Matlab课程设计

课程设计任务书1．设计目的：（1）通过本课程设计的学习，学生将复习所学的数字信号处理知识，使课堂学习的理论知识应用于实践，通过本课程设计的实践使学生具有一定的实践操作能力；（2）掌握Matlab语言的编程方法，能熟练运用；（3）通过Matlab实践的课程设计，掌握设Matlab数字信号处理系统的思维方法和基本开发过程。2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：一、学习Matlab编程及仿真1、熟悉Matlab的运行环境；2、学会并掌握Matlab图形编程；3、根据所设计系统的需要会合理设定需完成系统的各项参数；4、根据所设计系统的需要，优化程序设计最优系统。二、实践设计要求：1、根据所选题目，设计实现系统的原理框图。2、编写Matlab程序，给出系统不同节点输出波形。3、每人写出设计报告。三、参考题目题目1：语音信号分析通过计算机录制一段语音信号，分析该语音信号。1、分析该信号的频谱特性；2、采用IIR进行降噪；3、根据FIR进行降噪；4、对信号进行断句分割。5、求信号的均值、方差；6、求信号的自相关系数；7、求信号的窗（1秒、2秒）能量；8、求信号的窗（1秒、2秒）自相关分析9、采用平均幅度差函数（AMDF法）提取求信号的基音周期、谱估计；10、根据数字特征对信号进行断句分割。注：每个同学可以选择1和2、1和3、1和4、5和6、5和7、5和8、5和9、5和10的一组作为题目，8名同学完成该题目。题目2：傅里叶变换设计自己设计傅里叶变换函数（不能使用Matlab函数）；题目3：数独游戏设计1、根据数独游戏规则，设计数独判断程序；2、自动生成数独表；3、根据输入给出输出；注：2个同学一组。题目4：Matlab绘图界面设计1、设计GUI界面；2、通过下拉菜单选择绘制正弦、正切信号；3、通过编辑框输入命令，根据命令绘制信号；4、通过按钮在图形中输出标注（标题、各轴名称）；注：1个同学一组。题目5：Matlab信号分析界面设计1、设计GUI界面；2、通过按钮输入信号；3、对信号进行频谱分析；4、输出信号的频谱；注：1个同学一组。题目6：Matlab信号滤波分析界面设计1、设计GUI界面；2、通过按钮输入信号；3、对信号进行低通、高通、带通分析（FIR、IIR、巴特沃斯、切比雪夫）；4、输出处理信号的结果、频谱；注：每个同学选择一个滤波器，4名同学完成该题目。题目7：Matlab智能信号发生器1、输出方波、矩形波、三角波和正弦波信号；2、输出随时间变化频率的信号；3、输出随时间变化幅值的信号4、输出随时间变化斜率的等幅值的信号；5、输出处理信号的结果、频谱；注：每个同学选择一种信号，4名同学完成该题目。题目8：Matlab方程组求解数值计算设计1、设计GUI界面；2、通过按钮选择计算方法，表格录入数据；3、对录入数据判断是否可算，实现算法如高斯-赛德尔、列主元消去法、高斯消元法等；4、输出计算结果、误差；注：每个同学选择一种算法，4名同学完成该题目。题目9：Matlab插值求解数值计算设计1、设计GUI界面；2、通过按钮选择计算方法，表格录入数据；3、对录入数据判断是否可算，实现算法如三次样条插值、拉格朗日插值、牛顿插值等；4、输出计算结果、误差；注：每个同学选择一种算法，4名同学完成该题目。题目10：Matlab哈弗曼编码设计1、设计GUI界面；2、通过按钮选择计算方法，表格录入数据；3、对录入数据实现算法哈弗曼信源编码；4、输出计算结果、编码效率；注：1名同学完成该题目。题目11：Matlab费诺编码设计1、设计GUI界面；2、通过按钮选择计算方法，表格录入数据；3、对录入数据实现费诺信源编码；4、输出计算结果、编码效率；注：1名同学完成该题目。题目12：Matlab卷积码编码解码设计1、设计GUI界面；2、通过按钮选择计算方法，录入数据；3、对录入数据实现算法卷积码信道编码；4、输出计算结果、编码效率；注：一个同学设计算法、一个同学设计算法分析，2名同学完成该题目。题目13：Matlab文本内容加密解密算法设计1、设计GUI界面输入文本文件内容；2、对文本内容采用字符颠倒的顺序加密；3、密码字典设计、解密算法设计；4、输出结果。注：每个同学选择一种算法，2名同学完成该题目。题目14：Matlab加噪信号发生器1、输出理想信号如方波、矩形波、三角波和正弦波信号（参数可调）；2、输出高斯噪声信号（参数可调）；3、输出理想信号与噪声信号叠加后信号4、输出处理信号的结果、计算信噪比；注：每个同学选择一种信号，5名同学完成该题目。题目15：Matlab信号参数计算1、编写一个长度为100的随机信号，信号在区间[-5，5]中均匀、泊松、正态分布；2、测量该序列的均值，方差，最大值，最小值；3、计算其相关函数。注：每个同学选择一种信号，2名同学完成该题目。题目16：基于蒙特卡罗模拟方法的信号分析1、随机产生信号，信号在区间[-5，5]中泊松、正态、分布；2、设计蒙特卡罗函数；3、采用蒙特卡罗模拟方法对设计的信号进行分析；4、并输出结果；注：每个同学选择一种分布信号，3名同学完成该题目。