matlab課程設(shè)計---交互界面求定積分

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文檔簡介

1、　　課程設(shè)計(論文)任務(wù)書　　四、課程設(shè)計(論文)內(nèi)容要求：　　1．本課程設(shè)計的目的　?。?）熟練掌握MATLAB語言的基本知識和技能； 　?。?）熟悉MATLAB下的GUI程序設(shè)計；　?。?）熟悉MATLAB下

2、的定積分功能，MATLAB的繪圖功能；　?。?）培養(yǎng)分析、解決問題的能力；提高學(xué)生的科技論文寫作能力。 　　2．課程設(shè)計的任務(wù)及要求　　1）基本要求：　?。?）分別利用數(shù)字積分、符號積分和Simulink仿真求積分；</p&g

3、t;　?。?）利用matlab中的GUI設(shè)計窗口設(shè)計一個界面程序。其中主界面包含控制背景顏　　色與圖形坐標(biāo)的菜單；　?。?）用三個按鈕控件來控制積分所采用方法；　?。?）積分的結(jié)果或數(shù)字用文本框輸出；　?。?）比較三種積分方法的結(jié)果。</p&g

4、t;　　2）創(chuàng)新要求： 　　GUI界面使程序更加友好、美觀和合理　　3）課程設(shè)計論文編寫要求　?。?）要按照課程設(shè)計模板的規(guī)格書寫課程設(shè)計論文　　（2）論文包括目錄、正文、心得體會、參考文獻等

5、　　（3）課程設(shè)計論文用B5紙統(tǒng)一打印，裝訂按學(xué)校的統(tǒng)一要求完成　　4）答辯與評分標(biāo)準(zhǔn)： 　　（1）完成原理分析：20分； 　?。?）完成設(shè)計過程：40分； 　　（3）完成調(diào)試：20分；　　（4）回答問題：2

6、0分；　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　5）參考文獻：　?。?）劉衛(wèi)國.MATLAB程序設(shè)計與應(yīng)用（第二版）. 北京：高等教育出版社，2008. 　?。?）張德豐.MATLAB數(shù)值計算方法. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.

7、　?。?）陳壵光毛濤濤王正林王玲.精通MATLAB GUI設(shè)計. 北京：電子工業(yè)出版社，2011.　　6）課程設(shè)計進度安排　　內(nèi)容天數(shù)　　　　　　地點　　構(gòu)思及收集資料 2　　　　　　　圖書館

8、　編程設(shè)計與調(diào)試 1　　　　　　　實驗室　　撰寫論文 2　　　　　　　圖書館、實驗室　　學(xué)生簽名： 　　課程設(shè)計(論文)評審意見　?。?）完成原理分析（20分）：優(yōu)（?。⒘迹ā。?、

9、中（?。?、一般（?。?、差（　）； 　?。?）設(shè)計分析　?。?0分）：優(yōu)（?。?、良（?。⒅校ā。⒁话悖ā。?、差（　）； 　　（3）完成調(diào)試　?。?0分）：優(yōu)（?。?、良（　）、中（?。?、一般（?。?、差（?。?；　?。?）翻譯能力　　（20分）：優(yōu)（?。?、良（　）、中（?。⒁话悖ā。⒉睿ā。?；

10、　?。?）回答問題　　（20分）：優(yōu)（?。?、良（?。?、中（　）、一般（?。?、差（?。?；　　（6）格式規(guī)范性及考勤是否降等級：是（?。⒎瘢ā。?lt;/p>　　(7) 總評分數(shù)　　　　　　　　優(yōu)（?。⒘迹ā。⒅校ā。⒁话悖ā。?、差（?。?；　　評閱人：　　　職稱：　講師 &l

11、t;/p>　　目錄　　概要設(shè)計4　　詳細設(shè)計5　　實現(xiàn)界面8　　心得

12、體會12　　參考文獻13　　附錄代碼13　　概要設(shè)計　　整個的GUI界面如下圖：　　其中設(shè)

