开题报告-基于Matlab的指纹识别

第一篇：开题报告-基于Matlab的指纹识别

毕业设计选题：基于matlab的指纹识别

随着科学技术的不断发展，自动化的指纹识别技术如今已经被人们广泛地应用在银行、商业交易、公安部门、海关部门等需要对人的身份进识别的领域，而本文所描述的是对自动化指纹识别系统的研究现状以及自动化指纹识别系统的基本算法和流程，本实验是利用MATLAB2012来进行了指纹识别系统的仿真和实验的。

然而在生物识别技术的快速发展的今天，人们通过研究发现了每一个人的指纹都具有唯一性和不变性。也正因为这样，指纹识别技术正在逐步的发展成为一种新的身份识别技术，并且凭借它良好的安全性以及可靠性，逐步有取代传统身份认证的方式趋势。

本实验简单的介绍了指纹识别图像的预处理的方法和步骤。指纹图像预处理之后将会得到一个宽度为统一像素的细化后的二值化图像，最后再根据特定的指纹图像的端点以及交叉点的特征进行对指纹自动匹配。本论文中采用MATLAB2012编程实现所有算法。

关键词：指纹识别技术 指纹图像预处理 指纹识别 MATLAB2012

1.1 指纹及其识别

如今，生物特征识别领域中的最为成熟的应用技术之一--指纹识别技术。其实它已经有非常悠久的历史了。很久以前，指纹识别技术已经很早就应用于刑事侦查和司法鉴定领域了，很多人不知道的是。随着计算机网络和信息处理技术的快速发展，这门历史悠久的指纹识别技术也开拓了更多更广阔的市场，自动的指纹识别技术和与其相关的产品越来越多的应用在普通人的生活当中。

生物识别技术（Biometric Identification Technology）的定义是：利用人体的不同的生物特征来进行对人的身份进行认证的一种技术[1]。这是因为人的生物特征是唯一的，可以区分与他人不同的特征。并且我们还可以通过技术测量或者是自动识别来检验出生理特性以及行为方式，我们所说的这个特征分为生理特征、行为特征。我们对生物特性来进行提取并放入数据库，再将提取出来的人的唯一特征和它的身份一一对应起来。

指纹识别技术：对 “全局特征”、“局部特征”进行分析的技术就是我们所说的指纹识别技术。而且我们每一个人的指纹都具有独一无二的特征点，而且这些特征点都是可以测量的。每一个特征点还会伴随着大概七个左右不同的特征。可想而知，我们有10个手指，将产生至少4900的独立功能并可以测量的数据。这将意味：指纹识别技术是一个门可靠的身份识别技术。

根据不同的人的指纹也会有不同，即使是同一个人，也会有不同的指纹。而且纹线走向、纹线的断点、交叉点的不同更加决定了指纹都具有“唯一”的这种特性，这恰恰就是指纹识别技术的原理。不仅如此，我们的指纹也是不会随着我们年龄的增长而发生太大的变化，也就是说我们指纹是终生不变的。利用唯一性和稳定性这个指纹的特性，可以将一个人身份个人信息和他所对应的指纹联系起来。实现的方法就是：通过对他的指纹样本的预先保存，再和指纹模板进行配对和比较。再利用计算机对指纹图像进行快速的识别。这样就能很快的识别出指纹所对应的的人的真实身份了。从而达到一种身份认证和识别的功能。

1.2 指纹识别算法概述

本实验所使用的主要算法是滤波特征和不变矩指纹识别算法。

滤波特征识别算法：大小不变，不变的位置，方向不变，这是特征指纹图像必须满足的三个特点。大小不变性是很容易满足的。而在滤波特征提取算法中，位置不变性，则是通过确定指纹图像的中心点位置来实现的。通过在匹配阶段，建立起多个角度的旋转特征向量来实现指纹图像的方向不变性。而滤波特征的提取算法，包括了4 个步骤。一是先确定指纹图像的中心点。作为需要处理的指纹区域的中心位置，记为R01 区域；二是以中心位参考点，对R01 区域来进行适当的划分，得到一定大小的块；三是运用一组 Gabor 滤波器，对R01 区域做八个不同方向的滤波运算；四是对滤波后的图像，分别计算出每一块中。图像灰度值相对于均值的平均绝对偏差。进而得到特征向量或特征编码。这种指纹识别算法。首先要对指纹图像提取滤波特征，然后在特征向量上（由滤波特征值构成的）进行匹配。不变矩识别算法的基本思路是：

1、搜索预处理后的二值化图像中，所有可能成为目标的区域。

2、计算出R01区域中7个不变矩特征，求出与模板匹配程度最高的R01区域进行匹配。其中相似度度量采用欧式距离（Euclidean distance）。

这里，搜索算法为系统使用的最简单的顺序查找方法。就是对数据库文件，逐一搜索。一张指纹数字图像图片被系统读入时，就会根据上述的方法，先对这一幅指纹数字图像进行特征值提取和编码，并保存到临时变量中去。系统的指纹数字图像数据库文件里同时也会保存一组指纹数字图像灰度偏差的特征。过程如下：

1．申请内存空间。将匹配结果的临时变量进行保存，对输入系统的要匹配的指纹数字图像的编码进行保存。

2.搜索系统的数据库文件。当数据库文件为空时，程序结束查找。3.当系统的数据库文件不为空时。由于在指纹数字图像在入库的时候，指纹数字图像是按一定排列顺序的编码。同样地，系统也将匹配的指纹数字图像的图象编码设置同样的顺序。这样系统就按照一定得顺序进行匹配。这样可以通过欧氏距离（E D）匹配算法，来判断两个指纹数字图像之间的欧氏距离。前面提到系统是对一张指纹数字图像进行两次编码的保存。将相对应的特征向量进行比较，取其中最小的一个作为系统比对的结果输出。这里是通过欧式距离来实现的对比数据库中模板图像和待测试图像相对应的特征点向量距离计算的。对于计算机计算出来的数据，如果匹配指数小于定值 T，则被认为是匹配成功，否则匹配失败。

