1、 2013 届毕业设计（论文）材 料院 、 部：电气与信息工程学院 学生姓名：廖卫平 指导教师：陈 坚 职称 讲师 成利香 职称 讲师 专 业：电气工程及其自动化 班 级：电气本 0902 班 学 号：09401240251 2013 年 6 月材料清单1、毕业设计（论文）课题任务书2、开题报告3、工作进度检查表4、指导教师评阅表5、评阅教师评阅表6、答辩资格审查表7、答辩及最终成绩评定表8、毕业设计说明书湖南工学院 2013 届毕业设计（论文）课题任务书学院：电气与信息工程学院 专业： 电气工程及其自动化 指导教师 陈坚、成利香 学生姓名 廖卫平课题名称 基于 MATLAB 的图形用户界面设
2、计内容及任务图形用户界面（Graphical User Interfaces,简称 GUI）是指由鼠标、窗口、按键、光标、菜单、图标、对话框和文本框等各种图形对象组成的界面。本文主要利用 MATLAB 强大的计算功能和用户界面设计实现简易计算器和感应电动机性能分析的图形用户界面设计。本设计课题重点研究以下两个方面的内容：第一，基于 MATLAB 的感应电动机性能分析界面设计。第二，用 GUIDE 编写一个简易计算器。基于 MATLAB 的简易计算器界面设计具有以下功能：1.实现十进制数的加、减、乘、除、乘方等简单四则运算；2.科学计算函数，包括三角函数、反三角函数、开方等函数运算；3.有后退键
3、、清除键，能清除上一次运算的结果。基于 MATLAB 的感应电动机性能分析界面设计具有以下功能：1.用户可以任意修改电动机等值电路的各参数；2.用户通过界面输入等值参数，可以得到感应电动机的等值电路及转矩与转子转速的关系曲线图；3.用户可以通过功能按钮键退出该界面。本文通过 MATLAB的 GUIDE 中的控件，可以制作出以上两个用户界面设计，然后在对各控件编写Callback 回调函数，就可以实现该界面应有的功能。最后我们用 mcc 命令把 MATLAB编写的 M 文件变成.exe 可执行文件，这样用户可以在没有安装 MATLAB 的环境下单独运行该程序，获得其界面。拟达到的要求或技术指标设
4、计课题拟达到的要求如下:第一,在感应电动机的性能分析界面设计中,要求设计的界面在用户指定的参数下,能够绘制出感应电动机的三相等值电路及其戴维南等值电路,并在等值电路的基础上求出感应电机一、二次侧的电流和电压、效率及定子的功率，在指定的转差率下能够绘制出感应电机的转矩-转速特性曲线并显示在界面上。第二，在简易计算器的界面设计中，要求用户设计的计算器能够实现四则运算、科学计算，并将计算结果显示在界面上。进 起止日期 工作内容 备注度安排2013.3.6-2013.3.152013.3.16-2013.3.242013.3.25-2013.4.252013.4.26-2013.5.52013.5.6
5、-2013.5.162013.5.17-2013.5.26收集资料、熟悉毕业设计（论文）课题开题报告参数设计，软件编程方案调试编写毕业设计（论文）说明书进行总结、答辩准备主要参考资料1 陈杰. MATLAB 宝典.北京:电子工业大学出版社，2011.12 罗华飞. MATLAB GUI 设计学习手记. 北京航空航天大学出版社，2011.23 张琨,高思超,毕靖.MATLAB2010从入门到精通.北京:电子工业大学出版社，2011.54 张平.MATLAB 基础与应用M.北京:北京航空航天大学出版社,2007.15 李显宏.MATLAB 7.X 界面设计与编译技巧M.北京:电子工业出版社,200
6、6.2 6 王洪元.MATLAB 语言及其在电子信息工程中的应用.北京: 清华大学出版社,2006.27 谭浩强.C 程序设计.北京：清华大学出版社，2005.78 钟麟,王峰.MATLAB 仿真技术与应用教程M.国防工业出版社,2002.69 查普曼 .MATLAB编程.科学出版社.2011.410 范洛恩，法恩.面向计算科学与工程的MATLAB编程.清华大学出版社.2012.12教研室意见年 月 日院主管领导意见年 月 日湖南工学院毕业设计(论文)开题报告 题 目 基于 MATLAB 的图形用户界面设计学生姓名 廖卫平 班级学号 电气本 0902 班09401240251 专业 电气工程及
