燕山大学Matlab三级项目
燕山大学数字信号处理仪表一班组三级项目报告
信号处理原理及应用三级项目报告书项目名称：基于matlab的语音信号处理班级: 仪表一班二组指导教师: 谢平日期: 2015/4/14摘要语音信号处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音信号进行处理的新兴的学科，是目前发展最为迅速的信息科学研究领域的核心技术之一。
通过语音传递信息是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息形式。
本文通过我们学习的知识利用MATLAB对语音信号进行重新采样分析，（增加或降低采样频率），比较重新采样前后声音的变化，此外结合课内课外知识进行程序的编写实现特定的语音信号的转变，完成变声器的设计工作。
关键字：音频信号变采样变声器目录摘要 (2)一．课题名称 (4)１.１语音信号重新变采样 (4)１.2变声器的设计 (4)二．音频信号处理的研究背景及意义 (4)三．利用MATLAB对语音信号重新采样分析 (4)3.1时域采样定理 (4)3.2语音信号重新采样分析 (5)3.3采样定理分析 (7)四．变声器的设计 (10)4.1语音参数分析 (10)4.2变声器原理 (11)4.3设计方案及实现 (11)五．项目总结 (17)六．参考文献一、课题名称1.1语音信号重新变采样1.2变声器的设计二、音频信号处理的研究背景及意义音频信号处理是一项历史悠久研究广泛的课题，语音是人类获取信息的重要来源和利用信息的重要手段。
通过语音相互传递信息是人类最重要的基本功能之一，语言是人类特有的功能，它是创造和记载几千年人类文明史的根本手段，没有语言就没有今天的人类文明。
语音信号处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音信号进行处理的新兴的学科，是目前发展最为迅速的信息科学研究领域的核心技术之一。
通过语音传递信息是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息形式。
同时，语言也是人与机器之间进行通信的重要工具，它是一种理想的人机通信方式，因而可为信息处理系统建立良好的人机交互环境，进一步推动计算机和其他智能机器的应用，提高社会的信息化程度。
燕山大学工程流体力学三级项目研究报告
流体力学三级项目流体对曲面壁作用力分布班级：小组成员：指导老师：郑晓军目录一、研究题目 (3)二、研究目的 (3)三、项目要求 (3)四、研究方法 (3)五、研究结果1、笔算方法 (4)2、VB编程方法 (5)3、MATLAB编程方法 (6)六、得出结论 (9)七、参考文献 (9)八、组内评分 (9)流体对曲面壁作用力分布一、研究题目计算和分析流体作用在曲面壁上的力，一个闸门的横截面如图所示，垂直于纸面的深度是8m，外形x=0.2y^2,此闸门可以绕O点旋转，试以闸门的水深度为自变量，推导以下参量的表达式：水平分力，垂直分力，作用在闸门上的顺时针方向力矩。
二、该课题研究的目的学习和掌握流体作用在曲面壁上的力，通过作用力对面积的积分来算出，可以通过软件来得出结果。
三、项目要求1、查阅相关文献，查找符号分析方面的软件2、掌握流体作用在曲面壁上的力的计算方法四、研究方法首先，我们小组成员进行了合理的分工，**同学主要进行理论分析和电脑软件编程，***同学主要进行流体力学知识的理论指导，**同学进行对软件的调试和校准，**同学主要是查找相关软件的教程并进行软件使用方面的指导，***同学主要是后期整理思路并制作PPT，研究报告等。
进行分组以后，小组成员开始工作，我们经过几次讨论以后，形成了三个思路，第一个是普通的算法即笔算，这个方法虽然笨拙，但是确是最可靠的方法，可以帮助我们检验软件的出的结果，以防由于软件水平限制造成错误，第二个是用VB编程，经过VB编程，将理论计算出的公式变换成代码输入给电脑，并给定h的具体值，就可以输出Fx,Fz,M三个量，第三个是用MATLAB进行公式的推算以及图形的绘制，经过把作用力对面积积分来得出最后的结果。
五、研究结果以下分别是我们三种方法得出的结果：1、笔算2、VB编程代码：Private Sub Command1_Click()Dim a, h, shuiping, shuzhi, h0, Ax, M, V, x, y As Long a = 8h = Text1.Texth0 = h * 0.5Ax = h * 8V = 8 / 15 * h ^ 3shuiping = 9800 * h0 * Ax shuzhi = 9800 * VText3.Text = shuipingText4.Text = shuzhiM = 4 / 3 * h ^ 3 + 4 / 125 * 9800 * h ^ 5Text5.Text = MEnd Sub3、MATLAB编程（1）输出Fx,Fz,M的公式代码：clc;clear;syms x h