MATLAB课程设计报告实验体会

《MATLAB课程设计报告实验体会》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MATLAB课程设计报告实验体会（10页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、课程设计实验体会学生姓名：李祥胜学生学号：20120704专业班级：光信息科学与技术指导老师：miss Chen学 院:信息工程学院题 目：MATLAB学期实验总结MATLAB概念及介绍MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室）。 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。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态 系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研 究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决 方案，并在很大程度上摆脱了

2、传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的 编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用 软件中在数值计算方面首屈一指。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集成环境主要包括五个部分：MATLAB语言、MATLAB工作环境、句柄 图形、MATLAB数学函数库和数学建模、小波分析、 MATLAB API（App lica tion Pr

3、ogram In terface）。MATLAB 语言是以数组为 基本数据单位，包括控制流程语句、函数、数据结构、输人输出及面向对象等特 点的高级语言。利用SIMULINK对系统进行仿真与分析，在进入虚拟实验环境后， 不需要书写代码，只需使用鼠标拖动库中的功能模块并将它们连接起来，再按照 实验要求修改各元器件的参数。通过虚拟实验环境建立实验仿真电路模型，可使 一些枯燥的电路变得有趣味，复杂的波形变得形象生动，使得各种复杂的能量转 换过程比较直观地呈现。1.1、MATLAB语言特点及优势1.1.1、语言特点MATLAB被称为第四代计算机语言，利用其丰富的函数资源，使编程人员从 繁琐的程序代码中解

4、放出来。MATLAB的最突出的特点就是简洁。MATLAB用更直 观的、符合人们思维习惯的代码，代替了 C和FORTRAN语言的冗长代码。MATLAB 给用户带来的是最直观、最简洁的程序开发环境。以下简单介绍一下MATLAB的 主要特点。（1）语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极其丰富。MATLAB程序书写形 式自由，利用其丰富的库函数避开繁杂的子程序编程任务，压缩了一切不必要的 编程工作。由于库函数都由本领域的专家编写，用户不必担心函数的可靠性。（2）运算符丰富。由于MATLAB是用C语言编写的，MATLAB提供了和C语言 几乎一样多的运算符，灵活使用MATLAB的运算符将使程序变得极为简短，

5、具体 运算符见附表。（3）MATLAB既具有结构化的控制语句（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，程序设计自由度大。例如，在MATLAB里，用户无需 对矩阵预定义就可使用。（5）程序的可移植性很好，基本上不做修改就可以在各种型号的计算机和操 作系统上运行。（6）MATLAB的图形功能强大。在FORTRAN和C语言里，绘图都很不容易， 但在MATLAB里，数据的可视化非常简单。MATLAB还具有较强的编辑图形界面的 能力。(7) MATLAB的缺点是，它和其他高级程序相比，程序的执行速度较慢。由于 MATLAB的程序不用编译等

6、预处理，也不生成可执行文件，程序为解释执行，所 以速度较慢。(8) 功能强劲的工具箱是MATLAB的另一重大特色。MATLAB包含两个部分：核心部分和各种可选的工具箱。核心部分中有数百个核心内部函数。其工具箱又 可分为两类：功能性工具箱和学科性工具箱。功能性工具箱主要用来扩充其符号 计算功能、图示建模仿真功能、文字处理功能以及与硬件实时交互功能。功能性 工具箱能用于多种学科。而学科性工具箱是专业性比较强的，如con trol、toolbox、signal processing toolbox、communication toolbox 等。这些 工具箱都是由该领域内的学术水平很高的专家编写的，

7、所以用户无需编写自己学 科范围内的基础程序，而直接进行高、精、尖的研究。下表列出了 MATLAB的核 心部分及其工具箱等产品系列的主要应用领域。(9) 源程序的开放性。开放性也许是MATLAB最受人们欢迎的特点。除内部函 数以外，所有MATLAB的核心文件和工具箱文件都是可读可改的源文件，用户可 通过对源文件的修改以及加入自己的文件构成新的工具箱。1.1.2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、

8、工作空间、文件的浏览 器。随着MATLAB的商业化以及软件本身的不断升级，MATLAB的用户界面也越来 越精致，更加接近Windows的标准界面，人机交互性更强，操作更简单。而且新 版本的MATLAB提供了完整的联机查询、帮助系统，极大的方便了用户的使用。 简单的编程环境提供了比较完备的调试系统，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。(2) 简单易用的程序语言Mat lab 个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输 入和输出和面向对象编程特点。用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同 步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序(M