13、計分成三個主要的模塊：　　菜單模塊　　菜單模塊共分有兩個控制菜單，位于整個界面的上端　　包含顏色控制和坐標(biāo)控制菜單。　　函數(shù)圖形模塊　　函數(shù)圖形模塊在界面

14、的左端，輸出所求積分函數(shù)的圖形。　　積分運算結(jié)果輸出模塊　　積分運算結(jié)果輸出模塊含有四個輸出框和五個按鈕，位于整個界面的最右端。　　含有數(shù)值積分、符號積分和simulink積分的結(jié)果輸出框以及比較這三個積分大小的輸出框。其中最后一個按鈕為清除所有輸出框的數(shù)據(jù)，方便重新操作。

15、;　　詳細設(shè)計　　求積分的實現(xiàn)　　數(shù)值積分：　　利用quadl函數(shù)　　f=inline('1/sqrt(2*pi

16、)*exp(-x.^2/2)');　　format long　　sz=quadl(f,0,1);　　szs=num2str(sz,'%.20f');　　符號積分：　　x

17、=sym('x');　　format long　　f=1/sqrt(2*pi)*exp(-x^2/2);　　fhjf=int(f,0,1);　　fh=double(fhjf);　　fhs=char(fhjf);&l

18、t;/p>　　simulink求積分：　　創(chuàng)建文件名為jifen.mdl的simulink文件.　　Simulink文件的布局如下圖：　　在主要的m文件用下列代碼引用simulink積分結(jié)果：　　[t,x,y]=sim('jifen&#

19、39;,[0,1]);　　format long　　sm=max(simout.signals.values);　　積分的結(jié)果分別存放在sz，fh，sm變量中。　　2、菜單欄的設(shè)計　　菜單欄有

20、兩個子菜單構(gòu)成，如下圖所示：　　包含顏色控制菜單和坐標(biāo)控制菜單，使用uimenu函數(shù)進行創(chuàng)建，　　下列例舉菜單控制和紅色子菜單的創(chuàng)建代碼，其他的子菜單顏色類似：　　ysmenu=uimenu(gcf,'Label','&顏色控制');

21、;　　uimenu(ysmenu,'Label','紅色',...　　'Call','set(gcf,''Color'',''Red'');');　　坐標(biāo)控制菜單定義如下代碼：　　zbm

22、enu=uimenu(gcf,'Label','&坐標(biāo)控制');　　uimenu(zbmenu,'Label','默認值','Call','axis([-8,8,0,0.6]);');　　uimenu(zbmenu,'Label',&#

23、39;坐標(biāo)縮小2倍','Call','axis([-4,4,0,0.3]);');　　uimenu(zbmenu,'Label','坐標(biāo)放大2倍','Call','axis([-16,16,0,1.6]);');　　3、函數(shù)圖形模塊的設(shè)計：</p

24、>　　定義適當(dāng)?shù)膱D形坐標(biāo)大小和圖形大小，利用plot函數(shù)輸出圖形。并使用title顯示函數(shù)的標(biāo)題。　　代碼如下：　　axes('Position',[0.1,0.2,0.5,0.6]);　　x=-15:1/100:15;</p

25、>　　y=1/sqrt(2*pi)*exp(-x.^2/2);　　h=plot(x,y);　　title('函數(shù)：1/sqrt(2*pi)*exp(-x.^2/2)圖像');　　axis([-8,8,0,0.6]);　　4、輸出

26、按鈕和輸出框的設(shè)計：　　下面例舉數(shù)值積分的標(biāo)題，按鈕和輸出框的設(shè)計，其余框大同小異：　　數(shù)值積分標(biāo)題：　　定義為text的文本框，劇中字體，輸出字符”數(shù)值積分”。　　uicontrol(gcf,'Style','

27、;text',...　　'Position',[600,430,100,20],...　　'String','數(shù)值積分',...　　'Horizontal','center');<