r;s=r*(h-sqrt(5*x))*20/sqrt(5*x);Fx=int(s,x,0,0.2*h^2)w=r*(h-sqrt(5*x))*8;Fz=int(w,x,0,0.2*h^2)q=r*(h-sqrt(5*x))*8*x+20*(h-sqrt(5*x)); M=int(q,x,0,0.2*h^2)（2）MATLAB还可以给出图像代码：clc;clear;r=9800;h=input('请输入液面的高度h='); syms xs=r*(h-sqrt(5*x))*20/sqrt(5*x);Fx=int(s,x,0,0.2*h^2)w=r*(h-sqrt(5*x))*8;Fz=int(w,x,0,0.2*h^2)q=r*(h-sqrt(5*x))*8*x+20*(h-sqrt(5*x)); M=int(q,x,0,0.2*h^2)e=[];f=[];z=[];for h=0:0.1:2Fx=(-4)*h*r*(h - 2*(h^2)^(1/2));Fz =-(8*r*(2*(h^2)^(3/2) - 3*h^3))/15;M =(4*h^5*r)/25 - (8*(h^2)^(3/2))/3 + 4*h^3 - (16*r*(h^2)^(5/2))/125;z=[z,Fx];e=[e,Fz];f=[f,M];endx=[0:0.1:2];subplot(121);plot(x,z,'-.');hold on;plot(x,e);title('Fx与h的关系');legend('Fx','Fz');subplot(122);plot(x,f);title('M与h的关系');gtext('F/N')gtext('h/m')gtext('M/N*m')gtext('h/m')六、结论通过三种方法，我们得出了结果Fx=-4*h*r*(h - 2*(h^2)^(1/2))Fz=-(8*r*(2*(h^6)^(1/2) - 3*h^3))/15M=(4*h^5*r)/25-(8*(h^6)^(1/2))/3+4*h^3-(16*r*(h^10)^(1/2))/125 图像为七、参考文献《工程流体力学》冶金工业出版社，谢振华、宋存义《MATLAB原理与工程应用》电子工业出版社，KeiE.Herold八、组内评分。
燕山大学工程流体力学三级项目
生产中的流体力学知识介绍班级：2015级机械电子工程(3)班组员：王清昊、谢同雨指导教师：权凌霄2017年10月8日目录一、项目内容 (1)二、研究目的及意义 (1)三、设计要求及完成过程 (2)四、主要成果及内容 (2)4.1 流体力学在液压中的应用——液压滑阀卡紧力 (2)4.2水下通道——侧壁受力计算 (9)4.3消防验收——射流高度及射程计算 (15)4.4流体力学在水泵站中的应用 (19)五、心得体会 (20)六、组内互评 (21)七、参考文献 (21)一、项目内容流体力学是力学的一个重要分支,它主要研究流体本身的静止状态和运动状态,以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。
在生活环保、科学技术及工程中具有重要的应用价值。
流体力学中研究得最多的流体是水和空气。
它的主要基础是牛顿运动定律和质量守恒定律,此外还要用到热力学知识,有时还会用到宏观电动力学的基本定律、本构方程和高等数学、物理学、化学等基础知识。
流体力学广泛应用于航空航天、城市给排水、航海、冶金采矿、天文气象、环境保护、水利水电、消防、食品、化工、大气、海洋、生物、土木建筑、军工核能等,都有许多流体力学的应用问题。
本文介绍了流体力学在液压，水下通道，消防验收和水泵站中的应用。
二、研究目的及意义流体力学分布广泛，与人民生活息息相关。
目前流体力学各方面发展也日趋成熟，在生产中应用越来越广泛，学习和研究流体力学知识，积极发展与流体力学有关的科学，充分利用身边的资源，不仅让人民生活水品得到提高，而且更好的保护我们生活的自然环境，实现人与自然和谐相处的美好的局面，使人类社会更加美好。
三、设计要求及完成过程在小组二人齐心协力，不舍昼夜的积极利用图书资源努力下，克服重重困难，终于完成项目报告四、主要成果及内容4.1 流体力学在液压中的应用——液压滑阀卡紧力4.1.1 液压滑阀装置图图液压滑阀装置图4.1.2 原理及推导过程4.1.2.1 液压滑阀中的力的类型1）液压力液压元件中，由于液体重力引起的液体压力相差对于液压力而言是极小，可以忽略不计。
燕山大学工程流体力学三级项目
工程流体力学三级项目报告项目名称: 基于matlab的复杂曲面壁受力分析姓名:指导教师:日期: 年月日摘要此次项目主要是研究复杂曲面壁的受力分析，根据工程流体力学相关知识列出方程,然后求解。
然而对于较为复杂的方程手算比较困难，而运用Matlab则变得更简单，且可以列出多组数据，通过曲线更直观的将力和力矩表达出来。
关键词：复杂曲面;受力分析；Matlab软件前言应用计算机建模解决管网设计计算与优化调度问题是当前给水管网新理论、新技术发展的基本方向。
通过合理的设计和运行管理,可以提高给水管网的管理效率,节约运行费用。
国内外的科研工作者们已经做了大量工作并取得了相应的成果。
以面向对象的高级语言如V B、V C开发的软件包已有不少得到了实际应用。