9、文件)后再一起运行。新版 本的MATLAB语言是基于最为流行的C+语言基础上的，因此语法特征与C+ + 语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格式。使 之更利于非计算机专业的科技人员使用。而且这种语言可移植性好、可拓展性极 强，这也是MATLAB能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因。(3) 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。在通 常情况下，可以用它来代替底层

10、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。（4）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，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

11、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。（5）应用广泛的模块集合工具

12、箱1.1.3、MATLAB的功能详解（1） 、MATLAB有着强大的功能，可以用来进行多种工作，具体如下： 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、财务与金融工程等。由于MATLAB 功能太多，不可能一一介绍，并且每一个功能涉及内容又很多，（2）、介绍起来比较繁琐，因此我们只以图形处理功能为例，通过对MATLAB 图形处理的介绍来展示它的强大功能，并以点代面，进而进一步体现MATLAB的 发展现状。（3）. MATLAB提供了大量用于将矢量数据以曲线图形方式进行显示的函数，包 括用于实现图标绘制、科学曲线绘制和

13、各种专业数据可视化显示的二维图形绘制 函数；用于表示向量场的数据及二元函数的图形表达的三维图形绘制函数；提供 了用于图形效果高级处理的相关函数以及图形句柄操作函数；柱状图、饼图和直 方图等特殊图形绘制函数；动画制作等丰富的3D可视化功能。1. 2、课程实验设计思想我们基于MATLAB R2014A。1）展示一些基本的数值计算；2）通过软件展示几例基本的函数；3）应用简单的程序展示信号系统中一些基本性质，并应 用图形可视化。1.2.1、GUI图形设计简介1.2.2、建立GUI对象首先打开一个空白的GUI面板，并在其布局编辑器中添加控件1.2.3、修改控件属性1.2.4、MATLAB 中 exce

14、l 的调用在某些情况下，题设中给出了一系列数据，如学生成绩单实现成绩情况显示 图，我们知道，excel的绘图功能特别强大，尤其是面对此类问题，excel可以 根据简单的的公式实现强大的数据运算，所以学会MATLAB和excel结合，会给 我们带来很大的帮助。这就需要应用MATLAB与excel的数据交互调用功能，即xlsread调用函数， func tion sure_Callback(hObjec t, even tda ta, handles)% 导入数据确定按钮FileName,PathName=uigetfile(*.xls,Choose a file); str=PathName,F

15、ileName;set (handles.daoru, st ring ,str);%显示入可编辑数据导入文本框data,text_data=xlsread(str);%读取 str 并生成新的数组sl=d (han s3=d (han s4=d (han s5=d (han s2=t /I201207蓝色657687orn one T* 隆多7886 J87数据导入窗口C: U se rs Ad m i n i Strato rD e s kto p 光电2012070确定Choose a file卜光电2012 0704003查询窗口输入学3 三-Q 讒索光电2012070400巧李.P名

16、称E3i | stu d ent_grad e.xl修改日期2015/12/20 3:07 Microsoft Excel .1.2.5、回调函数程序%信息查询显示口funct ion gfiatjshs工Utack（hQhJ飯由sxsjxLd威念 haodlss）%可编辑总分输出文本框function(hObjectJ SSSHtj斑直 haodlss)if ispc &.&. isequal (get (hOb j ect jJ BackgroundColcirJ ) 3 get (OjJ def aultUicontrolB set (hOb j ectj BackgroundColor

17、 whit e );-endackgroxmdColorJ)function ,se.die_G.allback(hOhje.ctj fiKentdat. handles)%可编辑英语输出文庄框 fuzict 1ion sfiatjshdCxfi或或GjUhObjeut, fissnij域a, haujllss)if ispc SlSl isequal (get (hOb j ectBackgroundColor ) 3 get (OjJ def aultUicontrolB set (hOb j ectj BackgroundCcilor,J whit eJ );-endackgroundC

18、olorJ)1.2.6、编写程序func tion sure_Callback(hObjec t, even tda ta, handles)% 导入数据确定按钮FileName,PathName=uigetfile(*.xls,Choose a file);str=PathName,FileName;set( handles.daoru, st ring ,st r);da ta,text _da ta=xlsread(s tr);mess1=da ta(:,l);set( handles.showI, st ring ,mess1)%显示入可编辑数据导入文本框%读取str并生成新的数组%访