28、;b>　　數(shù)值積分輸出框：　　szbox=uicontrol(gcf,'Style','text',...　　'Position',[630,380,100,30],...　　'String','',...&

29、lt;/p>　　'Horizontal','center');　　數(shù)值積分控制按鈕：　　szcon為輸出按鈕的響應(yīng)函數(shù)，利用函數(shù)改變輸出框的結(jié)果。　　代碼：

30、　　szcom=['format long;','set(szbox,''string'',szs);'];　　szbar=uicontrol(gcf,'Style','push',...　　'Position',[550,

31、380,50,20],...　　'String','GET',...　　'Horizontal','center',...　　'Call',szcom);　　比較功能的實現(xiàn)&

32、lt;/b>　　窮舉所有可能的結(jié)果，并把比較結(jié)果保存在anstr變量中　　if (sz>fh && fh==sm) anstr='數(shù)字積分>符號積分=simulink積分';end　　if (sz>sm && sm==fh) anstr=&#

33、39;數(shù)字積分>simulink積分=符號積分';end　　if (fh>sz && sz==sm) anstr='符號積分>數(shù)字積分=simulink積分';end　　if (fh>sm && sm==sz) anstr='符號積分>simulink積分=數(shù)字

34、積分';end　　if (sm>fh && fh==sz) anstr='simulink積分>數(shù)字積分=符號積分';end　　if (sm>sz && sz==fh) anstr='simulink積分>數(shù)字積分=符號積分';end&

35、lt;p>　　if (sz==fh && fh>sm) anstr='數(shù)字積分=符號積分>simulink積分';end　　if (sz==sm && sm>fh) anstr='數(shù)字積分=simulink積分>符號積分';end　　if (fh==sz &am

36、p;& sz>sm) anstr='符號積分=數(shù)字積分>simulink積分';end　　if (fh==sm && sm>sz) anstr='符號積分=simulink積分>數(shù)字積分';end　　if (sm==fh && fh>sz) anstr=

37、'simulink積分=數(shù)字積分>符號積分';end　　if (sm==sz && sz>fh) anstr='simulink積分=數(shù)字積分>符號積分';end　　if (sz>fh && fh>sm) anstr='數(shù)字積分>符號積分>s

38、imulink積分';end　　if (sz>sm && sm>fh) anstr='數(shù)字積分>simulink積分>符號積分';end　　if (fh>sz && sz>sm) anstr='符號積分>數(shù)字積分>simulink積分'

39、;end　　if (fh>sm && sm>sz) anstr='符號積分>simulink積分>數(shù)字積分';end　　if (sm>fh && fh>sz) anstr='simulink積分>數(shù)字積分>符號積分';end

40、　　if (sm>sz && sz>fh) anstr='simulink積分>數(shù)字積分>符號積分';end　　清除所有輸出框的按鈕實現(xiàn)：　　利用clcom把所有的輸出框字符全部設(shè)定為空字符，達到清除的目的。　　kb=

41、'';　　clcom=['set(bjbox,''string'',kb);','set(szbox,''string'',kb);',...　　'set(sibox,''string'

42、9;,kb);','set(fhbox,''string'',kb);'];　　clbar=uicontrol(gcf,'Style','push',...　　'Position',[620,25,80,40],...<p

43、>　　'String','清除所有數(shù)據(jù)',...　　'Horizontal','center',...　　'Call',clcom);　　實現(xiàn)界面&

44、lt;b>　　顏色菜單的使用：　　點擊顏色控制菜單，選擇紅色，可以看到界面背景顏色變?yōu)榧t色：　　若點擊白色菜單欄：則變?yōu)榘咨?，達到題目要求：　　坐標(biāo)控制菜單：　　默認的坐標(biāo)大小如下圖：

