102.

3、6 题六112.7 题七112.8 题八122.9 题九132.10 题十14课程设计心得16参考文献17第一章 MATLAB概述1.1 MATLAB简介 MATLAB软件由美国Math Works公司于1984年推出，经过不断的发展和完善，如今己成为覆盖多个学科的国际公认的最优秀的数值计算仿真软件。MATLAB具备强大的数值计算能力，许多复杂的计算问题只需短短几行代码就可在MATLAB中实现。作为一个跨平台的软件，MATLAB已推出Unix、Windows、Linux和Mac等十多种操作系统下的版本，大大方便了在不同操作系统平台下的研究工作。 MATLAB软件具有很强的开放性和适应性。在保持

4、内核不变的情况下，MATLAB可以针对不同的应用学科推出相应的工具箱(toolbox)，目前己经推出了图象处理工具箱、信号处理工具箱、小波工具箱、神经网络工具箱以及通信工具箱等多个学科的专用工具箱，极大地方便了不同学科的研究工作。国内已有越来越多的科研和技术人员认识到MATLAB的强大作用，并在不同的领域内使用MATLAB来快速实现科研构想和提高工作效率。 MATLAB提供了20类图像处理函数,涵盖了图像处理的包括近期研究成果在内的几乎所有的技术方法,是学习和研究图像处理的人员难得的宝贵资料和加工工具箱。这些函数按其功能可分为:图像显示;图像文件I/O;图像算术运算;几何变换;图像登记;像素值

5、与统计;图像分析;图像增强;线性滤波;线性二元滤波设计;图像去模糊;图像变换;邻域与块处理;灰度与二值图像的形态学运算;结构元素创建与处理;基于边缘的处理;色彩映射表操作;色彩空间变换;图像类型与类型转换。1.2 MATLAB的功能 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。在通常情况下，可以用它来代替底层编程语言，如C和C+ 。在计算要求相同的情况下，使用MATLAB的编程工作量会大大减少。MATLAB的这些函数集包括从最简单最

6、基本的函数到诸如矩阵，特征向量、快速傅立叶变换的复杂函数。函数所能解决的问题其大致包括矩阵运算和线性方程组的求解、微分方程及偏微分方程的组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问题、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、多维数组操作以及建模动态仿真等。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，以将向量和矩阵用图形表现出来，并且可以对图形进行标注和打印。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。可用于科学计算和工程绘图。新版本的MATLAB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

7、的功能（例如二维曲线和三维曲面的绘制和处理等）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。同时对一些特殊的可视化要求，例如图形对话等，MATLAB也有相应的功能函数，保证了用户不同层次的要求。另外新版本的MATLAB还着重在图形用户界面（GUI）的制作上作了很大的改善，对这方面有特殊要求的用户也可以得到满足。MATLAB对许多专门的领域都开发了功能强大的模块集和工具箱。一般来说，它们都是由特定领域的专家开发的，用户可以直接使用工具箱学习、应用和评估不同的方法而不需要自己编写代码。目前，MATLAB已经

8、把工具箱延伸到了科学研究和工程应用的诸多领域，诸如数据采集、数据库接口、概率统计、样条拟合、优化算法、偏微分方程求解、神经网络、小波分析、信号处理、图像处理、系统辨识、控制系统设计、LMI控制、鲁棒控制、模型预测、模糊逻辑、金融分析、地图工具、非线性控制设计、实时快速原型及半物理仿真、嵌入式系统开发、定点仿真、DSP与通讯、电力系统仿真等，都在工具箱（Toolbox）家族中有了自己的一席之地。新版本的MATLAB可以利用MATLAB编译器和C/C+数学库以及图形库，将自己的MATLAB程序自动转换为独立于MATLAB运行的C和C+的代码。允许用户编写可以和MATLAB进行交互的C或C+语言程序

9、。另外，MATLAB网页服务程序还容许在Web应用中使用自己的MATLAB数学和图形程序。MATLAB的一个重要特色就是具有一套程序扩展系统和一组称之为工具箱的特殊应用子程序。工具箱是MATLAB函数的子程序库，每一个工具箱都是为某一类学科专业和应用而定制的，主要包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波分析和系统仿真等方面的应用。在开发环境中，使用户更方便地控制多个文件和图形窗口；在编程方面支持了函数嵌套，有条件中断等；在图形化方面，有了更强大的图形标注和处理功能，包括对性对起连接注释等；在输入输出方面，可以直接向Excel和HDF5进行连接。1.3 MATLAB的典型应用MATLAB