简单的说，欧氏距离（Euclidean distance）就是将两组特征向量相减，然后求出他们对应之间的差的平方和，然后开根号。举个例子来说吧：A=（1，2，3）B=（4，5，6）则他们之间的距离就是 d=sqrt((1-4)2+(2-5)2+(3-6)2)。接着识别系统就逐一搜索数据库中的数据文件，求的他们距离的最小数值。如果对比的两张指纹数字图像的特征向量之间的距离是 0，则系统会认为这两张数字图像是同一张，或者说来自于同一手指。从而达到识别的功能。欧氏距离表示的是两张指纹数字图像的特征向量的相似程度。距离越近就越容易相互干扰，误码率也就越高，也就越相似。

1.3采集指纹图像的技术

获得良好的指纹图像是一个十分复杂的问题。因为用于测量的指纹仅是相当小的一片表皮，所以指纹采集设备应有足够好的分辨率以获得指纹的细节。目前所用的指纹图像采集设备，基本上基于三种技术基础：光学技术、半导体硅技术、超声波技术。

1.光学技术[10]

借助光学技术采集指纹是历史最久远、使用最广泛的技术。将手指放在光学镜片上，手指在内置光源照射下，用棱镜将其投射在电荷耦合器件（CCD）上，进而形成脊线（指纹图像中具有一定宽度和走向的纹线）呈黑色、谷线（纹线之间的凹陷部分）呈白色的数字化的、可被指纹设备算法处理的多灰度指纹图像。

光学的指纹采集设备有明显的优点：它已经过较长时间的应用考验，一定程度上适应温度的变异，较为廉价，可达到500DPI的较高分辨率等。缺点是：由于要求足够长的光程，因此要求足够大的尺寸，而且过分干燥和过分油腻的手指也将使光学指纹产品的效果变坏。

2.硅技术（CMOS技术）[10]

20世纪90年代后期，基于半导体硅电容效应的技术趋于成熟。硅传感器成为电容的一个极板，手指则是另一极板，利用手指纹线的脊和谷相对于平滑的硅传感器之间的电容差，形成8bit的灰度图像。

硅技术优点是可以在较小的表面上获得比光学技术更好的图像质量，在1cm×1.5cm的表面上获得200~300线的分辨率（较小的表面也导致成本的下降和能被集成到更小的设备中）。缺点是易受干扰，可靠性相对差。

3.超声波技术[10]

为克服光学技术设备和硅技术设备的不足，一种新型的超声波指纹采集设备已经出现。其原理是利用超声波具有穿透材料的能力，且随材料的不同产生大小不同的回波（超声波到达不同材质表面时，被吸收、穿透与反射的程度不同），因此，利用皮肤与空气对于声波阻抗的差异，就可以区分指纹脊与谷所在的位置。

超声波技术所使用的超声波频率为1×104Hz~1×109Hz，能量被控制在对人体无损的程度（与医学诊断的强度相同）。超声波技术产品能够达到最好的精度，它对手指和平面的清洁程度要求较低，但其采集时间会明显地长于前述两类产品。

1.4 指纹预处理

而在指纹采集过程中，不可避免的会引入各种噪声，如图像中的叉连、断点等，这些噪声对指纹特征信息的提取造成一定的影响，甚至会产生许多伪特征点。因此在提取指纹特征之前，需要对指纹图像进行滤波处理，以去除无用信息，增强有用信息。在得到增强的灰度图后，需要将其进一步二值化，便于后续过程的处理。指纹图像预处理是去除指纹图像中的噪声，使指纹图像清晰、边缘明显，以便于提高提取和存储特征点的准确率。包括指纹区域检测、图像质量判断、方向图和频率估计、图像增强、指纹图像二值化和细化等[9]。指纹图像获取是通过专门的指纹采集仪可以采集活体指纹图像。目前，指纹采集仪主要有活体光学式、电容式和压感式。对于分辨率和采集面积等技术指标，公安行业已经形成了国际和国内标准，但其他还缺少统一标准。根据采集指纹面积大体可以分为滚动捺印指纹和平面捺印指纹，公安行业普遍采用滚动捺印指纹。另外，也可以通过扫描仪、数字相机等获取指纹图像。指纹图像只有脊和谷之分，因此完全可以由二值图象来描述，也就是指纹图像的二值化。目前指纹的二值化不外乎两种方法[13]，一种是固定门限法，另一种是动态门限法。固定门限法是对整幅图象用一个灰度门限值，它对输入图象要求高，要求整幅图象灰度分布均匀。因此我们把均衡增强后的图象作为它的输入图象。动态门限法是根据不同区域取不同门限值，一般采用平均域值法。它对输入图象照射要求不高。因此我们把方向性滤波后图象作为输入图象。指纹图像的细化是找出指纹纹线的轴心线来代替纹线的过程。目前采用的细化方法就是迭代一一轮廓剥离法。每次垒图象扫描迭代一次[8]，就剥掉边界象素中不影响连通性的象素，直至纹线宽度为1个象素为止。这样一来，如果被细化的纹线宽度越厚，迭代次数就越多，细化时间就越长，这是我们不希望的。指纹形态特征包括中心（上、下）和三角点（左、右）等，指纹的细节特征点主要包括纹线的起点、终点、结合点和分叉点。将这些点进行自动选择从而完成指纹形态和细节特征提取的工作[14]。指纹比对是将可以根据指纹的纹形进行粗匹配，进而利用指纹形态和细节特征进行精确匹配，给出两枚指纹的相似性得分。根据应用的不同，对指纹的相似性得分进行排序或给出是否为同一指纹的判决结果。

1.5 指纹图像预处理过程及一般算法

在指纹图象处理的流程中，预处理是第一个处理环节．它对原始灰度图像进行平滑、锐化、增强、二值化等处理，从而使细化、特征抽取等操作能够有效进行。在常见的图象处理技术中，通常按处理目的把预处理过程分为平滑、增强、二值化等步骤。每一步骤都有一些常用算法，如用于平滑的均值滤波法、中值滤波法、迭代加权法等，用于增强的规格化法、自适应算法、拉普拉斯法、Wdlis滤波、Lee滤波等[5]。经过很长时间的深入研究和反复实践，发现这些常用的算法应用在指纹图象处理中有下列的问题：(1)这些算法对于指纹图象处理的效果并不理想，尽管从视觉上有一定改善，但对于后续的细化和特征抽取处理效果来看，不能有效地提高特征的准确率。

(2)不能较好地处理指纹的背景部分，严重影响特征抽取和识别。(3)不能根据指纹图象的质量差别进行特殊处理，通常获得的指纹图象，会有部分区域质量较差，无法抽取特征，在这些算法中，无法找到一个判别标准[5]。

