專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課程設(shè)計(jì)名稱：專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐課程設(shè)計(jì)題目：Matlab運(yùn)算與含有受控源電路的戴維南定理應(yīng)用分析初始條件：1. Matlab7.1以上版本軟件；2. 專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐輔導(dǎo)資料：“Matlab語言基礎(chǔ)及使用入門”、“Matlab及在電子信息課程中的應(yīng)用”、“線性代數(shù)”及“信號(hào)處理類”相關(guān)書籍等；3. 先修課程：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、電路、Matlab應(yīng)用實(shí)踐及信號(hào)處理類基礎(chǔ)課程等。要求完成的主要任務(wù)：（包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）1. 實(shí)踐內(nèi)容：根據(jù)指導(dǎo)老師給定的7套題目，按規(guī)定選擇其中1套獨(dú)立完成；2. 本專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐統(tǒng)一技術(shù)要求：研讀輔導(dǎo)資料對(duì)應(yīng)

2、章節(jié)，對(duì)選定的設(shè)計(jì)題目進(jìn)行理論分析，完成針對(duì)具體設(shè)計(jì)部分的原理分析、建模、必要的推導(dǎo)和可行性分析，畫出程序設(shè)計(jì)框圖，編寫程序代碼（含注釋），上機(jī)調(diào)試運(yùn)行程序，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果（含計(jì)算結(jié)果和圖表等），并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)。具體設(shè)計(jì)要求包括： 初步了解Matlab、熟悉Matlab界面、進(jìn)行簡(jiǎn)單操作等； Matlab的數(shù)值計(jì)算：創(chuàng)建矩陣、矩陣運(yùn)算、多項(xiàng)式運(yùn)算、線性方程組、數(shù)值統(tǒng)計(jì)等； 基本繪圖函數(shù)：了解plot, plot3, mesh, surf等，要求掌握以上繪圖函數(shù)的用法、簡(jiǎn)單圖形標(biāo)注、簡(jiǎn)單顏色設(shè)定等； 使用文本編輯器編輯m文件，會(huì)函數(shù)調(diào)用等； 能完成簡(jiǎn)單電路的Matlab編程分析； 按要

3、求參加專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐的實(shí)驗(yàn)演示和答辯等。3. 課程設(shè)計(jì)說明書按學(xué)?！罢n程設(shè)計(jì)工作規(guī)范”中的“統(tǒng)一書寫格式”撰寫，具體包括： 目錄； 與設(shè)計(jì)題目相關(guān)的理論分析、歸納和總結(jié)； 與設(shè)計(jì)內(nèi)容相關(guān)的原理分析、建模、推導(dǎo)、可行性分析； 程序設(shè)計(jì)框圖、程序代碼（含注釋）、程序運(yùn)行結(jié)果和圖表、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和總結(jié)； 課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì)（至少500字）； 參考文獻(xiàn)（不少于5篇）； 其它必要內(nèi)容等。時(shí)間安排：1.0周（分散進(jìn)行）目錄專心-專注-專業(yè)1.概述Matlab翻譯為“矩陣實(shí)驗(yàn)室”，該技術(shù)手段在信號(hào)處理系統(tǒng)中得到了較為廣泛地應(yīng)用。Matlab 作為信號(hào)處理方法中的一種，能夠?qū)υ谛盘?hào)處理過程中。對(duì)信號(hào)進(jìn)行有效地檢

4、測(cè)和變換，并且在濾波和識(shí)別過程中，發(fā)揮著重要作用。將Matlab 應(yīng)用于信號(hào)處理系統(tǒng)當(dāng)中，對(duì)于提升系統(tǒng)性能，發(fā)揮Matlab 信號(hào)處理系統(tǒng)功能和作用來說，起到了至關(guān)重要的作用。在進(jìn)行信號(hào)處理過程中，Matlab發(fā)揮了重要的作用，這一過程中，需要對(duì)Matlab 濾波器、頻域變換、圖像顯示功能進(jìn)行應(yīng)用。Matlab在信號(hào)處理過程中，主要通過對(duì)離散模塊、信號(hào)系統(tǒng)模塊等進(jìn)行應(yīng)用，對(duì)信息進(jìn)行濾波、采集、輸出、仿真測(cè)試等操作?；贛atlab 的信號(hào)處理系統(tǒng)，能夠在信號(hào)處理工作中得到廣泛地應(yīng)用，這與Matlab 技術(shù)本身的強(qiáng)大功能不可分割。同時(shí)，Matlab 信號(hào)處理系統(tǒng)應(yīng)用過程中，需要注重對(duì)編程程序的有