但是由于管网计算问题本身的复杂性,采用此类高级语言来求解管网数学模型也带来了开发周期长,对计算机等硬件要求较高,计算速度较慢等问题。
Matlab是美国Mathworks公司自20世纪80年代中期推出的数学软件,它源于矩阵运算,并已发展成一种高度集成的计算机语言。
M atlab 具有强大的科学运算能力,提供了灵活的程序设计流程、丰富的函数库以及与其它语言的接口功能,加上高质量的图形可视化处理与友好的界面设计风格,它已成为当今工程界最具活力,应用最广的软件之一。
以Matlab作为开发平台,采用面向对象的可视化接口技术使用户能建立具有树状网和环状网的城市给水混合型管网可视化计算模型;并可根据管网的结构参数(如管网图形、管段长度、阻力系数、节点流量等)迅速进行平差计算得到各管段的流量和水头损失等水力要素。
此次该软件将简单直观地求解复杂曲面壁的受力情况。
正文基本原理;工程流体力学中流体对复杂曲面壁的总压力的相关知识研究工具及方法：Matlab软件程序编写计算整体方案问题分析理论计算Matlab计算相关编辑代码及结果重心横坐标>>h=0:0.1:100;X0=3/50*h.^2;plot(h,X0)水平力作用点的纵坐标>>h=0:0.1:100;H0=1/3*h;plot(h,H0)水平力>>h=0:0.1:100; Px=39.2*h.^2; plot(h,Px)竖直力>> h=0:0.1:100; Py=5.227*h.^3; plot(h,Py)力矩>>h=0:0.1:100;T=0.31*h.^5+13.07*h.^3;plot(h,T)结论在该项目中，我们主要做了理论分析计算、Matlab计算以及PPT展示等工作，得到了一定水位范围内的曲面壁所受力及力矩，并以图线表现出来。
工程流体力学三级项目燕山大学
流体对曲面壁的作用力分布 小组成员：程鹏 胡广程 毛子鉴 李哲元 吕红勇
目录
任务简介 软件介绍（matlap） 问题分析 问题求解 MATLAP编程求解 感想收获
任务简介
计算和分析流体作用在曲面壁上的力，一个 闸门的横截面如图所示，垂直于纸面的深度是8m， 外形x=0.2y2，此闸门可以绕O点旋转，试以闸门 处的水的深度为自变量，推导以下参量的表达式： 水平分力；垂直分力；作用在闸门上对原点O的顺 时针方向力矩。
软件介绍
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。
问题分析
问题求解
问题求解
重心坐标求解
MAAP编程求解
竖直方向力求解
MATLAP编程求解
力矩求解
感想收获
一.在项目设计中我们在遇到问题并解决问题的过程中加 深了对理论知识的理解。
二.完成项目时我们相互合作同时在具体问题上有分工明 确，增强了我们集体意识和个人解决问题的能力。 三.认识并初步掌握了MATLAB这种软件的使用，学到了 一种新的解决问题的工具，为日后的学习打下了基础。
matlab三级项目
MATLAB三级项目报告项目名称：连杆机构设计及运动分析软件开发姓名：郭宁罗佳吴威威指导教师：孙建亮日期：2015年6月22日目录摘要--------------------------------------------------------------- 3一、前言------------------------------------------------------------ 3二、连杆机构和曲柄滑块机构的设计与运动分析------------------------- 42.1四连杆机构的设计与运动分析----------------------------------- 42.1.1四杆机构简介------------------------------------------- 42.1.2四杆机构的综合概述------------------------------------- 62.1.3四连杆机构的设计与运动分析----------------------------- 62.2曲柄滑块机构设计分析---------------------------------------- 112.2.1曲柄滑块机构简介-------------------------------------- 112.2.2曲柄滑块机构的特性及应用------------------------------ 112.2.3曲柄滑块机构的分类---------------------------------- 122.2.4曲柄滑块机构的设计分析-------------------------------- 122.2.5曲柄滑块机构运行中的振动与平衡------------------------ 16三、软件设计------------------------------------------------------ 173.1软件设计流程图---------------------------------------------- 173.2 相关部分程序----------------------------------------------- 