对此，则需要我们对算法原理的进一步了解及改进。

方向图算法正是基于以上特点在80年代初期，就已经开始有把方向图引入到指纹图的一些成功的尝试。这时候所使用的方向图是从二值图中直接提取，得到的处理效果并不完全令人满意。从1987年开始，B M．Mehtre等人成功地得到了在灰度图上直接获取方向图的有效算法，并陆续提出了一系列的预处理方法来处理指纹灰度图[15]。使用这些算法使指纹图象的处理效果达到了一个新的水平，从而使基于方向图的算法成为指纹图象处理方法研究中的一个热点 在以后的研究中，出现了很多改进和发展，如Kallen Karu等1996 年提出的把方向图用于纹型分类。Linghong等1998年提出的基于方向图的纹线增强等都取得了较好的效果[24]。这使得方向图成为指纹图象处理技术的关键技术之一。目前的基于方向图的算法中，从灰度图中获取方向图的原理都大体相同，其基本原理是：从图象的灰度矩阵C(I，J)中计算在各个方向上的某个统计量如灰度差或灰度平均等，根据这些统计量在各个方向上的差异，确定在一个小临域内纹线的主方向。针对每象素得到的方向则形成点方向图[23]。为了保持点方向的有效性使用方便，对点方向在一小块内聚类则得到块方向图。

1.6特征拾取、验证和辨识

一个高质量的图像被拾取后，需要许多步骤将它的特征转换到一个复合的模板中，这个过程被称为特征拾取过程，它是手指扫描技术的核心。当一个高质量的图像被拾取后，它必须被转换成一个有用的格式。如果图像是灰度图像，相对较浅的部分会被删除，而相对较深的部分被变成了黑色。脊的像素有5~8个被缩细到一个像素，这样就能精确定位脊断点和分岔了。微小细节的图像便来自于这个经过处理的图像[18]。在这一点上，即便是十分精细的图像也存在着变形细节和错误细节，这些变形和错误细节都要被滤除。

除细节的定位和夹角方法的应用以外，也可通过细节的类型和质量来划分细节。这种方法的好处在于检索的速度有了较大的提高，一个显著的、特定的细节，它的惟一性更容易使匹配成功。还有一些生产商采用的方法是模式匹配方法，即通过推断一组特定脊的数据来处理指纹图像。

就应用方法而言，指纹识别技术可分为验证和辨识[20]。

验证就是通过把一个现场采集到的指纹与一个已经登记的指纹进行一对一的比对来确定身份的过程。指纹以一定的压缩格式存储，并与其姓名或其标识（ID，PIN）联系起来。随后在对比现场，先验证其标识，然后利用系统的指纹与现场采集的指纹比对来证明其标识是合法的。验证其实回答了这样一个问题：“他是他自称的这个人吗？”这是应用系统中使用得较多的方法。

辨识则是把现场采集到的指纹同指纹数据库中的指纹逐一对比，从中找出与现场指纹相匹配的指纹。这也叫“一对多匹配”[16]。辨识其实是回答了这样一个问题：“他是谁？”

指纹是人体独一无二的特征，其复杂度足以提供用于鉴别的特征。随着相关支持技术的逐步成熟，指纹识别技术经过多年的发展已成为目前最方便、可靠、非侵害和价格便宜的生物识别技术解决方案，对于广大市场的应用有着很大的发展潜力。

1.7 指纹识别的主要应用

指纹识别键盘现在的计算机应用中，包括许多非常机密的文件保护，大都使用“用户ID+密码”的方法来进行用户的身份认证和访问控制。但是，如果一旦密码忘记，或被别人窃取，计算机系统以及文件的安全问题就受到了威胁[11]。

随着科技的进步，指纹识别技术已经开始慢慢进入计算机世界中。目前许多公司和研究机构都在指纹识别技术领域取得了很大突破性进展，推出许多指纹识别与传统IT技术完美结合的应用产品，这些产品已经被越来越多的用户所认可。指纹识别技术多用于对安全性要求比较高的商务领域，而在商务移动办公领域颇具建树的富士通、三星及IBM等国际知名品牌都拥有技术与应用较为成熟的指纹识别系统，下面就对指纹识别系统在笔记本电脑中的应用进行简单介绍。

众所周知，在两年前就有部分品牌的笔记本采用指纹识别技术用于用户登录时的身份鉴定第一代光学式指纹读取器，但是，当时推出的指纹系统属于光学识别系统，按照现在的说法，应该属于第一代指纹识别技术。光学指纹识别系统由于光不能穿透皮肤表层（死性皮肤层），所以只能够扫描手指皮肤的表面，或者扫描到死性皮肤层，但不能深入真皮层。

在这种情况下，手指表面的干净程度，直接影响到识别的效果。如果，用户手指上粘了较多的灰尘，可能就会出现识别出错的情况。并且，如果人们按照手指，做一个指纹手模，也可能通过识别系统，对于用户而言，使用起来不是很安全和稳定。

因此出现了第二代电容式传感器，电容传感器技术是采用了交替命令的并排列和传感器电板，交替板的第二代电容式传感器形式是两个电容板，以及指纹的山谷和山脊成为板之间的电介质。两者之间的恒量电介质的传感器检测变化来生成指纹图像。但是由于传感器表面是使用硅材料容易损坏，导致使用寿命降低，还有它是通过指纹的山谷和山脊之间的凹凸来形成指纹图像的，所以对脏手指、湿手指等困难手指识别率低。

发展到今天，出现第三代生物射频指纹识别技术，射频传感器技术是通过传感器本身发射出微量射频信号，穿透手指的表皮层去控测里层的纹路，来获得最佳的指纹图像。因此对干手指，汉手指等困难手指通过可高达99%，防伪指纹能力强，指纹敏感器的识别原理只对人的真皮皮肤有反应，从根本上杜绝了人造指纹的问题，宽温区：适合特别寒冷或特别酷热的地区。因为射频传感器产生高质量的图像，因此射频技术是最可靠，最有力有解决方案。除此之外，高质量图像还允许减小传感器，无需牺牲认证的可靠性，从而降低成本并使得射频传感器思想的应用到可移动和大小不受拘束的任何领域中。

