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课程设计任务书
学生姓名：何思遥专业班级：通信1002班
指导教师：艾青松工作单位：信息工程学院
题目: 通信系统课群综合训练与设计
课程设计目的：
通过课程设计，使学生加强对电子电路的理解，学会对电路分析计算以及设计。
进一步提高分析解决实际问题的能力，通过完成综合设计型和创新性实验及训练，创造一个动脑动手﹑独立开展电路实验的机会，锻炼分析﹑解决电子电路问题的实际本领，实现由课本知识向实际能力的转化；加深对通信原理的理解，提高学生对现代通信系统的全面认识，增强学生的实践能力。
要求完成的主要任务:
利用仿真软件（如Matlab或SystemView），或硬件实验系统平台上设计完成一
…
个典型的通信系统。学生要完成整个系统各环节以及整个系统的仿真，最终在接收端或者精确或者近似地再现输入（信源），计算失真度，并且分析原因。设计要求为：模拟信源为自己构造一时间函数，数字化方式为PCM，基带码为Miller码，信道码汉明码，调制方式为ASK，信道为AWGN信道，解调方式与发送端对应。
课程设计进度安排
教师签名：年月日<
系主任签名：年月日
目录
摘要...................................................................................I Abstract ........................................................................II 1设计任务. (1)
设计目的 (1)
课程设计要求 (1)
课程设计任务 (1)
2 实验电路原理分析 (2)
实验原理框图 (2)
PCM原理 (2)
基带编码Miller码 (4)
信道编码Hamming码 (4)
二进制幅移键控（2ASK）调制与解调原理 (4)
AWGN信道噪声 (6)
3 各模块的MATLAB实现 (7)
信号源 (7)
PCM编码 (8)
Miller编码 (10)
Hamming编码 (12)
ASK调制 (13)
加AWGN噪声 (15)
ASK解调 (16)
Hamming解码 (19)
Miller解码 (20)
PCM解码 (21)
4 实验结果分析 (23)
5 设计总结 (24)
6 参考文献 (25)
附录1 13折线压缩子函数 (26)
附录2 8bitsMiller和Hamming调制解调测设函数 (27)
摘要
本次课程设计主要是仿真通信系统中的编码和调制过程。调制在通信系统中有十分重要的作用。通过调制，不仅可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而将调制信号转换成适合于传播的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输的可靠性有着很大的影响，调制方式往往决定了一个通信系统的性能。MATLAB软件广泛用于数字信号分析，系统识别，时序分析与建模，神经网络、动态仿真等方面有着广泛的应用。本课题利用MATLAB软件完成模拟信号进行PCM编码、Miller编码、汉明码、ASK调制、经过AWGN信道，再解调、译码的完整通信系统仿真，并通过统计误码率和对比前后波形，对这个通信系统进行评估。
本次课程设计是利用仿真软件或硬件实验系统平台上设计完成一个典型的通信系统。一般的通信系统是由信源，发送设备，信道，接收设备，接收者构成。根据此次课程设计的要求，是将一模拟信号经过数字化，信源编码，信道编码，数字调制后再经过相应的解码调制后，得到原始信号。
关键字：MATLAB，编码，调制，解调，译码，通信系统
Abstract
This course is designed to simulate the process of coding and in a comm unication system has a very important role. Through the modulatio n, can not only move the modulation signal spectrum, and the spect rum of the move to want the position, and the modulation signal i nto suitable for transmission of the modulated signal, and it to t he system transmission efficiency and the reliability of the transmis sion has a great influence on the modulation method, often determin es a communication system performance. MATLAB software is widely use d in digital signal analysis, system identification, time series ana lysis and modeling, neural networks, dynamic simulation for such app lications. This topic using MATLAB software simulation signal PCM co ding, Manchester coding, hamming code and ASK modulation, through AW GN channel, and demodulation, decoding the integrity of the communic ation system simulation, and through the statistical error rate an d contrast before and after waveform, the communication system to e valuate.
This course is designed using simulation software or hardware expe riment system platform design completed a typical communication syste m. The general communication system is by the source, send equipmen t, channel, receiving equipment, constitute the receiver. According t o the requirements of the course design, it is a analog signal th rough digital, source coding, channel coding, digital modulation afte r after corresponding decoding modulation, get the original signal.