题目17：Matlab信号分解1、编写一个由3不同特征组成信号（相位、频率、幅度）；2、对信号叠加白噪声；3、分析信号的频谱、功率谱；4、测量该序列的均值，方差，最大值，最小值；5、设计滤波器，分解3个信号。注：1名同学完成该题目。题目18：Matlab信号参数分析1、设计指数、瑞利、韦泊分布的信号；2、设计3个频率组合的信号；3、叠加上述信号；4、分析上述信号的频谱。注：1名同学完成该题目。题目19：Matlab动态移动小球绘图1、设计三块磁铁构成的磁力线图；2、设计一个红色小球沿磁力线移动；3、通过键盘控制小球移动的速度；4、通过鼠标滚轮控制小球在不同的磁力线移动。注：每名同学选择上述题目中的1个，4名同学完成该题目。题目20：Matlab动态绘图1、设计不同频率组成的信号；2、分析信号的频谱；3、动态绘制信号；4、输出信号的分析结果。注：1名同学完成该题目。3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：（1）要求设计组的每个成员都要了解设计的要求和整体思路；（2）每个题目小组的同学各完成一份设计说明书，突出各自的工作内容；（3）要求有正确的运行结果及结果分析。课程设计任务书4．主要参考文献：谭浩强.《C程序设计（第二版）》.清华大学出版社.1999年12月袁志祥.《数据结构（c语言版）例题详解与课程设计指导》第二版.中国科学技术大学出版社出版谭浩强.《C语言程序设计题解与上机指导》.清华大学出版社.2000年11月陈朔鹰,陈英主.《C语言程序设计习题集（第二版）》.人民邮电出版社.2003年2月田淑清.《C语言程序设计辅导与习题集》.中国铁道出版社.2000年1月王明泉.《信号与系统》.科学出版社.2010年6月5．设计成果形式及要求：每个子题目小组提供详细的设计说明书一份设计说明书中包含：1、关键词解释，设计方案基本原理；2、软件框图；3、调试过程、设计结果、设计分析；4、附录软件源代码6．工作计划及进度：2016年12月5日~2016年12月5日：学习Matlab有关编程方法；2016年12月6日~2016年12月8日：在指导教师指导下实现程序设计；2016年12月8日~2016年12月9日：撰写课程设计说明书；2016年12月9日：答辩。学科部主任审查意见：签字：年月日目录一、题目说明------------------------------------1二、设计主要模块------------------------2三、功能分析-----------------------------2四、程序源代码---------------------------3五、运行调试结果-------------------------11六、收获及体会----------------------------131一、题目说明1、数独游戏设计要求①在9*9的大九宫格内，已给定若干数字，其他宫位留白。玩家需要自己按照逻辑推敲出剩下的空格里面是什么数字。②必须满足的条件：每一行与每一列都有1到9的数字，每个小九宫格里也有1到9的数字，并且每一个数字在每行，每列都只能出现一次，既不能重复也不能少。③每个数独游戏都可以根据给定的数字为线索，推算解答出来。2、matlab软件介绍①基本介绍：ATLAB（矩阵实验室）是MATrixLABoratory的缩写，是一款由美国TheMathWorks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。②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、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。③图形处理：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。23、题目要求①根据数独游戏规则设置数独判断程序。②自动生成数独表。③根据输入数字给出输出，输入错误时给出提示。二、设计主要模块数独游戏主要组成部分三、功能分析游戏主要功能包括：①游戏的初始化，自动生成数独表。②根据选择的游戏难度不同产生给出数字数目不同的数独表。③当发生填写错误时会给出提示。④提供作弊功能，可以给出部分答案提示。⑤根据读者需要可以生成答案。数独游戏生成及判断程序界面设计解决数独问题程序3四、程序源代码functionsudoku(varargin)%sudoku%%SudokuGUIforMatlab%ifnargin==0,h_main=openfig(mfilename,'new');centerfig(h_main);handles=guihandles(h_main);guidata(h_main,handles);initialize(handles);elseifnargin1,feval(varargin{1},varargin{2:end})elsefeval(varargin{1})endend%--------------------------------