19、问excel表格第一列%把字符串显示在显示学号列表mess3=da ta(:,3);set( handles.showc, st ring ,mess3) mess4=da ta(:,4);set( handles.showm, st ring ,mess4) mess5=da ta(:,5);set( handles.showe, st ring ,mess5) mess2=text_data(2:end,2);set( handles.shown, st ring ,mess2) handles.mess2=mess2handles.data=data; handles .text=tex

20、t_data; guidata(hObject, handles);%访问excel表格第三列%把字符串显示在显示语文列表%访问excel列表第四列%把字符串显示在显示数学列表%访问excel列表第五列%把字符串显示在显示英语列表%访问excel列表第二列%把字符串显示在显示名字列表%保存数据134135function gfiSJ皿叽41111&磁QlQbjSfit,磁宓坦或a, handles) str=get (handles ID string);阳搜索确定按钮更学号丰符串信息输人查找136一iflengih (str) J=0阳空宇符串137-str_temp=str2double(

21、str);更丰符串转换为數值138一ll=handles dat a (: 3 1);139-12=length(ll);HO一13=12+201200;141-if(201200str_temp)&(str_temp=13)册学号查询范国12一set (handles string)瓯名宇输人框为空143-index=f ind(haiidles data(: ) = (str_temp);策查找全元素与学号数值相等的埶144一ij j=ind2sub (size (hatiidles dat a) j index);锵把单序号转换成全下克编号145-st r l=handlesdsd：8(

22、i:);阳生成只访问1行的数组146-strll=;策生成新的空敎组strl 1147-Efori=l: size (handles dat a., 2)阳far语句，初蛤值为1，步辰为11鞠-end149一atxll=streal (str 11nuni2str (str 1 (i);贤横向连接宇符串150-set (handles searchcJ st ringJ s num2st r (st r 1 (3);更把宇符串显示在显示语文列表151一set (handles searclimj, st ringJ s nuni2st r (st r 1 (4);贤把宇符串显示在显示数学列克1

23、52-set (handles searche st ringJ s num2st r (st r 1 (5);更把宇符串显示在显示英语列表153一set (handles searchZj st ringJ s num2st r (st r 1 (6);更把宇符串显示在显示总分列克154-i=handles dat a6):药总分升序iqqi =-Fl -i mid f 通过举例说明学生成绩管理系统的可以按学号或者姓名查询学生成绩及情况 如按学号查询（在学号范围内可以显示成绩，否则显示No thing）.按姓名查询（存在姓名可以显示成绩，否则显示No thing）,1. 3、学习MATLAB

24、的心得体会恰如开头说的那样：MATLAB凭借其科学计算与图形可视化功能完美结合以 及开放的设计理念，在全国受到了普遍欢迎。这是一款实用的软件，更是一把非 常好用的工具。通过学习，我了解到了 MATLAB在科学计算，图形和程序设计等三个方面的应用。 其中，科学计算部分，用到了我们所学的高等数学、线性代数、复变函数、计算 机数值方法、概率论与数理统计和我们即将学到的运筹学等学科的知识。他就像 一台试验机一样，为我们提供了一个很好的练习平台，让我们巩固学过的知识， 孜孜不倦的为我们服务。图形部分介绍如何利用MATLAB给出的已有函数绘图， 如何用点、线、面从底层构建图形，以及科学计算可视化、计算几何

25、等。MATLAB的 图形功能非常强大，科学计算与图形功能紧密结合是MATLAB的主要特点之一。 程序设计部分介绍M文件设计、图形用户界面设计、文件操作、编译和接口等内 容。并且对Simulink有了一定程度上的了解。从中也认识到自己还有很多的不 足，还须要进一步加强。MATLAB在科学应用领域也是很广泛的，在这一方面的应用对于我们来说是 另一个层次，只有不断完善自我的知识才能达到如此境界。MATLAB从面世到现 在的时间并不算很长，但它的发展却很快，在很我领域中会用到它，由此可见 MATLAB对社会的发展有重大意义。作为一个当代大学生，我们应该更加深入的 去了解它，学习它，在今后的学习与生活中多加以利用，不断加强我们滋生对其 的认识水平，相信与此同时它也会给我们的学习与工作带来极大的便利。通过学习，我现在可以用MATLAB实现点、线、面的绘制、着色和变换，可以从 零开始构建任何图形。这些功能实现的过程是很有意思的一个过程，当得到了满 意的图形时，心中那种自豪感无与伦比，很喜欢这种感觉。虽然，MATLAB仅仅是一门课，但我却学到了远非书本上有的很多东西，他 给了我很大的帮助此门课程在工程运算上非常使用且功能强大，学好将受益匪浅，所以从未放 弃。