毕业论文任务书一、毕业论文题目 MATLAB 在误差理论中的应用 二、毕业论文工作自_ _年_ _月_ _日 起至_ _年 月_日止 三、毕业论文进行地点: 四、毕业论文内容要求：传统的数据处理方法基于数理统计的理论，计算量较大，数据繁多。MATLAB 程序语言是一种高性能的数值计算软件，将二者结合起来，研究 MATLAB 程序语言在误差处理中的应用，研究 MATLAB 程序语言在误差处理中的优点，设计一个误差处理中粗大误差的自动判断，在线剔除，随机误差的数据处理，试验结果的自动生成，回归方程的快速建立的实用型软件。基于以上过程要求，提出以下毕业论文内容要求： 1.查找、搜集、整理、研究 MATLAB 程序语言的相关文献资料，结合目前误差理论与数据处理在实际使用中存在的问题，提出设计方案。 2.学习 MATLAB 程序语言，熟悉其各项功能。进而查阅相关资料，获取目前 MATLAB 技术在误差数据处理中应用的情况，提出设计方法。 3.设计完成误差处理中粗大误差的自动判断，在线剔除，随机误差的数据处理，试验结果的自动生成的实用型软件，给出源程序，评价其优缺点。4.完成“MATLAB 在误差理论中的应用”论文撰写。 5.完成一篇相关外文文献翻译（要求 4000 字以上） 。 指 导 教 师 系(教 研 室) 系(教研室)主任签名 批准日期 接受论文任务开始执行日期 学生签名 MATLAB 在误差理论中的应用摘要利用 MATLAB 辅助教学手段，传统误差数据处理要花费很长时间才能完成的处理仅仅几秒钟就可以得出其结果，且非常直观。这在实际误差数据处理中具有很高的使用价值，可以节约大量的时间，达到事半功倍的效果。另外，通过 MATLAB 强大的图形功能以及 GUI 界面，不仅能方便地将数据图形化，还可以在误差处理的应用中创造一个良好的人机界面。因此，MATLAB 在误差理论中的应用是一个非常值得研究的问题。关键词MATLAB GUI 误差 数据处理 人机界面Application of MATLAB in Error TheoryMA KUI(Grade 08, Class 02,Major measurement control technology and instruments,School Mechanical,Shaanxi University of Technology,Hanzhong,723003,Shaanxi)tutor: JING MINAbstract:The traditional error data processing always takes quite a long time to complete ,but using MATLAB auxiliary teaching method the processing will only take a few seconds to get the results and its very intuitive. In this paper ,the error data processing is with high value, and it can save a lot of time to achieve a multiplier effection. In addition, through the powerful graphics capabilities of MATLAB and GUI interface, graphical data can not only conveniently be got, but also for the error data processing application to create a good man-machine interface. Therefore, the application for the MATLAB in the error theory is absolutely worth researching.Key words:MATLAB,GUI,error,data processing, man-machine interface第 I 页 目 录1.绪论11.1 研究误差的意义.11.2 误差的基本概念11.2.1 误差的定义及表示法.11.2.2 误差来源.31.2.3 误差分类.41.3 MATLAB 软件介绍.51.3.1 MATLAB 软件的基本特点51.3.2 MATLAB 桌面平台51.3.3 MATLAB 标点的含义51.3.4 MATLAB 文件的类型61.4 本文主要研究意义及内容72. 