Keywords:MATLAB ,Coding, modulation and demodulation, decoding, communic ation system
1设计任务
设计目的
通过课程设计，使学生加强对电子电路的理解，学会对电路分析计算以及设计。进一步提高分析解决实际问题的能力，通过完成综合设计型和创新性实验及训练，创造一个动脑动手﹑独立开展电路实验的机会，锻炼分析﹑解决电子电路问题的实际本领，实现由课本知识向实际能力的转化；加深对通信原理的理解，提高学生对现代通信系统的全面认识，增强学生的实践能力。
课程设计要求
要求：掌握以上各种电路与通信技术的基本原理，掌握实验的设计、电路调试与测量的方法。
1.培养学生根据需要选学参考书，查阅手册，图表和文献资料的自学能力，通过独立思考﹑深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。
2.通过对实验电路的分析计算，了解简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
3.掌握示波器，频谱仪，失真度仪的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和
整机指标测试方法，提高动手能力。
课程设计任务
利用仿真软件（如Matlab或SystemView），或硬件实验系统平台上设计完成一个典型的通信系统。
学生要完成整个系统各环节以及整个系统的仿真，最终在接收端或者精确或者近似地再现输入（信源），计算失真度，并且分析原因。（信源为模拟信源，数字化方式为增量调制，基带码为Miller码，信道码为循环Hamming，调制方式为ASK调制，信道类型为AWGN 信道）
2 实验电路原理分析
实验原理框图
图实验原理框图
数字化有三个基本过程：抽样、量化、编码。根据编码的不同有几种调制方法，如脉冲振幅调制（PAM），脉冲编码调制（PCM），差分脉冲编码调制（DPCM），增量调制。
基带传输的常用码型有AMI码，HDB3码，PST码，曼彻斯特码，密勒码，CMI码。
信道编码主要是为了解决数字通信的可靠性问题。常用编码有汉明码，卷积码，循环码，BCH码。
数字调制的目的是把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的频带信号，提高信号在信道上传输的效率，达到信号远距离传输的目的。常见的数字调制方式有振幅键控（ASK），频移键控（FSK），相移键控（PSK）。
信道是信号传输媒介的总称，传输信道的类型有无线信道（如电缆、光纤）和有线信道（如自由空间）。两种常见的信道有加性高斯白噪声信道，多径衰落信道。
根据题目要求，数字化方式为PCM调制，基带码为Miller码，信道码为Hamming码，数字调制方式为ASK调制，信道为AWGN信道，则有以下原理框图。
图实验原理框图
PCM原理
通常是把从模拟信号抽样、量化，直到编码为二进制符号的基本过程，称为脉冲编码调制（PCM），简称脉码调制。
在编码器中由冲激脉冲对模拟信号抽样，得到在抽样时刻上的信号抽样值。这个抽样值仍是模拟量。在量化之前，通常由保持电路将其作短暂保存，以便电路有时间对其量化。在实际电路中，常把抽样和保持电路做在一起，称为抽样保持电路。量化器把模拟抽样信
号变成离散的数字量，然后在编码器中进行二进制编码。这样每个二进制码组就代表一个量化后的信号抽样值。解码的原理和编码过程相反。
（1）抽样：抽样是对模拟信号进行周期性的扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。经过抽样的信号应包含原信号的所有信息，即能无失真地恢复出原模拟信号。（2）量化是把经抽样得到的瞬时值进行幅度离散，即指定Q规定的电平，把抽样值用最接近的电平表示。按照量化级的划分方式分，有均匀量化和非均匀量化。
均匀量化：把输入信号的取值域按等距离分割的量化称为均匀量化。在均匀量化中，每个量化区间的量化电平在各区间的中点。其量化间隔Δv 取决于输入信号的变化范围和量化电平数。当信号的变化范围和量化电平数确定后，量化间隔也被确定。
上述均匀量化的主要缺点是，无论抽样值的大小如何，量化噪声的均方根都固定不变。因此，当信号较小时，则信号量化噪声功率比也就很小，这样，对于弱信号时的信号量噪比就很难达到给定的要求。通常，把满足信噪比要求的输入信号取值范围定义为动态范围。可见，均匀量化是的信号动态范围将受到较大的限制。为了克服这一个缺点，实际中往往采用非均匀量化。
非均匀量化：非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。对于信号取值小的区间，其量化间隔也小；反之，量化间隔就大。它与均匀量化相比，有两个突出的优点。首先，当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度时，非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；其次，非均匀量化时，量化噪声功率的均方根基本上与信号抽样值成比例。因此量化噪声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的信号量噪比。
常见的非均匀量化有 A 律和μ率等，它们的区别在于量化曲线不同。本课设中使用的13折线压缩是有A律压缩近似而来。其折线图如下。
图 13折线压缩示意图
（3）编码：把抽样信号变换成给定字长的二进制码流的过程称为编码。
话音PCM 的抽样频率为8kHz，每个量化样值对应一个8 位二进制码，故话音数字编码信号的速率为8bits×8kHz＝64kb/s。量化噪声随量化级数的增多和级差的
缩小而减小。量化级数增多即样值个数增多，就要求更长的二进制编码。因此，量化噪声随二进制编码的位数增多而减小，即随数字编码信号的速率提高而减小。自然界中的声音非常复杂，波形极其复杂，通常我们采用的是脉冲代码调制编码，即PCM 编码。PCM 通过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。
基带编码Miller码
Miller码也称延迟调制码，是一种变形双向码。其编码规则：对原始符号“1”码元起始不跃变，中心点出现跃变来表示，即用10或01表示。对原始符号“0”则分成单个“0”还是连续“0”予以不同处理；单个“0”时，保持0前的电平不变，即在码元边界处电平不跃变，在码元中间点电平也不跃变；对于连续“0”，则使连续两个“0”的边界处发生电平跃变，即00和11交替。编码例图如下。