7、其自动化1.课题任务的学习与理解图形用户界面（或接口）是指：人与机器（或程序）之间交互作用的工具和方法。如键盘、鼠标、跟踪球、话筒都可成为与计算机交换信息的接口。图形用户界面（Graphical User Interfaces ， GUI）则是由窗口、光标、按键、菜单、文字说明等对象构成的一个用户界面。用户通过一定的方法（如鼠标或键盘）选择、激活这些图形对象，使计算机产生某种动作或变化，如实现计算、绘图等功能。若读者所从事的数据分析、解方程、计算结果可视工作比较单一，那么一般不会考虑GUI的制作。但是如果读者想向别人提供应用程序，想进行某种技术、方法的演示，想制作一个可以反复使用且操作简单的专
8、用工具，那么图形用户界面也许是最好的选择之一。 MATLAB为表现其基本功能而设计的演示程序demo 是使用图形界面的最好范例。MATLAB的用户，在指令窗中运行demo 打开那图形界面后，只要用鼠标进行选择和点击，就可浏览那丰富多彩的内容。整体来说, MATLAB中GUI 的建立有两大方式。第一种是直接通过程序编写的方式产生对象, 即利用uicontrol、uimenu、uicontextmenu 等函数以编写 M文件的方式来开发整个GUI。这种方式建立的菜单比较齐全, 并且不会额外产生一个.fig 文件, 程序代码通用性高, 因此当完成一个GUI后,该程序代码就可以复制到一般的MATLAB
9、 的M文件中使用 , 也可以复制到GUIDE 的M文件中使用, 如此可以节省额外开发相同或类似对象的时间。但用程序编写的方式建立对象非常繁杂, 不仅需要先规划好每一个对象的位置, 还要一一输入对象所有对应的属性名称和属性值。若不是非常熟悉的用户可能会难以控制。另一种方式是直接通过MATLAB 的GUI 编辑界面GUIDE 来建立GUI, 它有点类似Visual Basic 这一类的开发环境 , 只要直接通过鼠标将对象拖拽到目的地 , 就可以快速地建构出整个GUI, 设计简单, 并可将几个图形对象加到一个图形上, 增强可视性。本设计课题通过MATLAB的GUI 编辑界面 GUIDE 来建立感应电
10、动机性能分析及简单计算器的图形用户界面(Graphical User Interfaces ，GUI)。2.课题调研综述MATLAB 是美国 Math works 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、M aple 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
11、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具有很好的技术特点：1)界面友好，编程效率高 MATLAB是一种以矩阵为基本变换单元曲可视化程序设计语言，语法结构简单，数据类型单一，指令表达方武非常接近于常用的数学公式。即使对于那些不太熟悉计算机编程的用户，只要有一点Windows操作的经验，在短时间内就能快速掌握MATLAB 的主要内容和基本操作。MATLAB不仅能使用户免去大量经常重复的基本数学运算，收到事半功倍之鼓，而且其编译和执行速度都远远超过其采用C和Fortran语言设计的程序。可以说，M
12、ATLAB在科学计算与工程应用方面的工程效率远远高于其他高级语言。2)功能强大，可扩展性强。MATLAB语言不但为用户提供了科学计算、数据分析与可视化、系统仿真等强大的功能，而且还具有独树一帜的可扩展性特征。Math Works公司针对不同领域的应用，推出了自动控制、信号处理、图像处理、模糊逻辑、神经网络、小波分析、通信、等30多个具有专门功能的MATLAB 工具箱。各种工具箱中的函数可以链装，也可以由用户更改。MATLAB支持用户自由地进行二次开发，用户的应用程序既可以作为新的函数滚加到相应的工具箱中，也可以扩充为新的工具箱。这些年来，国外许多不同应用领域的专家使用MATLAB开发出了相当多
13、的应用程序。3)图形功能，灵活且方便 ,MATLAB具有二维与三维绘图功能，在程序的运行过程中可以方便迅速地用图形、图像、声音、动画等多媒体技术直接表述数值计算结果，可以选择不同的坐标系，可以设置颜色、线型、视角等，可以在图中加上比饲尺、标题等标记，可以在程序运行结束后改变图形标记、控制图形句柄等，并且还可以将图形嵌入到用户的Word文件中。MATALB 可以创建图形用户界面(GUI) , 图形用户界面（GUI）是指由窗口、菜单、图标、光标、按键、对话框和文本等各种图形对象组成的用户界面。它让用户定制用户与MATLAB的交互方式，而命令窗口不是唯一与MATLAB的交互方式。它是用户和计算机之间