误差的基本性质与处理92.1 随机误差92.1.1 随机误差的产生原因.92.1.2 正态分布.92.1.3 算术平均值.112.1.4 测量的标准差.122.1.5 测量的极限误差.172.2 系统误差192.2.1 系统误差产生的原因.192.2.2 系统误差的分类和特征.192.2.3 系统误差的发现方法.202.2.4 系统误差的减小和消除.222.3 粗大误差242.3.1 粗大误差产生的原因.242.3.2 判别粗大误差的准则.242.3.3 粗大误差判别方法比较.26第 II 页 3.MATLAB 在误差处理中的程序设计273.1 随机误差的处理程序设计273.2 系统误差的程序设计273.2.1 线性系统误差的程序设计.273.2.2 周期性系统误差的程序设计.283.3 粗大误差程序的设计283.3.1 3 法判断粗大误差程序设计.283.3.2 罗曼诺夫斯基准则判断粗大误差程序设计.293.3.3 格罗布斯准则判断粗大误差.303.3.4 根据测量个数自动对测量数据进行判断的程序设计：.314. MATLAB GUI 介绍.334.1 GUI 控件对象及其属性 334.2 GUI 开发环境 364.3 GUI 程序设计步骤 385.MATLAB 在误差处理中的 GUI 设计.395.1 程序功能设计395.2 程序界面设计395.2.1 界面控件对象布置设计.395.2.2 界面控件的属性设置415.2.3 界面美化.415.3 控件代码程序设计435.3.1 openingFcn 程序设计435.3.2 “选取文件”按钮的回调函数设计445.3.3 “粗大误差方法选取”案板的选择函数程序代码设计485.3.4 “开始计算”按钮的回调函数程序代码505.3.5 下拉菜单的绘图选项的选取函数代码程序设计.515.3.6 “绘图”按钮的回调函数代码程序设计52第 III 页 5.3.7 对翻页按钮进行回调函数代码程序设计.535.3.8 “剔除粗大误差”按钮的回调函数代码程序设计545.3.9 “退出”按钮的回调函数565.4 GUI 界面的程序测试 575.5 GUI 转换成为可独立运行的 exe 文件.64总结.67致谢.68参考文献.69外文原文及翻译附录 A附录 B第 1 页 共 69 页1.绪论绪论1.1 研究误差的意义研究误差的意义人类为了认识自然与遵循其发展规律用于自然，需要不断地堆自然界的各种现象进行测量和研究。由于实验方法和实验设备的不完善，周围环境的影响，以及受人们认识能力所限等，测量和实验所得数据和被测量的真值之间，不可避免地存在着差异，这在数值上即表现为误差。随着科学技术的日益发展和人们认识水平的不断提高，虽可将误差控制得越来越小，但终究不能完全消除它。误差存在的必然性和普遍性，已为大量实践所证明。为了充分认识并进而减小或消除误差，必须对测量过程和科学实验中始终存在着得误差进行研究。研究误差的意义为1）正确认识误差的性质，分析误差产生的原因，以消除或减小误差。2）正确处理测量和实验数据，合理计算所得结果，以便在一定条件下得到更接近于真值的数据。3）正确组织实验过程，合理设计仪器或选用仪器和测量方法，以便在最经济条件下，得到理想的结果。1.2 误差的基本概念误差的基本概念1.2.1 误差的定义及表示法误差的定义及表示法所谓误差就是测得值与被测量的真值之间的差，可用下式表示：误差=测得值-真值 （1.1）例如在长度计量测试中，被测量某一尺寸的误差公式具体形式为误差=测得尺寸-真实尺寸 第 2 页 共 69 页（1.2）测量误差可用绝对误差表示，也可用相对误差表示。一、绝对误差某量值的测得值和真值之差为绝对误差，通常简称为误差，即绝对误差=测得值-真值 （1.3）由式（1.3）可知，绝对误差可能是正直或负值。所谓真值是指在观测一个量时，该量本身所具有的真实大小。量得真值是一个理想的概念，一般是不知道的。但在某些特定情况下，真值又是可知的。例如：三角形三个内角之和为 180；一个整圆周角为 360；按定义规定的国际千克基准的值可认为真值是 1kg 等。为了使用上的需要，在实际测量中，常用被测得量得实际值来代替真值，而实际值得定义是满足规定精确度得用来代替真值使用的量值。在实际工作中，经常使用修正值。为消除系统误差用代数法而加到测量结果上的值称为修正值。将测得值加上修正值后可得近似的真值，即真值测得值+修正值 （1.4）由此得修正值=真值-测得值 （1.5）修正值与误差的大小相等而符号相反，测得值加修正值后可以消除系统误差的影响。但必须注意，一般情况下难以得到真值，因为修正值本身也有误差，修正后只能得到较测得值更为准确的结果。二、相对误差绝对误差与被测量的真值之比值称为相对误差。因测得值与真值接近，故也可近似用绝对误差与测得值之比值作为相对误差，即相对误差=绝对误差/真值绝对误差/测得值 （1.6）由于绝对误差可能为正值或负值，因此相对误差也可能为正值或负值。相对误差是无名数，通常以百分数来表示。例如用水银温度计测得某一温度为第 3 页 共 69 页20.3，该温度用高一等级的温度计测得值为 20.2，因后者精度高，故可认为 20.2更接近真实温度，而水银温度计测量的绝对误差为 0.1，其相对误差为0