图 Miller码编码规则实例图
信道编码Hamming码
汉明码用于数据传送，能检测所有一位和双位差错并纠正所有一位差错的二进制代码，是一种编码效率较高的线性分组码。
与其他的错误校验码类似，汉明码也利用了奇偶校验位的概念，通过在数据位后面增加一些比特，可以验证数据的有效性。利用一个以上的校验位，汉明码不仅可以验证数据是否有效，还能在数据出错的情况下指明错误位置。在接受端通过纠错译码自动纠正传输中的差错来实现码纠错功能，称为前向纠错FEC。在数据链路中存在大量噪音时，FEC可以增加数据吞吐量。通过在传输码列中加入冗余位(也称纠错位)可以实现前向纠错。但这种方法比简单重传协议的成本要高。汉明码利用奇偶块机制降低了前向纠错的成本。
二进制幅移键控（2ASK）调制与解调原理
2ASK是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。幅移键控（ASK）相当于模拟信号中的调幅，只不过与载频信号相乘的是二进数码而已。幅移就是把频率、相位作为常量，而把振幅作为变量，信息比特是通过载波的幅度来传递的。由于调制信号只有0或1两个电平，相乘的结果相当于将载频或者关断，或者接通，它的实际意义是当调制的数字信号"1时，传输载波；当调制的数字信号为"0"时，不传输载波。
其调制器原理框图如下。
单极性不归零信号 e(t) S （t ）
coswt 调制过程的时间波形如下。
图 2ASK 调制波形图
本课设中ASK 的解调采用相干解调方式，与模拟信号的接收系统相比，这里增加了一个抽样判决器的方框，这对于提高数字信号的接收性能是必要的。下图为2ASK 接受系统的组成方框图。
coswt 定时脉冲
图 2ASK 解调原理框图
图 给出了解调过程的时间波形。
图 2ASK 解调波形图
乘法器
带通 滤波器
相乘器
低通 滤波器
抽样 判决器
AWGN信道噪声
加性高斯白噪声AWGN(Additive White Gaussian Noise)是最基本的噪声与干扰模型。
加性噪声：叠加在信号上的一种噪声，通常记为n(t)，而且无论有无信号，噪声n(t)都是始终存在的。因此通常称它为加性噪声或者加性干扰。
白噪声：噪声的功率谱密度在所有的频率上均为一常数，则称这样的噪声为白噪声。如果白噪声取值的概率分布服从高斯分布，则称这样的噪声为高斯白噪声。
3 各模块的MATLAB实现
信号源
根据题目的要求，自己构造一个时间函数，本课设模拟话音信号。因为话音信号的频率在300Hz~3400Hz之间，取典型值400Hz。构造一个模拟正弦函数。
为了使得经过抽样的信号包含原信号的所有信息，即能无失真地恢复出原模拟信号。抽样信号设定采样频率为8000Hz，因而采样点间步长为1/8000s。
程序为：
fs=8000; %设定采样频率
dt=1/fs; %设定步长
N=30; %设置图像上一共画30个点
n=0:N-1;
f=400; %语音信号频率400，抽样频率8000，故每个波形20个抽样点
t0=(0:89)*dt/3
y0=sin(2*pi*f*t0); %构造正弦函数（由于matlab函数构造的正弦本来就是离散的，
%所以令数据点数远远大于抽样后的点数来模拟这个抽样过程）t=n*dt;
y=sin(2*pi*f*t); %抽样后
figure(1);
subplot(2,1,1);plot(t0,y0);title('连续函数');
subplot(2,1,2);stem(t,y);title('抽样');
仿真结果如图，
图信号源仿真图
PCM编码
首先编写13折线非均匀编码的函数，在PCM编码函数中进行调用。PCM编码函数如下。function [pcm_de] =PCM( input_args )
%此pcm编码函数，采用13折线法—非均匀编码，折叠码，参照<<通信原理>>276页
y13=line13(y);%进行非均匀编码
figure(2);
plot(t,y13);title('13折线法进行压缩');
yfix=fix(127*y13); %fix为向零取整函数
figure(3);
plot(t,yfix);title('取量化单位（最大为128个量化单位）');
ypcm=zeros(length(y),8);%length(y)其实就是N
absyfix=abs(yfix);
for i=1:length(y) %十进制转化成二进制%dec2binvec函数结果不对所以没有用这个函数
ypcm(i,2)=fix(absyfix(i)/64);
ypcm(i,3)=fix(rem(absyfix(i),64)/32);
ypcm(i,4)=fix(rem(absyfix(i),32)/16);
ypcm(i,5)=fix(rem(absyfix(i),16)/8);
ypcm(i,6)=fix(rem(absyfix(i),8)/4);
ypcm(i,7)=fix(rem(absyfix(i),4)/2);
ypcm(i,8)=fix(rem(absyfix(i),2));
end
for i=1:length(y)
if(sign(yfix(i))==-1)%负数
ypcm(i,1)=0; %加负数符号位为0
else
if(sign(yfix(i))==1)
ypcm(i,1)=1;
else
if(sign(yfix(i))==0)%零
ypcm(i,1)=1;
end
end
end
end
ypcm1=zeros(1,8*length(y)); %ypcm是一个8*length=240的矩阵，而ypcm1是整合后输出的一行矩阵
for i=1:length(y)
ypcm1(8*i-7:8*i)=ypcm(i,:);
figure(4);
dt1=1/(fs*8);%矩形脉冲的宽度变为原抽样间隔的1/8
n1=0:8*length(y)-1;%每个抽样值8bit
t1=n1*dt1;
stairs(t1,ypcm1);axis([0,N*dt,,]);%时间范围不变
title('PCM编码');
编码的仿真结果如下图。
图信号的非均匀量化
图 PCM 编码结果
Miller编码
Miller编码的子函数如下。
function [ miller] = Miller(x)