5、效應(yīng)用，能夠保證Matlab 在實(shí)際應(yīng)用過程中，發(fā)揮應(yīng)有作用?；谶@一點(diǎn)，Matlab 需要進(jìn)行不斷完善，并且需要對(duì)Matlab 利用 的適應(yīng)性問題進(jìn)行慎重考慮，保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，發(fā)揮Matlab 濾波器、圖像顯示、頻域轉(zhuǎn)換的功能。2.理論及原理分析2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容要求1 已知t=linspace(0,2*pi,6)，求t的正弦和正弦的絕對(duì)值。2 繪制函數(shù)在時(shí)的曲線。3 已知a=1,3,0;2,0,1;4,6,5, a1=logical(1 0 1),a2= logical(1 1 0),b=a>1,求a(a1,a2)和a(b)。4 分析下面每條指令的功能并運(yùn)行，觀察執(zhí)行結(jié)果。(1)X

6、=0:0.25:3;Y=X.*exp(-X);plot(X,Y),xlabel(x), ylabel(y),title(y=x*exp(-x);(2)A=zeros(3,5)A(:)=-4:5L=abs(A)>4islogical(L)X=A(L)(3)A=1:5;6:10pow2(A)(4)A=zeros(3,2)A(:)=1:6A=A*(1+i)A1=A.;B1=A;(5)A=ones(2,3)B=ones(2)C=eye(4)D=diag(C)E=repmat(C,1,3)5 計(jì)算在x=0.1與10處的值。6 求函數(shù), n=100的值。7 求1500個(gè)元素的隨機(jī)數(shù)向量A中大于0.5

7、的元素個(gè)數(shù)。8. 用圖形表示連續(xù)調(diào)制波形,運(yùn)行下面的程序，觀察結(jié)果，并簡(jiǎn)單說明。t1=(0:11)/11*pi;y1=sin(t1).*sin(9*t1);t2=(0:100)/100*pi;y2=sin(t2).*sin(9*t2);subplot(2,2,1),plot(t1,y1,'r.'),axis(0,pi,-1,1),title('子圖 (1)')subplot(2,2,2),plot(t2,y2,'r.'),axis(0,pi,-1,1),title('子圖 (2)')subplot(2,2,3),plot(t1,y

8、1,t1,y1,'r.')axis(0,pi,-1,1),title('子圖 (3)')subplot(2,2,4),plot(t2,y2)axis(0,pi,-1,1),title('子圖 (4)')9. 已知方程組，用矩陣除法來解線性方程組。10已知，其中t的范圍是0 10，計(jì)算y的微分和積分并給出曲線圖。11. 在如題圖1所示的電路中，已知,，,，,求（可任意變動(dòng)）能獲得的最大功率。題圖1 所需分析電路圖2.2 矩陣生成<1> 元素輸入法這是最簡(jiǎn)單，也是最常用的一種矩陣的生成方法。例如：>>A=1,2,3;4,5,6

9、;7,8,9>>B=1 2 3;4 5 6;7 8 9注意：整個(gè)矩陣必須用""括起來；矩陣的行與行之間必須用""或回車鍵"Enter"隔開；元素之間必須用逗號(hào)","或空格分開。<2> 均勻采樣生成用法：linspace(x1,x2,N)功能：linspace是Matlab中的均分計(jì)算指令，用于產(chǎn)生x1,x2之間的N點(diǎn)行線性的矢量。其中x1、x2、N分別為起始值、終止值、元素個(gè)數(shù)。若默認(rèn)N，默認(rèn)點(diǎn)數(shù)為100。相關(guān)函數(shù)：logspace用法：x=logspace(a, b, n)功能：logsp

10、ace(a, b, n)生成一個(gè)(1xn)數(shù)組，數(shù)據(jù)的第一個(gè)元素值為a，最后一個(gè)元素為b，n是總采樣點(diǎn)數(shù)。需要注意的是，此時(shí)產(chǎn)生的數(shù)組元素在10a 到10b上并不是均勻分布的，而形成一個(gè)對(duì)數(shù)曲線。<3> 幾種特殊矩陣的生成方法1、A= %空矩陣2、A=zeros(2,3) %生成元素全為零的2x3矩陣3、A=ones(2,3)   %生成元素全為1的2x3矩陣4、A=rand(2,4)   %生成隨機(jī)的2x4矩陣5、矩陣的提?。?#160;  A=1:5;6:10;3:7   B=A(2:3,2:4)   %提取矩陣A的第