指纹识别技术还可以通过几种方法应用到许多方面。可以想象如果计算机上的所有系统和应用程序都可以使用指纹验证的话，人们使用计算机就会非常方便和安全，用户不再讨厌必要的安全性检查，而IT开发商的售后服务工作也会减轻许多。IBM公司已经开发成功并广泛应用的Global Sign On软件通过定义唯一的口令，或者使用指纹，就可以在公司整个网络上畅行无阻。把指纹识别技术同IC卡结合起来，是目前最有前景的一个方向之一[12]。该技术把卡的主人的指纹（加密后）存储在IC卡上，并在IC卡的读卡机上加装指纹识别系统，当读卡机阅读卡上的信息时，一并读入持卡者的指纹，通过比对卡上的指纹与持卡者的指纹就可以确认持卡者的是否卡的真正主人，从而进行下一步的交易。在更加严格的场合，还可以进一步同后端主机系统数据库上的指纹作比较。指纹IC卡可以广泛地运用于许多行业中，例如取代现行的ATM卡、制造防伪证件（签证或护照、公费医疗卡、会员卡、借书卡等）。目前ATM提款机加装指纹识别功能在美国已经开始使用。持卡人可以取消密码(避免老人和孩子记忆密码的困难)或者仍旧保留密码，在操作上按指纹与密码的时间差不多。

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近年来，自动发送信息的互联网络，带给人们的方便与利益，正在快速增长之中，但也因此产生了很多的问题，尤其在信息安全方面。无论是团体或者个人的信息，都害怕在四通八达的网络上传送而发生有损权益的事情。由于指纹特征数据可以通过电子邮件或其他传输方法在计算机网络上进行传输和验证，通过指纹识别技术，限定只有指定的人才能访问相关信息，可以极大地提高网上信息的安全性，这样，包括网上银行、网上贸易、电子商务的一系列网络商业行为，就有了安全性保障。在SFNB(Security First Network Bank安全第一网络银行)[22]，就是通过互联网络来进行资金划算的，他们目前正在实施以指纹识别技术为基础的保障安全性的项目，以增强交易的安全性。

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在医院里，指纹识别技术可以验证病人身份，例如输血管理。指纹识别技术也有助于证实寻求公共救援、医疗及其他政府福利或者保险金的人的身份确认。在这些应用中，指纹识别系统将会取代或者补充许多大量使用照片和ID的系统。

总之，随着许多指纹识别产品已经开发和生产，指纹识别技术的应用已经开始进入民用市场，并且发展迅猛，相信这一技术的普及应用已经指日可待。

第二篇：开题报告-基于MATLAB的锅炉气温神经网络控制

开题报告

电气工程及自动化

基于MATLAB的锅炉气温神经网络控制

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

1.过热汽温控制系统和神经网络控制现状

我国目前电站锅炉中燃煤炉占有最大比重，锅炉是生产蒸汽的设备，过热蒸汽温度的高低对电厂的安全性和经济性有着显著的影响，它成了锅炉运行的重要指标之一。火电厂机组的控制已从较早的手动控制、就地控制，发展为了自动控制、集中控制。火力发电占我国发电总量的70%以上，而我国主要应用的是从80年代中期开始普及的分散控制系统，它具有功能强、可靠性高、灵活性好、维护和使用方便、性价比高等优点。目前我国的热工技术属于中上水平，能够满足并保证系统的安全运作。

神经网络控制是从20世纪80年代的中后期开始发展起来的横跨多个领域的新型信息处理技术。它具有大规模并行、自组织、自适应、自学习和高度的容错性。神经网络在系统建模、控制中的应用已经引起了相当程度的重视并取得了一定的成果。它的优势体现在能够以任意精度逼近任意非线性映射，同时融合定量与定性的数据，且可以和传统的控制方法做适宜的结合。到目前为止，我国在人工神经网络与控制上取得了众多的研究成果，例如结合人工神经网络与

PID控制，形成船舶柴油发电机转速神经网络控制系统；

控制系统中神经网络控制器与

PID控制器相结合，经过神经网络控制器的不断学习，控制器获取船舶柴油发电机转速系统的动态逆模型。陈恩伟在《机器人末端臂惯性参数辨识的人工神经网络方法》一文中，采用人工神经网络方法分析了机器人操作臂末端连杆惯性参数辨识的原理及数学模型，提出了一种与传统神经网络问题不同的惯性参数辨识方法，使神经网络的结构与权值具有明确的物理意义，解决了获取样本难的问题。可见将神经网络技术应用于过热汽温控制系统有良好前景。

2．汽温过热控制系统和神经网络控制的展望

对于汽温过热控制系统的研究，国内外广大专家学者和现场工作人员关注的热点问题是在过热汽温控制历程中，对于具有大延迟、工况变化对模型参数有较大影响的过热汽温对象，如何稳定、快速、准确地对其进行有效的控制。近年来，不论是控制系统结构本身还是控制器的设计都有不小的进展，对更好的控制过热汽温及锅炉的安全、经济运行起到了很大的推动作用。提高机组运行的安全可靠性和经济性是今后过热系统的发展方向。

一个时期以来，自动控制工作者面临着控制对象越来越难和控制系统要求越来越高，迫切要求提高系统智能化的两大难题。神经网络源于对人体大脑神经的模拟，具有很强的适应能力、自学习能力和逼近任意非线性连续函数的特性。这一特点使神经网络在自动控制领域引起了极大关注。

神经网络用于控制虽然有很大优势，但还存在一些有待研究解决的问题，主要有现行的学习算法收敛速度太低，分布式并处理方式的网络内部机理并不清楚，泛化能力不足,所以神经网络作为智能控制的一个分支，常与传统控制相结合，其能够更成功地处理各种不确定的、复杂的、不精确的和近似的控制问题。

神经网络技术具有很高学术理论意义和实际应用价值。结合传统控制和神经网络的优点,能够有效地利用人的经验知识,更好地提高系统的智能性,从而更好地应用于现代工业过程的控制。

3.课题说明及选题的意义

随着我国经济的断发展，电力事业的发展速度也得到了空前的提高。火电厂参数和容量的不断提高和扩大使得提高设备的可靠性和运行的经济性成为了重要的问题。近代锅炉对过热汽温的控制是十分严格的，允许变化范围一般为额定汽温±5。C。汽温过高或过低，以及大幅度的波动都严重影响锅炉的安全和经济性，这就要求其对应的控制系统有较强的调节性、容错性、精确性和对被控对象参数的自适应性并具有一定的自学习能力。