%参照《通信原理》143页
%miller码编码规则：“1”用码元中心点出现跃变来表示，即用10和01交替表示，
% 单个“0”在码元持续时间内不出现电平跃变，且相邻码元的边界处也不跃变
% 连“0” 在两个0码的边界出现电平跃变，即用00和11交替表示miller=zeros(1,2*length(x));
ex=1; %exchange
flag1=0;
for i=1:length(x);
if x(i)==1 %若原码为1，则密勒码为10,01交替
miller(2*i-1:2*i)=[ex,not(ex)];
ex=not(ex); %ex用来作为01交替的标记
flag1=1; %flag1 用来作为上一个码的标记，若上一个码为1，则flag1为1 else
if flag1==1 %若原码为0；且上一个码为1
miller(2*i-1:2*i)=[ex,ex];
flag1=0;
else%若原码为0；且上一个码为为0
ex=not(ex);
miller(2*i-1:2*i)=[ex,ex];
end
end
end
fs=8000; %设定采样频率
dt=1/fs; %设定步长
N=30; %设置图像上一共画30个点
figure(5)
dt1=1/(fs*8*2);%矩形脉冲的宽度变为原抽样间隔的1/8*1/2
n1=0:8*N*2-1;%每个抽样值8bit，miller码一个码变两个
t1=n1*dt1;
stairs(t1,miller);axis([0,N*dt,,]);%时间范围不变
title('Miller编码');
end
为了更清晰的验证Miller码实现的功能，在编程时首先对一个8bits数据进行测试，验证程序的正误。
仿真结果如下图。
图 Miller编解码和Hammig编解码8bits示意图
对信号源的PCM码进行Miller编码的结果如下
图 Miller编码结果图
Hamming编码
Hamming编码的子函数如下。
function [ hamming] = Hamming( x )
%UNTITLED2 Summary of this function goes here
% Detailed explanation goes here
hamming=encode(x,7,4,'hamming') ;
fs=8000; %设定采样频率
dt=1/fs; %设定步长
N=30; %设置图像上一共画30个点
figure(6)
dt1=1/(fs*8*2*7/4);%矩形脉冲的宽度1/dt1 变为原抽样间隔的1/8*1/2*4/7
n1=0:8*N*2*7/4-1;%每个抽样值8bit，miller码1个变2个，汉明码4个码变7个
t1=n1*dt1;
stairs(t1,hamming);axis([0,N*dt,,]);%时间范围不变
title('Hamming编码');
end
为了更清晰的验证Hamming码实现的功能，在编程时首先对一个8bits数据进行测试，验证程序的正误。
仿真结果见图 Miller编解码和Hammig编解码8bits示意图。
对信号源的Miller码进行Hammig编码的结果如下图。
图 Hamming编码结果图
ASK调制
首先产生一个载波，与之前的汉明编码的结果相乘，形成ASK调制信号。ASK调制的子函数如下。
function [ ask ] = ASK(x)
%产生一个载波，频率为m*fs*8*2*7/4
fs=8000; %设定采样频率
dt=1/fs; %设定步长
N=30; %设置图像上一共画30个点
m=3;
fc=m*fs*8*2*7/4;%开始采用载波频率与汉明码矩形脉宽保持一致,结果发现解调时效果不佳
%所以这里令每三个载波去调制一位二进制
dt1=1/m*1/20*1/(fs*8*2*7/4);%载波每个sin波形 20个点
n1=0:m*20*8*N*2*7/4-1;%每个抽样值8bit，miller码1个变2个，汉明码4个码变7
t1=n1*dt1;
y=sin(2*pi*fc*t1);%构造载波正弦函数
figure(7);%函数间存在调用则一定要标明是第几个图，否则会出现几十个图
plot(t1,y);axis([0,,,]);%只显示了部分
%axis([0,N*dt,,]);%时间范围不变
title('ASK调制的载波');
for i=1:length(x)%对信号x进行ASK调制
ask(i*m*20-(m*20-1):i*m*20)=y(i*m*20-(m*20-1):i*m*20)*x(i); end
figure(8);
%plot(t1(1:20*8),ask);axis([0,,,]);
plot(t1,ask);axis([0,,,]);%只显示了部分
title('ASK调制信号');
end
对信道编码后的Hamming码进行ASK调制的结果如下图。
为了使结果更清晰，图中只显示了信号中的部分。
图 ASK调制的载波
图 ASK 调制信号
加AWGN噪声
信号经过信道，收到高斯白噪声的干扰，此处设定信噪比分别为30dB，20dB,10dB.程序如下。
function [ receive ] = AWGN( ask )
%经过信道，加高斯白噪声
receive=awgn(ask,30);%信噪比为30dB
fs=8000; %设定采样频率
dt=1/fs; %设定步长
N=30; %设置图像上一共画30个点
m=3;
dt1=1/m*1/20*1/(fs*8*2*7/4);%载波每个sin波形 20个点
n1=0:m*20*8*N*2*7/4-1;%每个抽样值8bit，miller码1个变2个，汉明码4个码变7个
t1=n1*dt1;
figure(9);
plot(t1,receive);axis([0,,,]);%只显示了部分
title('加高斯白噪声');
end
信号加高斯白噪声干扰后，仿真结果如下。
为了使结果更清晰，图中只显示了信号的部分。
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。
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
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
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