10、的应用领域十分广阔，典型的应用举例如下：(1) 数据分析(2) 数值与符号计算；(3) 工程与科学绘图；(4) 控制系统设计；(5) 航天工业；(6) 汽车工业；(7) 生物医学工程；(8) 语音处理；(9) 图像与数字信号处理；(10) 财务、金融分析；(11) 建模、仿真及样机开发；(12) 新算法研究开发；(13) 图形用户界面设计。第二章 实验内容2.1 题一1.求100,200之间第一个能被37整除的整数。图1题一程序及结果截图2.2 题二2. 绘制对数曲线y=log(2x)和指数函数y=x1/2曲线。图2.1题二程序截图图2.2题二函数图像截图2.3 题三3. 求从1开始，能被3整

11、除且不能被5整除的数之和，当结果大于2000时终止，并输出终止时对应的整数值及总和。图3.1题三程序及结果截图图3.2题三结果截图2.4 题四4.分析下面每条指令的功能并运行，观察执行结果。图4.1.1题四（1）程序及结果截图图4.1.2题四（1）函数图像截图（2）图4.2.1题二（2）程序及结果截图图4.2.2题二（2）结果截图（3）图4.3题四（3）程序及结果截图（4）图4.4.1题四（4）程序截图图4.4.2题四（4）结果截图(5)图4.5.1题四（5）程序截图图4.5.2题四（5）结果截图2.5 题五5.利用whileend循环结构编程求出1+3+5+191的值。图5.1题五程序截图图

12、5.2题五结果截图2.6 题六6.求解线性方程组。图6题六程序及结果截图2.7 题七7.编写程序计算的值，其中的值为 -5 到 10 之间，以 0.5 为步长，通过循环语句实现。图7.1题七程序截图图7.2题七结果截图2.8 题八8.0-100范围内生成均匀分布的10个各不相同的随机整数。图8题八程序及结果截图2.9 题九9.编写函数文件实现：输入为正三角形边长，输出为面积、内切圆半径、外接圆半径，要求help功能实现对函数功能说明，输入输出参数说明，同时用函数调用实现边长为5和7时的各项数值输出。图9.1题九程序截图图9.2题九结果截图2.10 题十10. 编写程序，实现功能为：创建独立图形

13、窗口，实现窗口位置为(100, 100)，大小为（600,400），采用垂直多子图方式分别显示y=sinx, y=sin2x, y=sinx/x，x为(0.01-10)pi，间隔为0.01pi。图10.1题十程序截图图10.1题十函数图像截图课程设计心得通过学习Matlab，我懂得了学知识不能仅仅限于课本而应在实际中去运用，这样才能更好的理解和掌握所学的内容。在学习中书上看到的内容，有很多都是不懂得，空想很难明白的。因此我们可以把程序输入代码窗口，运行之后结合得出的结果再加上书本上的讲解，就很好理解了，相反，如果，如果我们只是在那想着这个程序或者这个函数有什么功能，必然会很长时间都不明白。另外

14、，即使我们能够看懂的程序或者是函数，不应该只局限于纸上谈兵，也应该在Matlab软件去运行，观察结果，并且有可能发现新的问题，获取更多知识。此次课设中发现MATLAB软件绘图功能的强大，我深深感受到使用MATLAB制图时的快捷与简便。例如使用plot函数时，直接调用就可以得到figure1相应的图形，而且可以标注横纵坐标，标题以及曲线含义。MATLAB绘图图像简洁清晰，操作方便快捷，是绘图时的好帮手。在整个的设计过程中我了解到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

15、等。同时简单的编程环境提供了比较完备的调试程序，程序不必经过编译就可以直接运行，而且能够及时地报告出现的错误及进行出错原因分析，运行效率非常高。在做课设的时候我们根据参考书就可以知道怎么来编写程序，但如果书上所提到的函数或者是一些操作处理在实际的操作中还不是很理解的话，可以打开MATLAB的help，可以对我们起到一定的帮助。此外，我学会了如何自我学习，如何去网上、书本上去寻找我所需要的东西，这次的课设不仅让我动了脑，也让我更好的动了手。学会了如何学习理论知识，并将它更好的应用于实践中！参考文献1唐向宏，岳恒立，郑雪峰. Matlab及在电子信息类课程中的应用M.北京：电子工业出版社，2009 2朱习军,张宾,刘尊年,隋思连.Matlab信号与图像处理中的应用M.北京：电子工业出版社, 2009 3王忠礼，段慧达，