MATLAB软件与应用课程总结及凸包问题的求解与分析

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本文为《MATLAB 软件与应用》课程的期末结课报告，对本学期所学的课程内容进行了总结，并介绍了 MATLAB 软件在专业课和科研工作中的应用。报告还针对一个生活实际问题，即凸包构建与面积计算，进行了 MATLAB 编程求解与结果分析。首先，对课程的主要内容进行了总结和回顾。课程主要分为六章，分别是 MATLAB 概述及系统环境、MATLAB 矩阵及其运算、MATLAB 数据可视化、MATLAB 程序设计、MATLAB 数值计算和MATLAB 图像处理与模式识别。每章的重点内容和要点也被详细总结。通过对课程内容的回顾，我对 MATLAB 软件的基本概念、矩阵运算、数据可视化、程序设计、数值计算和图像处理等方面有了更深入的理解。接下来，报告介绍了 MATLAB 软件在专业课和科研工作中的应用。在专业课中，MATLAB 软件可以用于数据处理与分析、信号处理、模拟仿真和优化设计等方面。在科研工作中，MATLAB 软件可以用于算法设计与实现、数据采集与处理、模型建立与优化等方面。通过实际例子的介绍，说明了 MATLAB 软件在实际工作中的重要性和灵活性，并鼓励同学们在将来的专业课和科研工作中广泛应用 MATLAB 软件。最后，报告针对一个凸包构建与面积计算的生活实际问题进行了 MATLAB 编程求解与结果分析。首先介绍了凸包的定义和构建算法，然后利用 MATLAB 软件编写了凸包构建与面积计算的程序，并对程序进行了测试和结果分析。通过这个实例的分析，展示了 MATLAB 软件在解决实际问题中的强大能力和便捷性。总的来说，本文对《MATLAB 软件与应用》课程进行了全面总结，并介绍了 MATLAB 软件在专业课和科研工作中的应用。报告还通过一个生活实际问题的实例，展示了 MATLAB 软件的编程求解能力和结果分析能力。通过本课程的学习和报告的撰写，我对 MATLAB 软件有了更全面的了解，提高了在专业课和科研工作中使用 MATLAB 软件的能力。

西北工业大学《MATLAB 软件与应用》课程报告（航空学院冯铮浩 2017300281）

➢ 掌握线性方程组求解两种方法（右除号：x=A\b 或 x=inv(A)*b）;

➢ 掌握多项式基本操作（定义方式，roots/polyval/polyfit 等函数使用）；

➢ 掌握求解非线性方程组方法与技巧（solve/fsolve/roots 命令的运用）；

➢ 掌握插值与拟合常用命令，包括

⚫ 插值模块：一维插值命令 interp1 的使用方法；

⚫ 拟合模块：曲线拟合 polyfit 函数；

➢ 熟悉数值积分 quad/trapz 等函数的基本使用与参数设置。

(6) 第 6 章——MATLAB 符号运算

内容要点提炼：

➢ 掌握符号变量/表达式的定义方法，熟练运用 sym/syms 命令；

➢ 掌握基本符号运算（四则运算、化简命令 subs/simplify/expand）等；

➢ 掌握符号程（组）及其求解方式，熟练运用 solve 命令，配合 subs

和 double 可间接获得数值解；求解符号微分方程，运用 dsolve 命令；

➢ 掌握符号微积分等命令（如 limit/diff/int.taylor）基本用法；

(7) 第 7 章——MATLAB GUI 设计

内容要点提炼：

➢ 了解 GUI 基本创建方式、文件管理、设计流程；

➢ 对几个上课所讲的设计实例进行分析；

(8) 第 8 章——MATLAB Simulink 仿真

内容要点提炼：

➢ 了解 Simulink 的基本操作与模块选取及封装；

➢ 针对老师上课所讲小球弹跳能量衰减问题进行 Simulink 仿真测试。

2 上机训练过程总结

本部分对本人在六次 MATLAB 上机作业中出现的问题、总结的经验以及在

编程实践探索过程中使用的一些新命令、新思路、创新点进行说明。

2.1 编程出错汇总

1. MATLAB 软件与应用（第 4 次上机作业：实验内容 4）

西北工业大学《MATLAB 软件与应用》课程报告（航空学院冯铮浩 2017300281）

题意描述：编写一个函数 M 文件，其功能如下：没有输入量时，画出单位

圆；输入量是大于 2 的自然数 N 时，绘制正 N 边形，图名应反映显示多边形的

真实边数；输入量是“非自然数”时，给出“出错提示”。此外，函数 M 文件应

有 H1 行、帮助说明和程序编写人姓名。

出错原因：后续回顾检查时，发现实际编程方法与题意表述有偏差。题意要

求编程实现函数 M 文件，但是在上机过程中仅实现了 M 脚本文件的编写，即跳

过了函数调用环节。虽然能够实现功能一致，但是编程思路与细节有很大不同。

改正说明：现将改正后的函数源代码与原始代码进行对比，如表 1 所示。

表 1 MATLAB 源程序订正（第 4 次上机作业：实验内容 4）

程序编号

预期实现功能

根据输入数据绘制正 N 边形（函数模块）

原始文件

Program_2017300281_Course_004_004.m

修改函数 M 文件

① Polygon_Main.m

② Polygon_Painting.m

%% MATLAB软件与应用（第4次上机MATLAB程

序源代码：实验内容4）

%% 授课老师：宋科老师

%% 姓名：冯铮浩

%% 学号：2017300281

%% 学院：航空学院

%% 完成时间：2020年4月15日

% 程序初始化

clear all

clc

format long

%% Problem_004（实验内容4，计算K值）

while (1)

% 从键盘输入（使用input函数）一个参数N

Para=input('请输入参数N（如需退出程序，请输

入-1）：');

fprintf('\n');

if (Para==-1)

fprintf('程序运行结束！\n');

fprintf('\n');

break;

end

if (~isempty(Para))

% Case 2:输入是大于2的自然数N时，绘制正N边形

if ((Para>2) && (fix(Para)==Para))

fprintf('输入值为大于2的自然数，绘制

正%d边形如图：\n',Para);

fprintf('\n');

theta=0:((2*pi)/Para):(2*pi);

[x,y]=pol2cart(theta,1);

plot(x,y,'r-','LineWidth',2);

xlabel('Coordinate

\itx'),ylabel('Coordinate \ity');

function Polygon_Main

% Function Name: Polygon_Main 主要实现功

能：对第4次上机实验内容4绘制正N边形的函数M文

件进行调用

% 程序编写人姓名：冯铮浩

% 学号：2017300281

% 程序初始化

clear all;clf;clc

format long

% 主程序编写

while (1)

% 从键盘输入（使用input函数）一个参数N

Para=input('请输入参数N（如需退出程序，

请输入-1）：');

fprintf('\n');

if (Para==-1)

fprintf('程序运行结束！\n');

fprintf('\n');

break;

else

Polygon_Painting(Para);

end

function Polygon_Painting(Para)

% Function Name: Polygon_Painting 主要实现功

能：根据不同输入量绘制正N边形

% 输入：Para——正N边形的边数（应为大于2

的自然数N）

% 输出：带有正N边形的图案图窗

% 函数程序编写人姓名：冯铮浩

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陈游泳

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