18四、结论----------------------------------------------------------- 274.1项目的主要工作---------------------------------------------- 274.2主要结果---------------------------------------------------- 274.3未来规划---------------------------------------------------- 284.4心得感受---------------------------------------------------- 28摘要该报告的内容是以“连杆机构设计及运动分析软件开发”课题所展开，主要对四连杆机构和曲柄滑块机构进行深入的研究，并建立其运动分析数学模型。
信号与系统三级项目报告
基于Matlab的语音信号采集与分析姓名：徐福娟刘星星李端梁笑笑彦茹班级：通信工程四班课程名称：信号与系统指导教师：闫盛楠2015年6月徐福娟，刘星星，梁笑笑，彦茹，李端（燕山大学信息科学与工程学院）摘要：此次三级项目的内容是：通过运用Matlab语言实现语音信号的采集、分析和处理。
项目实施过程中：我们首先进行男女生语音信号的采集，并对其频谱图进行分析，得出了电话可以对语音信号采用8kHz的采样速率的结论。
之后通过男女生主要频率在高频段所占比例不同来区分男女生。
最后对采集的信号进行降采样并验证抽样定理。
前言：通过这次三级项目的实施，我们对Matlab语言的运用、信号的采集与分析及抽样定理都有了深刻的理解，为了对这次整个的过程进行更系统的整理，我们以报告的形式将其记录下来。
在这次项目的开展过程中，李端和彦茹进行最后ppt的制作以及资料的搜集；刘星星完成语音信号的采集，并对其进行频域分析；徐福娟进行对男女生语音信号的区分部分；梁笑笑完成对信号不同程度的降采样并验证抽样定理。
在整个过程中，我们既有分工，又相互合作，共同解决棘手的问题。
最终完成了三级项目要求的内容：验证了电话可以对语音信号采用8kHz的采样速率的结论；能够简单的区分男女生语音信号。
正文一、基本原理1.1语音信号的采集一是利用录音机录取一段语音信号，然后利用MATLAB中的wavrea d函数从外面读入该音频信号即可。
另外一种方式是在MATLAB中z执行以下操作即可得到一个语音信号:R = audiorecorder( 44100, 16 ,2 ) ；%创建一个保存音频信息的对象，它包含采样率，时间和录制的音频信息等等。
44100表示采样为44100Hz，16为用16bits存储，2为两通道即立体声。
record(R); %开始录制，此时对着麦克风说话即可。
myspeech = getaudiodata(R);%得到以n*2列数字矩阵存储的刚录制的音频信号。
工程流体力学三级项目重点
燕山大学机械工程学院匚程流体力学三级项目报告课程名称：工程流体力学项目题目：管网计算机求解班级：13级机设1班小组成员：胡小亮、黄天晨、吕威、吕昊、马珊珊导教师：赵建华日期：2015年10月8日目录:项目目的及要求二:MATLAB^件介绍三：理论依据四：编辑代码五：计算机计算结果六：小组成员计算结果七：小组分工八：小组成员感想九：参考文献:组员打分、项目目的及要求1、项目目的学习和掌握管网串并联特性， 复杂管网的计算方法， 复杂管网的计算机求解。
项目要求）掌握复杂管网的计算方法;、MATLAB^件介绍34）用软件编程求解。
表所示，求每个管道中的水的流量，同时求 P 点的压强。
1) 查阅相关文献，查找符号分析方面的软件;）计算和分析，三个管道A 、B 、C 互相联结，管道的特征如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 是矩阵实验室(Matrix Laboratory )的简称，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。
MATLA阿以进行矩阵运算、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、理论依据长管忽略局部阻力和速度水头h 尸入L V(d 2g)总流伯努利方程：Zi+ P i/ p g +V i /2g=Z2+P2/ p g +?Va /2g= h 入总流的连续性方程：q a + q b = q c四、编辑代码q1 q2 po sitiveeq仁'((q1+q2)A2*1000*0.3048)/(3.462*sqrt((4*0.0254)A5/0.024))A 2=150*0.3048-(q2A2*2600*0.3048)/(3.462*sqrt((6*0.0254)A5/0.0 32))八2';eq2='((q1+q2)A2*1000*0.3048)/(3.462*sqrt((4*0.0254)A5/0.024))A 2=150*0.3048-(q1^2*3000*0.3048)/(3.462*sqrt((10*0.0254)^5/0. 