14、交流的工具。MATLAB 将所有GUI支持的用户控件都集成在这个环境中并提供界面外观、属性和行为响应方式的设置方法,随着版本的提高,这种能力还会不断加强。而且具有强大的绘图功能,可以轻松的获得更高质量的曲线图。为什么要在MATLAB中建立一个GUI？ 生成用户图形界面有以下几点好处： 编写一个需多次反复使用的实用函数，菜单、按钮、文本框作为输入方法具有意义； 编写函数或开发应用程序供别人使用； 创建一个过程、技术或分析方法的交互式示例； 3.研究内容基于前面的分析和本文的研究目的，我们重点研究以下两个方面的内容：第一，基于MATLAB 的感应电动机性能分析界面设计。MATLAB 语言以复数矩阵
15、作为基本编程单元, 具有强大的数值计算功能、图形表达功能及可视化的仿真环境。通过MATLAB提供的图形用户界面(GUI) 设计与开发功能, 设计开发GUI 应用于电路分析和计算中, 可以使复杂的计算变得非常简便, 从而为感应电动机性能分析界面设计提供了一个有效的辅助工具。第二，用 GUIDE 编写一个简易计算器。设计计算器能实现的功能有加、减、乘、除、后退、清零、三角函数等计算操作。4.设计进度安排5.参考文献1 陈杰. MATLAB 宝典.北京:电子工业大学出版社，2011.12 罗华飞. MATLAB GUI 设计学习手记. 北京航空航天大学出版社，2011.23 张琨,高思超,毕靖.MA
16、TLAB2010从入门到精通.北京:电子工业大学出版社，2011.54 张平.MATLAB 基础与应用M.北京:北京航空航天大学出版社,2007.15 李显宏.MATLAB 7.X 界面设计与编译技巧M.北京:电子工业出版社,2006.2 6 王洪元.MATLAB 语言及其在电子信息工程中的应用.北京: 清华大学出版社,2006.27 谭浩强.C 程序设计.北京：清华大学出版社，2005.78 钟麟,王峰.MATLAB 仿真技术与应用教程M.国防工业出版社,2002.69 查普曼 .MATLAB编程.科学出版社.2011.410 范洛恩，法恩.面向计算科学与工程的MATLAB编程.清华大学出版
17、社.2012.12起止日期 进度计划2013.3.62013.3.15 收集资料、熟悉毕业设计（论文）课题2013.3.162013.3.24 开题报告2013.3.252013.4.25 参数设计，软件编程2013.4.262013.5.5 方案调试2013.5.62013.5.16 编写毕业设计（论文）说明书进度安排2013.5.172013.5.26 进行总结、答辩准备指导教师批阅意见指导教师(签名)： 年 月 日湖南工学院毕业设计(论文)工作进度检查表题目 基于 MATLAB 的图形用户界面设计学生姓名 廖卫平 班级学号 电气本 0902 班09401240251 专业 电气工程及其自
18、动化学生开题情况学生调研及查阅文献情况毕业设计（论文）原计划有无调整学生是否按计划执行工作进度学生是否能独立完成工作任务学生的英文翻译情况学生每周接受指导的次数及时间毕业设计（论文）过程检查记录情况学生的工作态度在相应选项划“” 认真 一般 较差指导教师填写尚存在的问题及采取的措施（从教务系统中打印 6 次指导记录）：1. 问:开题报告有什么格式要求吗?答:开题报告按表格里的格式打印即可。2. 问:如何处理 MATLAB 的函数句柄？答:进后台,使用 get、set 函数操作属性句柄值。3. 问：编写 MATLAB 的回调函数需要注意哪些问题？答：相应控件的 Callback 函数只能在对应的
19、 Tag 名称处编写4. 问：GUI 中如何插入图片？答：使用 image、imread 等函数编写程序插入图片。5. 问：反三角函数的计算结果不正确，应如何修改 Callback 程序？答：请看程序里的反三角函数是否为 acos 或 acosd。6. 问：毕业设计论文的格式有何要求？答：请参考学校相关文献规定。指导教师签字： 年 月 日学院意见：负责人签字：年 月 日湖南工学院 2013 届毕业设计（论文）指导教师评阅表学院：电气与信息工程学院 专业：电气工程及其自动化 学生姓名 廖卫平 学 号 09401240251 班 级 电气本 0902 班专 业 电气工程及其自动化 指导教师姓名 陈坚、成利香课题名称 基于 MATLAB 的图形用户界面设计是否同意参加答辩： 是 否指导教师评定成绩 分值：指导教师签字： 年 月 日