11、2,3行與第2,3,4列交叉處的元素。6、A=magic（3）   %創(chuàng)建魔方矩陣。7、A=eye(3,4)  %使用eye(m,n)可得到一個(gè)允許的最大單位矩陣，其余處補(bǔ)0。2.3 plot()函數(shù)1、plot(y)當(dāng)y為向量時(shí)，是以y的分量為縱坐標(biāo)，以元素序號(hào)為橫坐標(biāo)，用直線依次連接數(shù)據(jù)點(diǎn)，繪制曲線。若y為實(shí)矩陣，則按列繪制每列對(duì)應(yīng)的曲線。2、plot(x,y)若y和x為同維向量，則以x為橫坐標(biāo),y為縱坐標(biāo)繪制連線圖。若x是向量，y是行數(shù)或列數(shù)與x長(zhǎng)度相等的矩陣，則繪制多條不同色彩的連線圖，x被作為這些曲線的共同橫坐標(biāo)。若x和y為同型矩陣，則以x,y對(duì)應(yīng)元素分別繪制曲線

12、，曲線條數(shù)等于矩陣列數(shù)。3、plot(x1,y1,x2,y2,)在此格式中，每對(duì)x,y必須符合plot(x,y)中的要求，不同對(duì)之間沒有影響，命令將對(duì)每一對(duì)x,y繪制曲線。以上三種格式中的x,y都可以是表達(dá)式。plot是繪制一維曲線的基本函數(shù)，但在使用此函數(shù)之前，須先定義曲線上每一點(diǎn)的x以及y坐標(biāo)。2.4 Matlab中乘法使用Matlab中乘法包括點(diǎn)乘和叉乘。<1> 數(shù)與矩陣的乘法：（m等價(jià)于m.）m×A : m與A中各元素相乘<2> 矩陣與矩陣的乘法：A×B: A、B矩陣按線性代數(shù)中矩陣乘法運(yùn)算進(jìn)行相乘（注意維數(shù)匹配）A.*B: A、B對(duì)應(yīng)元素相

13、乘（注意維數(shù)相同）3.程序設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)3.1第一題1.已知t=linspace(0,2*pi,6)，求t的正弦和正弦的絕對(duì)值。代碼：syms a b %定義兩個(gè)符號(hào)變量t=linspace(0,2*pi,6); %范圍02pi，元素個(gè)數(shù)為6a=sin(t),y=abs(t)實(shí)驗(yàn)截圖：圖 1 t的正弦和余弦3.2第二題2.繪制函數(shù)在時(shí)的曲線。代碼：x=0:0.001:1;y=x.*exp(-x);plot(x,y)title('電信1403蘇靜')實(shí)驗(yàn)截圖：圖 2 函數(shù)圖像3.3第三題3.已知a=1,3,0;2,0,1;4,6,5, a1=logical(1 0 1),a2= lo

14、gical(1 1 0),b=a>1,求a(a1,a2)和a(b)。代碼：a=1,3,0;2,0,1;4,6,5;a1=logical(1 0 1); %向量a1a2= logical(1 1 0); %向量a2b=a>1; %a中大于1的元素=1，反之=0a(a1,a2) %提取a1行，a2列的元素a(b) %提取b矩陣對(duì)應(yīng)位置為1的a矩陣元素實(shí)驗(yàn)截圖：圖 3 a(a1,a2)和a(b)結(jié)果圖3.4第四題4.分析下面每條指令的功能并運(yùn)行，觀察執(zhí)行結(jié)果。(1)X=0:0.25:3; %x取值設(shè)定0-3，步長(zhǎng)0.25Y=X.*exp(-X); % y=xe-xplot(X,Y),xl

15、abel('x'),ylabel('y'),title('y=x*exp(-x) '); %顯示圖形執(zhí)行結(jié)果：圖 4 y=x*exp(-x)圖像(2)A=zeros(3,5), %產(chǎn)生3*5的零矩陣A(:)=-4:10, %給矩陣賦值，-45，步進(jìn)1L=abs(A)>4, %判斷矩陣絕對(duì)值是否大于4islogical(L), %若L為邏輯值，返回1，反之返回0X=A(L) %提取L矩陣對(duì)應(yīng)位置為1的A矩陣元素執(zhí)行結(jié)果：圖 5 執(zhí)行過程A的變化及最終結(jié)果(3)A=1:5;6:10 %產(chǎn)生【 45 910】pow2(A) %返回?cái)?shù)組，數(shù)組元素變