出于以上的原因，我认为将神经网络控制技术应用于锅炉的气温控制有着十分必要的现实意义和良好的应用前景。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：

熟悉控制系统的数学建模方法和过程，掌握应用神经网络控制理论来进行锅炉气温控制的方法。

以电厂的锅炉过热蒸汽温度控制系统为研究对象，熟悉其工作原理，并建立起数学模型；了解神经网络的理论基础，并应用神经网络控制理论实现对过热气温的控制，并实现MATLAB仿真。

三、研究步骤、方法及措施：

1.接受任务、收集资料、完成调研，完成开题报告、文献综述、外文翻译。

2.研究锅炉过热蒸汽温度控制系统的对象特性，并完成其数学建模。

3.熟悉神经网络控制理论，掌握其设计方法。

4.应用神经网络控制理论进行锅炉过热蒸汽控制器的设计。

5.完成MTALAB仿真，并完成论文初稿。

四、参考文献

[1]边立秀，周俊霞等．热工控制系统[M]．北京：中国电力出版社，2002．

[2]孙庚山，兰西柱．工程模糊控制[M]．北京：机械工业出版社，1995．

[3]李遵基．热工自动控制系统[M]．北京：中国电力出版社，1997．

[4]王满稼．热工自动控制系统[M]．水利电力出版社，1985：25~27．

[5]李旭．过热汽温的动态特性与控制．动力工程，2007，27(2)：199~203．

[6]吴麒．自动控制原理[M]．北京：清华大学出版社，1995．

[7]费峻涛，鲍远律，朱民等．神经网络控制的应用和发展[J]．自动化与仪表．1998，13(2)：1~2．

[8]冯明琴．自动控制的发展[J]．与现状攀枝花大学学报．2000,17(1)：82~86．

[9]吴文听．神经网络研究现状[J]．甘肃科技纵横．2006,35(4)：35~36．

[10]胡一倩，吕剑虹，张铁军．模糊控制在锅炉热工控制中的应用简介及研究前景[J]．工业控制计算机．2002(4)：25~27．

[11]邱东强，涂亚庆．神经网络控制的现状与展望．http://www.xiexiebang.comki.net．2008.5

[15]陈建勤，吕剑虹，陈来九．模糊控制系统的现状与发展[J]．广州自化．1995，16(49)：7~13．

第三篇：指纹识别毕业论文答辩稿

各位老师，下午好！我是09电科本的张万峰，我的论文题目是基于指纹图像的身份识别技术研究与应用。

我之所以选择这个题目，是因为指纹识别技术是目前最热门的生物识别技术之一。由于传统的身份识别系统主要是借助于证件和数字等这些外界标志来确认人的身份，非常容易被仿造，已经不能满足现代社会的需求。而指纹识别技术则充分利用了指纹的普遍性、唯一性和稳定性的特点，将一个人的指纹与之前登记的指纹进行比较，就可以验证他的身份，有着很高的防伪性，作为新一代的身份识别技术，具有很大的发展前景。

本篇论文主要分为四个章节：第一章介绍了指纹识别技术的发展历史以及它的特点；第二章说明了指纹是如何形成的以及指纹的特征和类型；第三章详细分析了指纹识别技术的基本过程和原理；第四章介绍了指纹识别技术的应用领域还有它的一些不足。指纹识别技术主要包括图像采集、图像预处理、特征提取和匹配四个方面。

我主要是用MATLAB对图像预处理、特征提取和匹配这三个部分进行了实验仿真。首先是对一幅指纹图像进行了预处理，先是规格化它的灰度值、然后通过图像分割消除外侧的背景区域、再进行图像增强(包括滤波、锐化和平滑处理)改善了图像质量，最后通过二值化和细化得到一幅清晰的指纹细化二值图。

再然后对细化图进行了特征提取，去除了其中的伪特征点，形成了一个比较有效的特征信息。这个特征信息主要是端点和分叉点的位置（这个坐标是相对于指纹中心点的），最后我用两枚指纹进行了匹配，比对了两枚指纹的特征信息，结果显示相似的特征点有28个，我就认为匹配成功了，因为一般13个特征点就可以确认一枚指纹，而这两枚指纹确实出自同一个手指，试验比较顺利。