45、　　點擊縮小2倍菜單，可得到如下圖的效果：　　x軸和y軸都變小了兩倍：　　獲得積分的操作：　　點擊GET按鈕，可以在輸出框中看到積分結(jié)果，比如數(shù)值積分輸出結(jié)果如下圖：　　符號積分的操作如下圖：

46、　　比較積分結(jié)果的操作：　　點擊get，可以的到下圖的輸出結(jié)果：　　清除所有輸出框操作：　　點擊之前：　　點擊之后：

47、　心得體會　　本次我的課設(shè)題目是積分的運算。在之前的學(xué)習(xí)之中，所編的程序都只是控制臺的，沒有形成界面，而這次課設(shè)要求使用編寫出來的程序要具有GUI，這對我是個巨大的挑戰(zhàn)，首先要客服的是如何對GUI界面進行布局。在沒有GUI編程的基礎(chǔ)情況下，要逐步的摸索和實踐，還要到各處搜集資料，不論是書本上的還是網(wǎng)絡(luò)上的，都進行了大量的查找。這也讓我對GUI設(shè)計的理解有了進一步提高，并不是能

48、編寫出程序就能設(shè)計好GUI界面，還要知道各個模塊的內(nèi)部聯(lián)系，對模塊進行合理布局，才能讓自己能寫出布局合理，美觀易用的GUI界面。　　而對于積分運算，除了數(shù)值積分和符號積分，此次課設(shè)還要求使用simulink進行積分求解，這對于我又是一個挑戰(zhàn)。因為之前的學(xué)習(xí)中，對于simulink的實踐很少，導(dǎo)致了對于simulink的操作相當(dāng)陌生，甚至一開始simulink如何開始編寫都不了解。在粗略閱讀了課本

49、的第10章之后，對于simulink有了初步的了解，但是對于如何使用simulink求解積分，依舊一知半解，然后便開始從網(wǎng)上搜集資料，網(wǎng)上的資料也不多，只有一些人對于如何求解提出問題，但是卻很少有人回答。好不容易看到了有一個求解的simulink圖示，我試著模仿圖去設(shè)計自己的simulink模塊，但是始終沒有成功。最后沒有方法，慢慢的仔細閱讀書本上的知識，發(fā)現(xiàn)書中的例題居然就是simulink積分求解！這讓我意識到書本才是應(yīng)該最先去尋找

50、答案的地方。又進行了一翻摸索，我終于講simulink模塊編寫好，并且與主程序進行融合。最后終于設(shè)計出了這一份課設(shè)。　　從這次的課設(shè)之中，給了我很深刻的體會，設(shè)計界面的時候不能太急于求成，分模塊，一步一步的去設(shè)計，最后將系統(tǒng)拼湊出來。不僅僅是課設(shè)，很多事情也是如此，分模塊的搭建比盲目去設(shè)計要好要快很多。另外對于學(xué)習(xí)知識，并不是網(wǎng)絡(luò)上的資料就無窮無盡，都能找到答案，有些書本上的知識，大家都再書本上

51、看過，也就不會在網(wǎng)絡(luò)上詢問別人。所以遇到不懂的問題，首先求助的應(yīng)該是書本而不是網(wǎng)絡(luò)，何必要殺雞用牛刀呢。在以后的學(xué)習(xí)中也應(yīng)該學(xué)習(xí)鞏固好書本知識，這樣才不至于遇到不會的無章可循。手忙腳亂、心煩意亂卻仍舊找不到對策。　　參考文獻　?。?）劉衛(wèi)國.MATLAB程序設(shè)計與應(yīng)用（第二版）. 北京：高等教育出版社，2008.