16、成2原來A元素次方執(zhí)行結(jié)果：圖 6 矩陣A及A*A(4)A=zeros(3,2) % 生成3*2的0矩陣A(:)=1:6 %給A賦值16，步進(jìn)1A=A*(1+i) %A的元素分別*（1+i）A1=A.' %對(duì)A進(jìn)行數(shù)組轉(zhuǎn)置B1=A' %對(duì)A進(jìn)行矩陣轉(zhuǎn)置執(zhí)行結(jié)果：圖 7 矩陣A的轉(zhuǎn)置及共軛矩陣(5)A=ones(2,3) %生成2*3的1矩陣B=ones(2) %生成2*2的1矩陣C=eye(4) %生成4*4的單位矩陣D=diag(C) %獲取C的對(duì)角線元素矩陣E=repmat(C,1,3) %將C變成1*3的新矩陣執(zhí)行結(jié)果：圖 8 各矩陣元素值3.5第五題5.計(jì)算在x=0.1

17、與10處的值。代碼：x=2,0,0.1,0,0,-10; y=polyval(y,0.1);y=polyval(y,10);實(shí)驗(yàn)截圖：圖 9 x在0.1處y的值圖 10 x在10處y的值3.6第六題6.求函數(shù), n=100的值。代碼：n=100; %設(shè)置n的值k=1:n; %循環(huán)變量直至k=n=100f=k.-3; %求（1k-3）值y=sum(f) %求和實(shí)驗(yàn)截圖：圖 11 函數(shù)求解結(jié)果3.7第七題7.求1500個(gè)元素的隨機(jī)數(shù)向量A中大于0.5的元素個(gè)數(shù)。代碼：x=rand(1500,1); %產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)y=x>0.5; %判斷是否大于0.5n=sum(y) %累加計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)截圖：圖 1

18、2 程序兩次執(zhí)行結(jié)果3.8第八題用圖形表示連續(xù)調(diào)制波形,運(yùn)行下面的程序，觀察結(jié)果，并簡(jiǎn)單說明。代碼1：syms ty=sin(t)*sin(9*t); %顯示的波形ezplot(y)xlabel('x軸')ylabel('y軸')title('y=sin(t)*sin(9*t) 電信1403蘇靜') %設(shè)置標(biāo)題實(shí)驗(yàn)截圖1：圖 13 函數(shù)圖像代碼2：t1=(0:11)/11*pi; %將t1在0pi分成12段 y1=sin(t1).*sin(9*t1); %調(diào)制波形t2=(0:100)/100*pi; %將t2在0pi分成101段y2=sin(t2

19、).*sin(9*t2); %調(diào)制波形subplot(2,2,1), %將窗口分為四個(gè)plot(t1,y1,'r.'), %描點(diǎn)axis(0,pi,-1,1), %設(shè)置x,y軸的數(shù)值title('子圖 (1)' %顯示標(biāo)題 subplot(2,2,2),plot(t2,y2,'r.'),axis(0,pi,-1,1),title('子圖 (2)')subplot(2,2,3),plot(t1,y1,t2,y2,'r.') axis(0,pi,-1,1),title('子圖 (3)') subplot

20、(2,2,4),plot(t2,y2) axis(0,pi,-1,1),title('子圖 (4)')實(shí)驗(yàn)截圖2：圖 14 程序執(zhí)行結(jié)果四個(gè)子圖3.9第九題9.已知方程組，用矩陣除法來解線性方程組。代碼：A=3,-1,2;-5,1,3;1,-1,4; %方程左邊x的系數(shù)b=9;5;8; %方程右邊的值xinv=inv(A)*b %求逆實(shí)驗(yàn)截圖：圖 15 求解結(jié)果3.10第十題10已知，其中t的范圍是0 10，計(jì)算y的微分和積分并給出曲線圖。（1）微分代碼：syms t;y=exp(-1)*cos(t);x=diff(y,t)t=0:0.1:10;x=subs(x,t); %用數(shù)