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：
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)
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》课程设计球面的自动绘制与相关计算 院（系）名称信息工程学院 专业班级09普本信计1班 学号090111011 学生姓名张云迪 指导教师马艳琴 2011年6月6日
MATLAB课程设计评阅书 题目球面的自动绘制与相关计算 学生姓名张云迪学号090111011 指导教师评语及成绩 指导教师签名： 年月日答辩评语及成绩 答辩教师签名： 年月日教研室意见 总成绩： 教研室主任签名： 年月日
课程设计任务书 2010—2011学年第二学期 专业班级：09普本信计1班学号：090111011姓名：张云迪 课程设计名称： MATLAB 设计题目：球面的自动绘制与相关计算 完成期限：自2011年06月06日至2011年06月12日共1周 一、设计目的 由于在平时人工绘制的三维图形比较复杂，而且立体效果不好，运用MATLAB绘制图形简单而且可以实现图像的可视化。运用MATLAB绘制三维图像，实现对球面的自动绘制，熟练掌握绘制球面的绘图命令。对球面进行相关的计算，例如体积、表面积。 二、设计要求 1、运用MATLAB等工具。 2、对球相关的计算。 3、按照格式要求写出3000字文档。 三、参考文献 [1]曹弋.MATLAB教程及实训[M].北京：机械工业出版社，2010，8. [2]王正林，刘明.精通MATLAB7[M].大陆：电子工业出版社，2006. [3]高尚华.数学分析第三版[M].北京：高等教育出版社，2008，4. 计划答辩时间：2011 年 6 月 12日 工作任务与工作量要求：查阅文献资料不少于3篇，课程设计报告1篇不少于3000字 指导教师（签字）：教研室主任（签字）： 批准日期：年月日
MATLAB课程设计 设计题目：应用图像处理 班级： 学号： 姓名： 指导老师： 设计时间：2013年4月8号-4月14号
摘要 21世纪是一个充满信息的时代，图像作为人类感知世界的视觉基础，是人类获取信息、表达信息和传递信息的重要手段。图像处理，是用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的技术。又称影像处理。基本内容图像处理一般指数字图像处理。数字图像是指用数字摄像机、扫描仪等设备经过采样和数字化得到的一个大的二维数组，该数组的元素称为像素，其值为一整数，称为灰度值。图像处理技术的主要内容包括图像压缩，增强和复原，匹配、描述和识别3个部分。常见的处理有图像数字化、图像编码、图像增强、图像复原、图像分割和图像分析等。图像处理一般指数字图像处理。所谓数字图像处理[7]就是利用计算机对图像信息进行加工以满足人的视觉心理或者应用需求的行为。实质上是一段能够被计算机还原显示和输出为一幅图像的数字码。 关键词：DCT变换；图像压缩；真色彩增强；平滑；锐化；直方图均衡； 灰度变换；滤波；M文件的使用 目录 摘要………………………………………………………………I 1 概述……………………………………………………………II 2 课程设计任务及要求...............................III 设计任务 设计要求 3 系统设计原理 (Ⅳ) DCT图像压缩原理 真彩色增强 平滑 锐化 灰度变换（直方图均衡化） 图像滤波
中值滤波器 维纳滤波器 4 程序代码及实验结果与分析 (Ⅵ) DCT图像压缩 程序代码 实验结果 结果分析 真彩色增强 平滑程序代码 实验结果 结果分析 锐化程序代码 实验结果 结果分析 灰度变换（直方图均衡化） 程序代码 实验结果 结果分析 图像滤波 程序代码 实验结果 结果分析 5 收获体会 (Ⅶ) 6 参考文献 (Ⅷ) 概述
一、课程目的 初步学会使用MATLAB软件，掌握MATLAB基本的函数的使 用，熟练MATLAB编程，以便为今后数字信号的处理打下基础。 二、课程内容 实验一 MATLAB语言基础 实验目的：基本掌握 MATLAB 向量、矩阵、数组的生成及其基本运算(区分数组运算和矩阵运算)、常用的数学函数。了解字符串的操作。 实验内容: 1、创建以下矩阵：A为3×4的全 1 矩阵、B为3×3的0矩阵、C 为3×3的单位阵、D为3×3的魔方阵、E由C和D纵向拼接而成、F抽取E的2～5行元素生成、G由F经变形为3×4的矩阵而得、以G为子矩阵用复制函数(repmat)生成6×8的大矩阵H。 源程序： A=ones(3,4)% A为3×4的全 1 矩阵 B=zeros(3)% B为3×3的0矩阵 C=eye(3)% C为3×3的单位阵 D=magic(3)% D为3×3的魔方阵 E=cat(1,C,D)% E由C和D纵向拼接而成 F=E(2:5,:)% F抽取E的2～5行元素生 G=reshape(F,3,4)% G由F经变形为3×4的矩阵而得 H=repmat(G,2,2) %以G为子矩阵用复制函数(repmat)生成6×8的大矩阵H 运行结果： A = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 B = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C = 1 0 0
0 1 0 0 0 1 D = 8 1 6 3 5 7 4 9 2 E = 1 0 0 0 1 0 0 0 1 8 1 6 3 5 7 4 9 2 F = 0 1 0 0 0 1 8 1 6 3 5 7 G = 0 3 1 1 0 1 5 6 8 0 0 7 H = 0 3 1 1 0 3 1 1 0 1 5 6 0 1 5 6 8 0 0 7 8 0 0 7 0 3 1 1 0 3 1 1 0 1 5 6 0 1 5 6 8 0 0 7 8 0 0 7 2、（1）用矩阵除法求下列方程组的解 x=[x 1；x 2；x 3]； ?? ? ??-=---=++-=++7 3847523436321321321x x x x x x x x x (2) 求矩阵的秩； (3) 求矩阵的特征值与特征向量； (4) 矩阵的乘幂与开方； (5) 矩阵的指数与对数； (6) 矩阵的提取与翻转。 源程序： a=[6,3,4;-2,5,7;8,-1,-3]%系数矩阵