52、 　?。?）張德豐.MATLAB數(shù)值計算方法. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.　?。?）陳壵光毛濤濤王正林王玲.精通MATLAB GUI設(shè)計. 北京：電子工業(yè)出版社，2011.　?。?）matlab中文幫助網(wǎng)站http://www.matabc.com/<b

53、>　　附錄代碼　　%函數(shù)表達式　　%fx=1/sqrt(2*pi)*exp(-x^2/2);　　%數(shù)值積分　　f=inline('1/sqrt(2*pi)*exp

54、(-x.^2/2)');　　format long　　sz=quadl(f,0,1);　　szs=num2str(sz,'%.20f');　　%符號積分　　x=sym(

55、'x');　　format long　　f=1/sqrt(2*pi)*exp(-x^2/2);　　fhjf=int(f,0,1);　　fh=double(fhjf);　　fhs=char(fhjf);</p&

56、gt;　　%simulink　　[t,x,y]=sim('jifen',[0,1]);　　format long　　sm=max(simout.signals.values);　　sms=num2

57、str(sz,'%.20f');　　%GUI　　clf;　　%設(shè)置主界面參數(shù)　　set(gcf,'Position',[300

58、,100,800,500],...　　'Menubar','none',...　　'Name','交互界面求定積分程序',...　　'NumberTitle','off');&

59、lt;b>　　%顏色菜單控制　　ysmenu=uimenu(gcf,'Label','&顏色控制');　　uimenu(ysmenu,'Label','紅色',...　　'Call','set

60、(gcf,''Color'',''Red'');');　　uimenu(ysmenu,'Label','白色',...　　'Call','set(gcf,''Color'',''w

61、hite'');');　　uimenu(ysmenu,'Label','綠色',...　　'Call','set(gcf,''Color'',''green'');');<p

62、>　　uimenu(ysmenu,'Label','藍色',...　　'Call','set(gcf,''Color'',''blue'');');　　uimenu(ysmenu,'Label','

63、黃色',...　　'Call','set(gcf,''Color'',''yello'');');　　uimenu(ysmenu,'Label','黑色',...　　'C

64、all','set(gcf,''Color'',''black'');');　　%圖形窗口　　axes('Position',[0.1,0.2,0.5,0.6]);　　x=

65、-15:1/100:15;　　y=1/sqrt(2*pi)*exp(-x.^2/2);　　grid;　　h=plot(x,y);　　title('函數(shù)：1/sqrt(2*pi)*exp(-x.^2/2)圖像');<

66、;/p>　　axis([-8,8,0,0.6]);　　%坐標(biāo)控制菜單　　zbmenu=uimenu(gcf,'Label','&坐標(biāo)控制');　　uimenu(zbmenu,'Label',&

67、#39;默認值','Call','axis([-8,8,0,0.6]);');　　uimenu(zbmenu,'Label','坐標(biāo)縮小2倍','Call','axis([-4,4,0,0.3]);');　　uimenu(zbmenu,'Lab

68、el','坐標(biāo)放大2倍','Call','axis([-16,16,0,1.6]);');　　%數(shù)值積分標(biāo)題　　uicontrol(gcf,'Style','text',...　　'

69、;Position',[600,430,100,20],...　　'String','數(shù)值積分',...　　'Horizontal','center');　　%符號積分標(biāo)題<

70、p>　　uicontrol(gcf,'Style','text',...　　'Position',[600,330,100,20],...　　'String','符號積分',...　　'Horizontal',&

71、#39;center');　　%simulink積分標(biāo)題　　uicontrol(gcf,'Style','text',...　　'Position',[600,230,100,20],...　　'String

72、','simulink',...　　'Horizontal','center');　　%比較積分標(biāo)題　　uicontrol(gcf,'Style','text',...

73、　　'Position',[600,130,100,20],...　　'String','比較積分結(jié)果大小',...　　'Horizontal','center');　　%數(shù)值積分輸出框<

74、/b>　　szbox=uicontrol(gcf,'Style','text',...　　'Position',[630,380,100,30],...　　'String','',...