21、值代替符號(hào)變量替換函數(shù)，將sym轉(zhuǎn)化成為Doubleplot(t,x);title('微分 電信1403-蘇靜')實(shí)驗(yàn)截圖：圖 16 微分值求解圖 17 微分圖像（2）積分代碼：syms t;y=exp(-1)*cos(t);x=int(y,t,0,10) %定積分s=int(y,t) %不定積分t=0:0.1:10;s=subs(s,t); %用數(shù)值代替符號(hào)變量替換函數(shù)，將sym轉(zhuǎn)化成為Doubleplot(t,s);title('積分 電信1403-蘇靜')實(shí)驗(yàn)截圖：圖 18 積分值求解圖 19 積分圖像3.11第十一題11. 在如題圖1所示的電路中，已知,

22、，,，,求（可任意變動(dòng)）能獲得的最大功率。題圖1解：據(jù)題意分析可知，為了能夠輸出最大功率，根據(jù)戴維南定理可知，當(dāng)?shù)刃ё杩筞eq（從bc端往左看）等于ZL時(shí)，ZL上可以得到最大功率輸出PLmax=Uoc24RL。所以我們要求出Zeq，而為了求Zeq，我們采取Zeq=開路電壓/短路電流。因?yàn)殡娐分泻惺芸卦矗?，我們可以將ZL斷開后加入一個(gè)電流源，然后以c為參考點(diǎn)，列寫節(jié)點(diǎn)電壓方程：a點(diǎn)：1R1+1jwC+1jwL+1R2Ua-1R2Ub=UsR1+1jwCb點(diǎn)：-1R2Ua+1R2Ub=Is+U1開路電壓：Uoc=Ub解得：短路電流：Is=1-45°V此時(shí)：Zeq=UocIs=Ub最

23、大功率：PLmax=Uoc24RL，RL=ReZLMatlab 程序代碼：R1=1;R2=2;C=1000/106;L=0.4/103;w=1000;Y11=1/R2+1/(j*w*L)+1/(R1+1/(j*w*C);A=Y11,-1/R2,0;-1/R2,1/R2,-0.5;1,0,-1;B=1/(R1+1/(j*w*C),0;0,1;0,0;Us=10*exp(-j*45*pi/180);Is=0; %令I(lǐng)s=0，求Uoc=X1（2）X1=AB*Us,Is.'Uoc=X1(2),absuoc=abs(Uoc) %解出UocUs2=0;Is2=1; %令I(lǐng)s=1A，并將Us置0，求

24、Zeq=Ub/Is=X2(2)X2=AB*Us2,Is2.'Zeq=X2(2) %解出ZeqZL=Zeq',Pmax=(abs(Uoc)2/(4*real(Zeq) %計(jì)算最大功率實(shí)驗(yàn)截圖：圖 20 各個(gè)值結(jié)果4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析l Matlab中的pi與不同。l plot(Y)如果Y是m×n的數(shù)組，以1:m為X橫坐標(biāo)，Y中的每一列元素為Y坐標(biāo)，繪制n條曲線；如果Y是n×1或者1×n的向量，則以1:n為橫坐標(biāo)，Y為坐標(biāo)表繪制1條曲線；如果Y是復(fù)數(shù)，則plot(Y)等效于plot(real(Y),imag(Y)；其它使用情況下，忽略坐標(biāo)數(shù)據(jù)中的虛部。l

25、Matlab用法小節(jié)：如果輸入單行后直接按回車，則直接顯示結(jié)果。如果希望輸入多行，則需要在行尾使用“Shift”+“Enter”組合鍵來換行。如果輸入多行，但只需顯示最后一條結(jié)果，可以在之前的語句末尾使用“;”。l 戴維南定理只對(duì)外電路等效，對(duì)內(nèi)電路不等效。也就是說，不可應(yīng)用該定理求出等效電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻之后，又返回來求原電路（即有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部電路）的電流和功率。應(yīng)用戴維南定理進(jìn)行分析和計(jì)算時(shí)，如果待求支路后的有源二端網(wǎng)絡(luò)仍為復(fù)雜電路，可再次運(yùn)用戴維南定理，直至成為簡(jiǎn)單電路。而且它只適用于線性的有源二端網(wǎng)絡(luò)。如果有源二端網(wǎng)絡(luò)中含有非線性元件時(shí)，則不能應(yīng)用戴維南定理求解。在對(duì)電路進(jìn)行分析時(shí)適當(dāng)?shù)倪x取戴維南定理和諾頓定理將會(huì)大大化簡(jiǎn)電路，降低運(yùn)算難度。5.心得體會(huì)這次的課程設(shè)