课程设计任务书 学生姓名：李圆超专业班级：信息SY1201 指导教师：龙毅宏工作单位：信息工程学院 题目：MATLAB矩阵操作设计 要求完成的任务： 1.利用MATLAB－mathematics对矩阵操作进行设计，具体包括创建（普通、单位、零） 矩阵、矩阵运算、矩阵变形等。 2.验证如下函数的功能：all、any、find、isempty、isequal、xor。 课程设计的目的： 1.理论目的 理解掌握所学理论知识，并能用所学理论知识分析矩阵的操作，设计。 2.实践目的 熟练MATLAB的使用，验证并掌握MATLAB的一些基本函数，对矩阵进行实际的操作和设计。时间安排： 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签字：年月日
摘要 (2) Abstract (3) 1引言 (4) 1.1MATLAB的介绍 (4) 1.2矩阵的介绍 (4) 2 MATLAB对矩阵的操作 (4) 2.1矩阵的生成 (4) 2.1.1直接输入法 (4) 2.1.2 特殊矩阵的生成 (6) 2.2矩阵的运算 (8) 2.2.1矩阵的加减 (8) 2.2.2矩阵的相乘 (9) 2.2.3矩阵的乘方 (9) 2.2.4矩阵的除法 (11) 2.2.5矩阵的点乘 (11) 2.2.6矩阵的数乘 (12) 2.2.7矩阵的转置 (12) 2.2.8矩阵的逆 (13) 2.2.9求矩阵的特征值和特征向量 (13) 2.3矩阵的变形 (14) 3验证部分函数的功能 (15) 3.1 all和any函数 (15) 3.2 find函数 (17) 3.3 isempty函数 (20) 3.4 isequal函数 (20) 3.5 xor函数 (21) 4 心得体会 (23) 5 参考文献 (24)
至诚学院《MATLAB 实践》 课程设计 学生姓名： 学号： 专业班级：（2） 指导教师：
二○一四年四月三十日 目录 1.设计目的 (3) 2.题目分析 (3) 3.总体设计 (3) 4.具体设计 (4) 5.小结和心得 (15)
1、设计目的： 使用MATLAB的GUI程序设计学生成绩管理系统。完成需学生成绩的基本管理，包含对学生成绩的读入、修改、添加和查询等基本的功能。 本课题主要解决对学生成绩总体的客观评价，通过一系列数据的分析比较，例如平均值，成绩分布等整体数据的处理，以及matlab和excel在数据联动功能方面的应用，所绘制的直方图、正态分布图等图像信息使得分析成绩系统更直观、有效地反映学生此课程这一阶段的表现，进而研究今后的教学重点，以及从教学到考试等一连串过程中的薄弱环节，从而达到教学相长的目的。 不论是对学生的整体学习情况还是单独考虑每个学生的学习情况都能够进行较好的评价。面比起单纯的"绝对分数"评价学生的学习状况，忽略了基础条件的差异，我们运用了各种方法和模型来去避免这类现象的发生，动态的分析每个学生的情况，并从定性和定量两方面分别给出了数值与建议。 2、题目分析 根据课题的要求，分析成绩管理系统的现实需求，我们可以概括为设计的程序应该包含的几个基本模块及应该完成的功能如下： 1.文件管理：完成成绩表格的导入（.xls文件），完成对修改后的成绩文件的保存。 2.成绩管理：完成对学生成绩、学号、成绩、总分的显示和修改，还有添加新的学生的信息。 3.查询管理：完成对姓名或者学号的查询的显示和删除，学生的信息显示在成绩管理里面的显示框里面。 4.在学生的姓名显示框点击学生姓名，成绩管理系统里面自动获取学生的基本信息。 5.统计出学生的最高分和最低分以及各科成绩的平均分情况。 6.通过各科成绩的统计分布直方图，直观地分析学生的各科的成绩状况。 3、总体设计 围绕设计的题目范围，我们可以将起绘制成功能模块的总体模块图如下图1。根据设计的模块设计成GUI的设计图如下图2。 通过将导入的学生信息的数据保存到全局变量的数组里面，到每个模块需要使用时，导出数据即可完成对数据的引用，在需要完成操作的按钮下编写回调函数来达到需要完成的功能。设计内容包含对回调函数的编写和对于程序功能的调试，分析问题原因，在实现程序功能时，进一步改善程序的设计构架。
燕山大学 课程设计说明书 题目：基于matlab的心电信号QRS波检测与分析 学院（系）：电气工程学院 年级专业： 08医疗仪器 学号： 080103040053 学生姓名：马怡群 指导教师：孟辉宋佳霖 教师职称：讲师高级实验师 燕山大学课程设计（论文）任务书
2011年11 月10 日目录
第1章概述 (4) 第2章 ECG特征参数及分析 (5) 2.1 心电信号的特点 (5) 2.2 心电信号的特征参数 (5) 第3章 QRS波得检测与分析 (6) 3.1 以软件为主的方法实现QRS波的检测 (6) 3.2 QRS波检测方法与程序 (6) 3.3 RR间期的求取和心电信号频率的放大与播出 (13) 心得体会 (15) 参考文献 (15) 第一章概述
1.1 ECG处理的意义 生物医学信号属于强噪声背景下的低频微弱信号，它是由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号。作为一种对判断人体生命状况极其重要的生理信号，处理心电信号就显得很有必要，尤其在临床诊断上的应用。 应用计算机分析心电信号，已经越来越广泛的用于心脏功能检查(Holter 系统)、心电监护等方面，而心电分析中的首要的关键问题是QRS波的检测可靠的检测不仅是诊断心律失常的重要依据，而且只有在QRS波确定之后，有可能计算心率并进行心率变异分析，才能检测ST段的参数和分析心电的其它细节信息。进行全面综合分析，才能对心脏的功能结构做出正确的判断。 在临床上，分析心电信号，可以确诊心肌梗塞及急性冠状动脉供血不足，协助诊断慢性冠脉供血不足、心肌炎、心肌病及心包炎，判定有无心房、心室肥大，从而协助某些心脏病的病因学诊断，例如风湿性、肺源性、高血压性和先天性心脏病等，观察某些药物对心肌的影响，包括治疗心血管疾病的药物（如洋地黄、抗心律失常药物）及可能对心肌有损害的药物。此外，对某些电解质紊乱（如血钾、血钙的过高或过低），心电信号不仅有助于诊断，还可以对指导治疗有重要参考价值。 本文主要介绍心电信号的预处理和QRS复波检测的方法及演示结果。 第二章 ECG特征参数及分析