这说明指纹识别技术是可行的。

我的论文论述完毕！请问各位老师有什么问题？

第四篇：Matlab实习报告

实验一

仿真条件：电机空载下，输入为阶跃信号，仿真时间为0.4S。

阶跃信号，仿真时间为0.4S。

图二 磁链图

实验结果：开始时有摩擦转矩，在短时间内能够快速形成圆形转矩。

图1 速度响应曲线 实际结果：时间与电机负载转矩为0时的电机响应速度曲线，速度响应误差为0。

仿真条件：电机空载下，输入为

仿真条件：d轴电流设置为0，输入为阶跃信号，电机空载运行响应时间为0.4秒。

图三 速度电流响应曲线

实际结果：在0.02秒时间达到目标转速，iq达到稳定。

实验三

实验目的：验证比列系数对稳态跟踪误差的影响。

仿真条件：修改KVFF为0，KAFF为0，负载为0，KPP为169，KPD为200.8,kpi为0

图四 速度 EP的响应曲线

试验目的：验证比例系数对稳态跟踪误差的关系ESS=V/K稳态跟踪误差越来越小。

仿真条件：修改KVFF为0，KAFF为0，负载为0，KPP为500，KPD为200.8,kpi为0。

图五 速度 EP的响应曲线

试验目的：验证比例系数对稳态跟踪误差的关系。

仿真条件：修改KVFF为0，KAFF为0，负载为0，KPP为5000，KPD为200.8,kpi为0。

图六 速度 EP的响应曲线

实验结果：Ep=V/K，随着K的增加，V不变，EP渐渐减小，前馈=1，完全补偿误差，稳定位置跟踪误差=0.试验目的：修改前馈系数观察稳态跟踪误差关系。

仿真条件：使KVFF为0.5电机负载为0使电机的摩擦系数为0。

图七 速度 EP的响应曲线

试验结论：修改前馈系数观察稳态跟踪误差关系。仿真条件：使KVFF为1电机负载为0使电机的摩擦系数为0。

图八 速度 EP的响应曲线

实验结果:由稳态跟踪误差=速度/比列系数（ess=v/k)得，比列系数越大，速度不变，稳态跟踪误差越大。

实验二

条件：电流给定信号（iq=500HZF方波），Id=0。电机的摩擦系数为无穷大，看Iq的响应波形。

实验结果:电机的摩擦系数为1000时，TL会反向转动。

条件：电流环达到速度环输出，还原参数速度还比列信号改成正弦波，继续增加频率。

正弦波频率为100HZ

正弦波频率为200HZ

正弦波频率为500HZ

正弦波频率为700HZ

实验四

实验条件：建立一个直流电机单速度闭环调节器。

第五篇：Matlab实践报告

MATLAB实践报告

2016/2017学年 第一学期

专 业： 电气工程及其自动化

班 级： 学 号： 姓 名：

2017年 2 月

目录

第1章 引言.....................................................................................................................................1 第2章MATLAB功能介绍............................................................................................................2 2.1 MATLAB功能特性...........................................................................................................2 2.1.1主要功能..................................................................................................................2 2.1.2 MATLAB产品系列重要功能................................................................................2 2.2MATLAB优势特点............................................................................................................2 2.2.1编程环境..................................................................................................................3 2.2.2简单易用..................................................................................................................3 2.2.3强处理能力..............................................................................................................3 2.2.4应用软件开发..........................................................................................................3 2.3MATLAB应用方面............................................................................................................3 第3章MATLAB课程设计任务....................................................................................................5 3.1任务一 MATLAB环境语法、基本运算及绘图..............................................................5 3.1.1目的..........................................................................................................................5 3.1.2原理..........................................................................................................................5 3.1.3内容..........................................................................................................................5 3.2任务二 MATLAB数值运算.............................................................................................9 3.2.1目的..........................................................................................................................9 3.2.2原理..........................................................................................................................9 3.2.3内容..........................................................................................................................9 3.3任务三 MATLAB的符号计算.......................................................................................15 3.3.1目的........................................................................................................................15 3.3.2内容........................................................................................................................15 3.4任务四 MATLAB基本编程方法...................................................................................18 3.4.1目的........................................................................................................................18 3.4.2内容........................................................................................................................18 第4章 总结...................................................................................................................................23

第1章 引言

MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，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，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。

MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室）。是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。

MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。

第2章MATLAB功能介绍

2.1 MATLAB功能特性

2.1.1主要功能

1.数值分析

2.数值和符号计算 3.数字图像处理 4.数字信号处理 5.工程与科学绘图 6.控制系统与仿真 7.通讯系统设计与仿真 8.财务与金融工程

2.1.2 MATLAB产品系列重要功能

·MATLAB®: MATLAB 语言的单元测试框架

·Trading Toolbox™: 一款用于访问价格并将订单发送到交易系统的新产品

·Financial Instruments Toolbox™: 赫尔-怀特、线性高斯和 LIBOR 市场模型的校准和 Monte Carlo 仿真

·Image Processing Toolbox™: 使用有效轮廓进行图像分割、对 10 个函数实现 C 代码生成，对 11 个函数使用 GPU 加速

·Image Acquisition Toolbox™: 提供了用于采集图像、深度图和框架数据的 Kinect® for Windows®传感器支持

·Statistics Toolbox™: 用于二进制分类的支持向量机(SVM)、用于缺失数据的 PCA 算法和 Anderson-Darling 拟合优度检验

MATLAB工作界面

·Data Acquisition Toolbox™: 为 Digilent Analog Discovery Design Kit 提供了支持包

·Vehicle Network Toolbox™: 为访问 CAN 总线上的 ECU 提供 XCP 2.2MATLAB优势特点

1.高效的数值计算及符号计算功能，能使用户从繁杂的数学运算分析中解脱出来；

2.具有完备的图形处理功能，实现计算结果和编程的可视化；

3.友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言，使学者易于学习和掌握；

4.功能丰富的应用工具箱(如信号处理工具箱、通信工具箱等)，为用户提供了大量方便实用的处理工具。

2.2.1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。

2.2.2简单易用

MATLAB是一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序（M文件）后再一起运行。新版本的MATLAB语言是基于最为流行的C++语言基础上的，因此语法特征与C++语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格式。使之更利于非计算机专业的科技人员使用。而且这种语言可移植性好、可拓展性极强，这也是MATLAB能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因。

2.2.3强处理能力

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，而且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。

2.2.4应用软件开发

在开发环境中，使用户更方便地控制多个文件和图形窗口；在编程方面支持了函数嵌套，有条件中断等；在图形化方面，有了更强大的图形标注和处理功能，包括对性对起连接注释等；在输入输出方面，可以直接向Excel和HDF5进行连接。

2.3MATLAB应用方面

MATLAB 产品族可以用来进行以下各种工作：

●数值分析

●数值和符号计算 ●工程与科学绘图

●控制系统的设计与仿真 ●数字图像处理技术 ●数字信号处理技术 ●通讯系统设计与仿真 ●财务与金融工程

●管理与调度优化计算（运筹学）

MATLAB 的应用范围非常广，包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。附加的工具箱（单独提供的专用MATLAB函数集）扩展了MATLAB 环境，以解决这些应用领域内特定类型的问题。

第3章MATLAB课程设计任务

3.1任务一 MATLAB环境语法、基本运算及绘图

3.1.1目的

1、掌握 MATLAB软件使用的基本方法；

2、熟悉 MATLAB 的数据表示、基本运算方法；

3、熟悉 MATLAB 绘图命令及基本绘图控制。

3.1.2原理

MATLAB环境是一种为数值计算、数据分析和图形显示服务的交互式的环境。MATLAB有3种窗口，即：命令窗口（The Command Window）、m-文件编辑窗口（The Edit Window）和图形窗口（The Figure Window），而Simulink另外又有Simulink模型编辑窗口。

1．命令窗口（The Command Window）

当MATLAB启动后，出现的最大的窗口就是命令窗口。用户可以在提示符“>>”后面输入交互的命令，这些命令就立即被执行。

在MATLAB中，一连串命令可以放置在一个文件中，不必把它们直接在命令窗口内输入。在命令窗口中输入该文件名，这一连串命令就被执行了。因为这样的文件都是以“.m”为后缀，所以称为m-文件。