02))八2';s=solve(eq1,eq2);qa=v pa(s.q1,3)qb=v pa(s.q2,3)qc=v pa(qa+qb,3)vb=(qa+qb)/(p 广(4*0.0254)八2/4);pb=v pa(((200-120)*0.3048-(vbA2/2/9.8))*9800,4)q=0.0228aq b =0.00541=0.02821qcP b =2.329e5六、小组成员计算结果£十脣+寻二Z"鲁十券十从器药朴忌爲Pa力纱瑚2八► '牝X 松二%=4IM Pt -华吃S-3如枯tg二iA扌占ic -仏孑£ 人■"3加入3盂入"0.小牛做*幽Uf mu列狛测材呈-对脊+爭3+%谱+儿护警次华* 乂7蛊...A-\ ；\J七、小组分工胡小亮--负责查阅书籍手算题目结果本组组长黄天晨--负责PPT的制作吕威--负责熟悉软件并用软件计算求解吕昊--负责后期的汇总， Word的制作马珊珊--负责查询英制量纲与国标量纲的转换八、小组成员感想胡小亮：从这次工程流体力学三级项目中,我们有很多的感触和收获，同时也学到了许多书本上没有的知识。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于Matlab的导热问题的数值解法
班级：13级机械装备2班
指导教师：任素波
引言
传热学在工程中应用非常广泛，特别是冶炼、轧钢行业，处处有
传热学的身影。
虽然传热过程是容易做数学处理的一种热量传递方式，但其往往涉及到常微分方程、偏微分方程、线性及非线性方程组的求解，对于数学知识掌握不深的专业人员而言，解题有一定难度。
高级计算机语言的出现给数值计算带来了希望，但用这些计算机语言编制程序，需要对所用的语言语法和相关算法有相当的熟练度。
Matlab软件是一种功能强、效率高、便于进行科学和工程计算的交互式软件包。
它包含了一般数值计算、矩阵计算等应用程序，易学易用，大大降低了对使用者的数学基础和计算机语言知识的要求，而且编程效率和计算效率极高。
因此，对于数学模型复杂，涉及较多运算方法传热过程，Matlab 是一种非常重要的辅助工具。
1.实际问题
有一个边长为1m的正方形物体如下图所示，其左侧面恒温为100℃，顶面恒温为500℃，其余两侧均暴露在对流环境中，环境温
度为100℃。
已知物体的导热系数为K
10，求出各节点的温度值。
/
W
m
2.问题分析
求解导热问题，实际上就是对导热微分方程在给定条件下进行求解，找出具体的函数关系式，从而得出导热过程的数学表达式。
本案例是一个很常见的导热问题，我们可以使用温度节点离散化线性方程组，并用矩阵形式来表示。
3.数学模型
⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡---------67.210100000167.410200000167.400200010067.420100
01014101000101400100010075.420000010141000001014⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡--------=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡7.667.661677.660100567500600987654321t t t t t t t t t 对上述9x9阶矩阵进行求解，相当于解九个方程，最终求出九个未知数，其难度以及计算量对于工程人员来说是一个很大的挑战。
但如果使用Matlab 进行编程计算，则会大大节省计算时间，减低错误的出现几率，对于工程运算来说如虎添翼。
4.Matlab 编程
此方程组属于大型稀疏线性方程组，求解时广泛使用LU 分解法，求解速度快，占用计算机内存小，便于储存。
下面为求解过程： functionLU
a1=[-41010;1-4101;02-4.6700;100-41;0101-4];
a2=[0000;0000;1000;0100;1010];
a3=[00102;00020;00002;00000];
a4=[-4.67001;0-4.6710;01-4.671;101-2.67];
a=[a1,a2;a3,a4];
b=[-600,-500,-567,-1000,-66.7,-167,-66.7,-66.7];
[L,U]=lu （a ）;
t=U\（L\b ）
执行，可以得到九个节点温度依次为：
175.2945
t 184.3529
t 157.3617
t 217.3453
t 231.2526
t 192.3311
t 309.4573
t 330.2485t 280.3628
t 987654321=========
5.结果分析
使用Matlab 对矩阵进行数值运算，其结果和人工计算相同。
但与人工计算相比，其速度和准确率都大大提高。
而且Matlab 的操作工程并不复杂，仅需要编写几行程序就可以进行运算。
因此，对于数学模型较为复杂的工程求解问题，都可以考虑采用Matlab 进行编程计算。
6.参考文献
1.《Matlab 语言及应用案例》 张贤明 东南大学出版社
2.《传热学》 张兴中 国防工业出版社。