摘要 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。 此次课程设计就是利用MATLAB对一单位反馈系统进行滞后-超前校正。通过运用MATLAB的相关功能，绘制系统校正前后的伯德图、根轨迹和阶跃响应曲线，，能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析，能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计，并调试满足系统的指标。学会使用MATLAB语言及Simulink动态仿真工具进行系统仿真与调试。 关键字：超前-滞后校正 MATLAB 仿真
1．课程设计应达到的目的 1. 掌握自动控制原理的时域分析法，根轨迹法，频域分析法，以及各种补偿（校正）装置的作用及用法，能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析，能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计，并调试满足系统的指标。 2. 学会使用MATLAB 语言及Simulink 动态仿真工具进行系统仿真与调试。 2．课程设计题目及要求 题目： 已知单位负反馈系统的开环传递函数， 试用频率法设计串 联滞后——超前校正装置，使之满足在单位斜坡作用下，系统的速度误差系数 1 v K 10s -=，系统的相角裕量045γ≥，校正后的剪切频率 1.5C rad s ω≥。 设计要求： 1. 首先， 根据给定的性能指标选择合适的校正方式对原系统进行校正，使其满足工作要求。要求程序执行的结果中有校正装置传递函数和校正后系统开环传递函数，校正装置的参数T ，α等的值。 2.. 利用MATLAB 函数求出校正前与校正后系统的特征根，并判断其系统 是否稳定，为什么? 3. 利用MATLAB 作出系统校正前与校正后的单位脉冲响应曲线，单位阶跃响应曲线，单位斜坡响应曲线，分析这三种曲线的关系。求出系统校正前与校正 后的动态性能指标σ%、tr 、tp 、ts 以及稳态误差的值，并分析其有何变化。 4. 绘制系统校正前与校正后的根轨迹图，并求其分离点、汇合点及与虚轴交点的坐标和相应点的增益K * 值，得出系统稳定时增益K * 的变化范围。绘制系统校正前与校正后的Nyquist 图，判断系统的稳定性，并说明理由。 5. 绘制系统校正前与校正后的Bode 图，计算系统的幅值裕量，相位裕量，幅值穿越频率和相位穿越频率。判断系统的稳定性，并说明理由。 ()(1)(2) K G S S S S = ++
课程设计要求：利用matlab或C/C++编程进行模型的仿真。 题目： 1、90分以上可选题目：（最多可以4位同学共同完成一个题目，不限人数） （1）PTAS求解TSP问题 （2）化学反应算法求解认知网络信道分配 （3）SVM的回归预测分析（C/C++） （4）SVM的信息粒化时序回归预测（C/C++） （5）Elman神经网络的数据预测（C/C++） （6）概率神经网络的分类预测（C/C++） （7）小波神经网络的时间序列预测（C/C++） （8）基于灰色神经网络的预测算法研究（C/C++） 参考书：《matlab神经网络30个案例分析》，出版社：北京航空航天大学出版社，出版时间：2010-4-1 2、80-90分可选题目：（最多3位同学共同完成一个题目，不限人数）将70-80分算法中（1）~（5）的两种及以上综合，解决TSP问题。（需要Matlab且C/C++代码） 3、70-80分可选题目：（最多2位同学共同完成一个题目，（C/C++16人，Matlab16人）共32人） （1）ACO求解TSP问题。 （2）PSO求解TSP问题。 （3）遗传算法求解TSP问题。 （4）模拟退火算法求解TSP问题。 （5）禁忌搜索算法求解TSP问题。 （6）洪泛（flooding）路由算法仿真。 （7）AODV路由算法仿真。 （8）LK算法解决TSP问题。 4、60-70分可选题目：（最多2位同学共同完成一个题目，共20人）（1）使用simulink建立一个调频发射机中立体声基带信号的产生模型，并仿真显示频谱。
（2）使用（1）中的立体声基带信号产生模型，对相应的立体声解码过程进行建模和仿真。设左右声道的信号分别为1000Hz和2000Hz的单频测试信号。 仿真结果参见下图。其中，（a）图为发送波形，（b）图为正确解码的立体声输出波形，（c）图为手动开关将导频信号断开后锁相环失锁后的解码输出，波形形状将随相干载波相位变化而变化。
课程设计任务书 题目: 连续时间信号傅里叶级数分析及MATLAB实现 初始条件： MATLAB 6.5 要求完成的主要任务： 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。 1.用MATLAB实现周期信号的傅里叶级数分解与综合。 2.用MATLAB实现周期信号的单边频谱及双边频谱。 3.用MATLAB实现典型周期信号的频谱。 4.撰写《MATLAB应用实践》课程设计说明书。 时间安排： 学习MATLAB语言的概况第1天 学习MATLAB语言的基本知识第2、3天 学习MATLAB语言的应用环境，调试命令，绘图能力第4、5天 课程设计第6-9天 答辩第10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 摘要.................................................................................................................................................. I ABSTRACT ................................................................................................................................... II 绪论. (1) 1 MATLAB内容简介 (2) 1.1MATLAB语言功能 (2) 1.2MATLAB语言特点 (2) 2 连续时间周期信号的傅里叶级数—CTFS (3) 2.1连续时间周期信号的分解 (3) 2.1.1 三角形式的傅里叶级数 (3) 2.1.2 指数形式的傅里叶级数 (4) 2.2连续时间周期信号的傅里叶综合 (4) 3 连续时间周期信号的频谱分析 (6) 4 周期信号的傅里叶级数分解与综合的仿真波形 (8) 4.1实现流程 (8) 4.2MATLAB算法提示 (8) 4.3程序运行结果 (9) 5连续时间周期信号的频谱分析的仿真波形 (10) 5.1实现流程 (10) 5.2MATLAB算法提示 (11) 5.3程序运行结果及分析 (12) 5.3.1 程序运行结果 (12) 5.3.2脉冲宽度与频谱的关系 (13) 5.3.3脉冲周期与频谱的关系 (15) 6 典型周期脉冲的频谱 (18) 6.1周期方波脉冲频谱的MATLAB实现 (18) 6.2周期三角波脉冲频谱的MATLAB实现 (20) 结束语 (23) 致谢 (24) 参考文献 (25) 附录 (26)