2．m-文件编辑窗口（The Edit Window）我们可以用m-文件编辑窗口来产生新的m-文件，或者编辑已经存在的m-文件。在MATLAB主界面上选择菜单“File/New/M-file”就打开了一个新的m-文件编辑窗口；选择菜单“File/Open”就可以打开一个已经存在的m-文件，并且可以在这个窗口中编辑这个m-文件。

3.1.3内容

1、帮助命令，使用 help 命令，查找 exp（求幂）函数的使用方法，如图3-1。

图3-1 exp（求幂）函数的使用方法图

2、矩阵运算

（1）矩阵的乘法，已知 A=[1 2 3;2 3 4;1 3 5];B=[1 2 3;4 5 6;2 1 6]，求 A*B，A^2，A.*B，A^2*B。结果如下：

（2）矩阵除法，已知 A=[1 2 3;3 5 6;4 8 6];B=[1 0 0;0 2 0;0 0 3];AB,A/B，A./B，A.B。结果如下：

（3）矩阵的转置及共轭转置，已知 A=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i];求 A.', A'。结果如下：

（4）使用冒号选出指定元素，已知： A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9];求 A 中第 3 列前 2 个元素；A 中所有列第 2，3 行的元素。结果如下：

3、多项式

（1）求多项式 p(x)= x3 + 2x+ 4的根。结果如下：

（2）已知 A=[1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4]，求矩阵 A 的特征多项式;求特征多项式中未知数为 20 时的值； 把矩阵 A 作为未知数代入到多项式中。结果如下图所示：

图3-2 结果图

图3-3结果图

4、基本绘图命令

在同一坐标系中绘制余弦曲线 y=cos(t-0.2)和正弦曲线 y=sin(t-0.3)，t∈[0，2π];余弦曲线 y=cos(t-0.2)的线形为点划线、颜色为绿色、数据点标记为加号；正弦曲线 y=sin(t-0.3)的线形为虚线、颜色为红色、数据点标记为星号；显示坐标的范围、刻度线、网络线；标注坐标轴名称、标题。

程序：

图3-4程序图

图3-5结果图

3.2任务二 MATLAB数值运算

3.2.1目的

1．熟悉Matlab中各类数据，尤其是矩阵的定义、赋值和运用； 2．了解Matlab的矩阵分析函数以及求线性方程组的数值解； 3．熟悉多项式运算函数、数值插值。

3.2.2原理

1.创建矩阵的方法

a.直接输入法规则：矩阵元素必须用[

]括住；矩阵元素必须用逗号或空格分隔；在[

]内矩阵的行与行之间必须用分号分隔。逗号和分号的作用：逗号和分号可作为指令间的分隔符，matlab允许多条语句在同一行出现。分号如果出现在指令后，屏幕上将不显示结果。

b.用matlab函数创建矩阵：空阵 [

] —

matlab允许输入空阵，当一项操作无结果时，返回空阵;rand —— 随机矩阵;eye —— 单位矩阵;zeros ——全部元素都为0的矩阵;ones ——全部元素都为1的矩阵

c.矩阵的修改:可用键找到所要修改的矩阵，用键移动到要修改的矩阵元素上即可修改；指令修改：可以用A(,)=  来修改。

2.矩阵运算

a.矩阵加、减（＋,－）运算规则：（1）相加、减的两矩阵必须有相同的行和列两矩阵对应元素相加减。（2）允许参与运算的两矩阵之一是标量。标量与矩阵的所有元素分别进行加减操作。

b.矩阵乘(，./，.）运算规则：A矩阵的列数必须等于B矩阵的行数；标量可与任何矩阵相乘。

c.矩阵乘方—— a^n,a^p,p^a a ^ p —— a 自乘p次幂,对于p的其它值,计算将涉及特征值和特征向量，如果p是矩阵，a是标量,a^p使用特征值和特征向量自乘到p次幂；如a,p都是矩阵，a^p则无意义。

d.多项式运算

matlab语言把多项式表达成一个行向量，该向量中的元素是按多项式降幂排列的。

f(x)=anxn+an-1xn-1+……+a0 可用行向量 p=[an an-1 …… a1 a0]表示;poly —— 产生特征多项式系数向量

e.代数方程组求解

matlab中有两种除运算左除和右除。

3.2.3内容

1.输入下列向量（矩阵），>> g = [1 2 3 4]；h = [4 3 2 1]。

2.分别执行以下数组点运算，>> s1 = g + h, s2 = g.*h, s3 = g.^h，s4 = g.^2, s5 = 2.^h。

3.输入下列特殊矩阵，>>A=[ ]，>>A=eye(10)，A=rand(10,15)，>> A=randn(5,10)，>> A=zeros(5,10)。

图3-6 结果图

图3-7 结果图

图3-8 结果图

>>A=ones(5,10)，>>

图3-9 结果图

图3-10 结果图

4．输入下列矩阵及矩阵函数

>> A=[2 0 –1;1 3 2];B=[1 7 –1;4 2 3;2 0 1];>> M = A*B

% 矩阵A与B按矩阵运算相乘 >> det_B = det(B)

% 矩阵A的行列式

>> rank_A = rank（A）

% 矩阵A的秩 >> inv_B = inv（B）

% 矩阵B的逆矩阵

>> [V,D] = eig(B)

% 矩阵B的特征值矩阵V与特征向量构成的矩阵D

>> X = A/B

% A/B = A*B-1，即XB=A，求X >> Y = BA’

%

BA’ = B-1*A’，即BY=A’，求Y

5．多项式运算

>> p=[1 2 0-5 6] >> rr=roots(p)>> pp=poly(rr)>> s=[0 0 1 2 3] >> c=conv(p,s)>> d=polyder(p)>> x=-1:0.1:2;>> y=polyval(p,x)

43% 表示多项式p(x)x2x5x6 % 求多项式p的根

% 由根的列向量求多项式系数

2s(x)x2x3 % 表示多项式

% 多项式乘积

% 多项式微分

% 计算多项式的值

图3-11 结果图

10(s3)6.有理多项式： G(s)(s1)(s2s3)

>> n=conv([10],[1 3])

% 定义分子多项式

>> d=conv([1 1],[1 1 3])

% 定义分母多项式

>> [r,p,k]=residue(n,d)

% 进行部分分式展开

>> p1=[1-p(1)],p2=[1-p(2)]