75、　　'Horizontal','center');　　%符號積分輸出框　　fhbox=uicontrol(gcf,'Style','text',...　　'Position',[600,280,1

76、90,30],...　　'String','',...　　'Horizontal','center');　　%simulink積分輸出框　　sibox=uicontrol(gcf,'Style'

77、;,'text',...　　'Position',[630,180,100,30],...　　'String','',...　　'Horizontal','center');

78、　%比較積分結(jié)果輸出框　　bjbox=uicontrol(gcf,'Style','text',...　　'Position',[630,80,100,30],...　　'String','',...<p

79、>　　'Horizontal','center');　　%數(shù)值積分控制按鈕　　szcom=['format long;','set(szbox,''string'',szs);'];<p

80、>　　szbar=uicontrol(gcf,'Style','push',...　　'Position',[550,380,50,20],...　　'String','GET',...　　'Horizontal'

81、;,'center',...　　'Call',szcom);　　%符號積分控制按鈕　　fhcom=['format long;','set(fhbox,''string'',fhs);&#

82、39;];　　fhbar=uicontrol(gcf,'Style','push',...　　'Position',[530,280,50,20],...　　'String','GET',...

83、;　　'Horizontal','center',...　　'Call',fhcom);　　%simulink積分控制按鈕　　smcom=['format long;','set(sibox,''string''

84、;,sms)'];　　sibar=uicontrol(gcf,'Style','push',...　　'Position',[550,180,50,20],...　　'String','GET',...

85、　　'Horizontal','center',...　　'Call',smcom);　　%比較積分控制按鈕　　if (sz>fh && fh==sm) anstr='數(shù)字積分&g

86、t;符號積分=simulink積分';end　　if (sz>sm && sm==fh) anstr='數(shù)字積分>simulink積分=符號積分';end　　if (fh>sz && sz==sm) anstr='符號積分>數(shù)字積分=simulink積分';e

87、nd　　if (fh>sm && sm==sz) anstr='符號積分>simulink積分=數(shù)字積分';end　　if (sm>fh && fh==sz) anstr='simulink積分>數(shù)字積分=符號積分';end

88、　if (sm>sz && sz==fh) anstr='simulink積分>數(shù)字積分=符號積分';end　　if (sz==fh && fh>sm) anstr='數(shù)字積分=符號積分>simulink積分';end　　if (sz==sm && s

89、m>fh) anstr='數(shù)字積分=simulink積分>符號積分';end　　if (fh==sz && sz>sm) anstr='符號積分=數(shù)字積分>simulink積分';end　　if (fh==sm && sm>sz) anstr='符號積分

90、=simulink積分>數(shù)字積分';end　　if (sm==fh && fh>sz) anstr='simulink積分=數(shù)字積分>符號積分';end　　if (sm==sz && sz>fh) anstr='simulink積分=數(shù)字積分>符號積分'

91、;end　　if (sz>fh && fh>sm) anstr='數(shù)字積分>符號積分>simulink積分';end　　if (sz>sm && sm>fh) anstr='數(shù)字積分>simulink積分>符號積分';end

92、　　if (fh>sz && sz>sm) anstr='符號積分>數(shù)字積分>simulink積分';end　　if (fh>sm && sm>sz) anstr='符號積分>simulink積分>數(shù)字積分';end　　i

93、f (sm>fh && fh>sz) anstr='simulink積分>數(shù)字積分>符號積分';end　　if (sm>sz && sz>fh) anstr='simulink積分>數(shù)字積分>符號積分';end　　bjcom=['set

94、(bjbox,''string'',anstr)'];　　bjbar=uicontrol(gcf,'Style','push',...　　'Position',[550,80,50,20],...　　'String&#

95、39;,'GET',...　　'Horizontal','center',...　　'Call',bjcom);　　%clear按鈕。　　kb='

96、;';　　clcom=['set(bjbox,''string'',kb);','set(szbox,''string'',kb);',...　　'set(sibox,''string'',k

97、b);','set(fhbox,''string'',kb);'];　　clbar=uicontrol(gcf,'Style','push',...　　'Position',[620,25,80,40],...

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