学院 《 MATLAB 实践》 课程设计 学生： 学号： 专业班级：（2） 指导教师： 二○一四年四月三十日 目录
1.设计目的 (3) 2.题目分析 (3) 3.总体设计 (3) 4.具体设计 (4) 5.小结和心得 (15) 1、设计目的： 使用MATLAB的GUI程序设计学生成绩管理系统。完成需学生成绩的基本管理，包含对学生成绩的读入、修改、添加和查询等基本的功能。
本课题主要解决对学生成绩总体的客观评价，通过一系列数据的分析比较，例如平均值，成绩分布等整体数据的处理，以及matlab和excel在数据联动功能方面的应用，所绘制的直方图、正态分布图等图像信息使得分析成绩系统更直观、有效地反映学生此课程这一阶段的表现，进而研究今后的教学重点，以及从教学到考试等一连串过程中的薄弱环节，从而达到教学相长的目的。 不论是对学生的整体学习情况还是单独考虑每个学生的学习情况都能够进行较好的评价。面比起单纯的"绝对分数"评价学生的学习状况，忽略了基础条件的差异，我们运用了各种方法和模型来去避免这类现象的发生，动态的分析每个学生的情况，并从定性和定量两方面分别给出了数值与建议。 2、题目分析 根据课题的要求，分析成绩管理系统的现实需求，我们可以概括为设计的程序应该包含的几个基本模块及应该完成的功能如下： 1.文件管理：完成成绩表格的导入（.xls文件），完成对修改后的成绩文件的保存。 2.成绩管理：完成对学生成绩、学号、成绩、总分的显示和修改，还有添加新的学生的信息。 3.查询管理：完成对或者学号的查询的显示和删除，学生的信息显示在成绩管理里面的显示框里面。 4.在学生的显示框点击学生，成绩管理系统里面自动获取学生的基本信息。 5.统计出学生的最高分和最低分以及各科成绩的平均分情况。 6.通过各科成绩的统计分布直方图，直观地分析学生的各科的成绩状况。3、总体设计 围绕设计的题目围，我们可以将起绘制成功能模块的总体模块图如下图1。根据设计的模块设计成GUI的设计图如下图2。 通过将导入的学生信息的数据保存到全局变量的数组里面，到每个模块需要使用时，导出数据即可完成对数据的引用，在需要完成操作的按钮下编写回调函数来达到需要完成的功能。设计容包含对回调函数的编写和对于程序功能的调试，分析问题原因，在实现程序功能时，进一步改善程序的设计构架。
课程设计（论文） 题目：用MATLAB语言程序开发凑五子棋游戏专业：信息与计算科学指导教师：大海 学生：艳涛班级-学号：信计131-30 学生：黄元福班级-学号：信计131-26 学生：辛安班级-学号：信计131-22
2016年11月 摘要 凑五子棋是一种两人对弈的纯策略型棋类游戏，应用MATLAB 语言编写程序可以在计算机上实现二人对弈凑五子棋功能。二人对弈凑五子棋程序由欢迎界面显示、游戏界面生成、光标移动与落子、判断胜负、悔棋功能、提供音效等子程序构成；程序中应用了结构体、数组、全局变量、按键处理和图形编程等元素和语句。程序通过棋盘和棋子图像生成、二人移子与落子和判断胜负等功能的实现，在计算机上实现了二人凑五子棋对弈。
目录 摘要 ------------------------------------------------------------ I I 第1章：需求分析 ----------------------------------------------- 1 1.1凑五子棋背景--------------------------------------------- 1 1.2 凑五子棋需求分析和流程设计 ---------------------------- 1 第2章：概要设计 ----------------------------------------------- 6 2.1 各类头文件和全局变量 ----------------------------------- 6 2.2 画面显示模块 -------------------------------------------- 7 第3章：详细设计 ----------------------------------------------- 8 3.1 玩家操作模块 -------------------------------------------- 8 3.2音效提供模块--------------------------------------------- 9 3.3 胜负判断模块 -------------------------------------------- 9 第4章：调试分析 --------------------------------------------- 10 4.1 图形模块----------------------------------------------- 10 4.2 玩家操作模块 ------------------------------------------ 11 4.3 胜负判断模块 ------------------------------------------ 11 第5章：用户手册 --------------------------------------------- 12 第6章：小组分工 --------------------------------------------- 13 第7章：结论与心得 ------------------------------------------- 13 第8章：源程序代码------------------------------------------ 14