% 定义两个极点多项式p1(s)=s-p(1)，p2(s)=s-p(2)>> den=conv(p1,p2)

% 求分母多项式den=p1(s)*p2(s)

>> r1=r(1),r2=r(2)>> num=conv(r1,p2)+conv(r2,p1)% 求分子多项式

>> [num,den]=residue(r,p,k)% 根据r，p，k的值求有理多项式

7．函数插值运算

线形样条插值

>>x=0:10 >> y=sin(x)>> x0=[ 3.4 4.7 6.5 8.2]

>> y0=interp1(x,y,x0)

% 线形插值 >> x1=0:0.1:10 >> y1=sin(x1)>> plot(x1,y1,'r:',x,y,'b*',x0,y0,'g.')%

插值比较

图3-12 结果图

3.3任务三 MATLAB的符号计算

3.3.1目的

1、掌握 MATLAB符号表达式的创建及代数运算；

2、掌握 MATLAB符号微积分；

3、掌握MATLAB 符号方程的求解。

3.3.2内容

a11a12

1、求矩阵Aa21a22a31a32

a13a23的行列式、逆阵和特征值。a33 15

图3-13 结果图

432 2.因式分解x5x5x5x6

432(x1)5x5(x2)5x1的同类项。3.合并

4(x1)4.求的展开式。

5.求下列式子极限 ：

limx2ln(sinx)

(2x)

6.求下列函数的导数

yexcosxx3及当x=3时的导数值。

7.已知矩阵

exAsinx x22xlnx，求A的导数

8.求下列积分：

（1）

sinx1sinx2dx（2）

0sinx3sinx5dx

9.求微分方程

x22xyy2(y2xy)dy0dxy|x11

3.4任务四 MATLAB基本编程方法

3.4.1目的

1、掌握 MATLAB 软件使用的基本方法；

2、熟悉 MATLAB 程序设计的基本方法。

3.4.2内容

1、编写程序完成如下功能：提示用户输入1或者2，当用户输入1时，对产生的随机序列进行降序排序；当用户输入2时，对产生的随机序列进行升序排列。

程序如下： clear;

syms n ikey=0;while(ikey==0)s1=input('请输入[1/2]?','s');x=randperm(10)if(s1=='2')

ikey=1;

y=sort(x,'ascend');

disp(['升序排列的向量为：',num2str(y)]);else if(s1=='1')

ikey=1;

y=sort(x,'descend');

disp(['降序排列的向量为：',num2str(y)]);

end break end end

图3-14 结果图

2、编写程序实现如下功能：如果想对一个变量 x 自动赋值，当从键盘输入 y 或 Y 时（表示是），x 自动赋为 1；当从键盘输入 n 或 N 时（表示否），x 自动赋为 0；输入其他字符时终止程序。

程序如下： ikey=0;while(ikey==0)s1=input('若给X赋值请输入[y/n]?','s');if(s1=='y'|s1=='Y'), ikey=1;x=1

else if(s1=='n'|s1=='N')ikey=1;x=0,end break end End

3-15 结果图

3.编写函数实现如下功能：输入一个百分制的成绩，要求输出成绩的等级，其中90-100分输出为优秀，80-89分输出为良好，70-79输出为中等，60-69输出为及格，60分以下不及格，如果输入的数据不是百分制，显示出错信息并提示：请输出百分制成绩。

程序如下：

clear;m=input('请输入一个数值：');m=ceil(m/10);switch m case {10,9}

disp('优秀');case 8

disp('良好');case 7

disp('中等');case 6

disp('及格');case {5,4,3,2,1,0}

disp('不及格');otherwise

disp('输入有误！')End 运行结果：

请输入百分之原始成绩：92 五级制成绩为： 优秀

请输入百分之原始成绩：88 五级制成绩为： 良好

请输入百分之原始成绩：64 五级制成绩为： 及格

请输入百分之原始成绩：56 五级制成绩为： 不及格

4.编写函数计算s=n!syms n s=1 N=input('data n:');for i=1:N s=s*i;end s s = 1 data n:6 s = 720

5.编写程序，计算1+3+5+…(2n+1)的值，使用input语句输入n的值。程序如下：

n=input('input: n=');s = sum(1:2:(2*n+1))input: n=7 运行结果： s = 64

第4章 小结

通过这次对MATLAB的亲身操作和实践，学习掌握了许多原本不知道的或者不太熟悉的命令。比如说相关m文件的建立，画图用到的标注，配色，坐标控制，同一张图里画几幅不同的图像，相关参数的设置以及相关函数的调用格式等等。

就拿建立一个数学方程而言，通过设置不同的参数达到所需要的要求和结果，而且还可以在不同的窗口建立不同的函数而达到相同的效果，比如说可以再命令窗口和m文件中通过不同的命令设置的到相同的所需的效果图。而自己对于矩阵及闭环传递函数的建立原本所掌握的知识几乎为零，而通过这次实验使我彻底的掌握了相关的命令操作和处理的方法，在这里我们不仅可以通过建立函数和参数来达到目标效果，而且还可以通过可视化的编程达到更快更方便，更简洁的效果。就拿可视化编程而言原本根本就只是听说而已罢了，从来就没有亲身去尝试过，然而现在自己却可以和容易的通过搭建不同功能木块来实现相关的函数及功能。这些在原本根本就不敢相信，然而通过MATLAB的学习和实验亲身操作这些原本看似不可能的操作在此就变的轻而易举的事了。

要想取得更大的成绩就得不断的去努力学习和汲取相关的知识和技巧。万不可自以为傲，裹足不前，MATLAB真的是个非常强大和有用的工具我们真正的能把它学懂学透的话还是需要下非常大的功夫和努力的。然而，不是说兴趣才是最大的老师嘛，我也相信，只要你自己有兴趣，即使它再怎么强大和难搞，我们能做的还是非常多的，关键的就只是在于你自己的态度了。我这里想说的事，MATLAB对于我来说是非常有吸引力的，我不敢说自己多么喜欢它，但是兴趣确实蛮高的，所以我相信在以后的学习和工作当中MATLAB将成为我非常有用的帮忙工具和好伙伴，也许这要说有点太草率了，但是我觉得对它的评价怎么也不会让每一个接触过它的人吝啬是自己赞美之词。它不仅仅可以用来建模分析函数，还可以用来进行图形的建模和仿真，还可以用来分析系统和函数的参数稳定性等等。