時(shí)域信號(hào)的matlab仿真系統(tǒng)-wenkub
2023-06-11 22:51:53 本頁面
【正文】 ] 王沐然：MATLAB與科學(xué)計(jì)算，電子工業(yè)出版社，P281P316指導(dǎo)教師簽字院長審核簽字時(shí)域信號(hào)的MATLAB仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容摘要：信號(hào)與系統(tǒng)是通信和電子信息類專業(yè)的核心基礎(chǔ)課，其中的概念和分析方法廣泛應(yīng)用于通信、自動(dòng)控制、信號(hào)與信息處理、電路域系統(tǒng)等領(lǐng)域。四川師范大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告XXXXXXXXX信號(hào)分析與處理課程設(shè)計(jì)時(shí)域信號(hào)的MATLAB仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名x學(xué) 號(hào)x所在學(xué)院通信工程學(xué)院專業(yè)名稱通信工程班 級(jí)2012級(jí)廣播電視班指導(dǎo)教師x成 績 四川師范大學(xué)成都學(xué)院二○一四年十二月25課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名x學(xué)生學(xué)號(hào)x學(xué)生專業(yè)通信工程廣播電視方向?qū)W生班級(jí)廣播電視班指導(dǎo)教師x職 稱講師發(fā)題日期 2014年 10 月 30日完成日期 2014 年 12月 1 日設(shè)計(jì)題目時(shí)域信號(hào)的MATLAB仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目的：、常用語句和可視化繪圖技術(shù)具體任務(wù)及要求：對(duì)MATLAB進(jìn)行研究，了解MATLAB軟件在信號(hào)處理中常用的幾種功能。MATLAB是Matrix LABoratoy的縮寫，它是一種以矩陣運(yùn)算為基礎(chǔ)的交互式程序語言，專門針對(duì)科學(xué)、工程計(jì)算及繪圖的需求。MATLAB可應(yīng)用于連續(xù)系統(tǒng)中零輸入狀態(tài)響應(yīng)的數(shù)值求解和符號(hào)求解，沖擊響應(yīng)和階躍響應(yīng)，以及卷積積分的求解和仿真。該課程是將學(xué)生從電路分析的知識(shí)領(lǐng)域引入信號(hào)處理與傳輸領(lǐng)域的關(guān)鍵性課程。時(shí)域分析法直接分析時(shí)間變量的函數(shù)，研究系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)特性。MATLAB前身為美國New Mexico大學(xué)計(jì)算機(jī)主任Cleve Moler博士利用業(yè)余時(shí)間為方便同學(xué)使用EISPACK和LINPACK庫程序編寫得FORTRAN接口程序，并且使用MATrix和LABoratory兩個(gè)單詞的前三個(gè)字母組成的名字MATLAB。高層次的作圖包括二維和三維的可視化、圖象處理、動(dòng)畫和表達(dá)式作圖。MATLAB把工具箱延伸到了科學(xué)研究和工程應(yīng)用的諸多領(lǐng)域諸如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫接口、概率統(tǒng)計(jì)、樣條擬合、優(yōu)化算法、偏微分方程求解、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波分析、信號(hào)處理、圖像處理、系統(tǒng)辨識(shí)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、LMI控制、魯棒控制、模型預(yù)測、模糊邏輯、金融分析、地圖工具、非線性控制設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)快速原型及半物理仿真、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、定點(diǎn)仿真、DSP與通訊、電力系統(tǒng)仿真等都在工具箱Toolbox家族中有了自己的一席之地。其與C++語言極為相似而且更加簡單更加符合科技人員對(duì)數(shù)學(xué)表達(dá)式的書寫格式。在今后必須重視跟蹤新技術(shù)發(fā)展趨勢。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。可以直接調(diào)用,用戶也可以將自己編寫的實(shí)用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫中方便自己以后調(diào)用。到20世紀(jì)90年代，MATLAB已成為國際控制界的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算軟件。1993年Mathworks公司又推出了MATLAB的微機(jī)版本，充分支持在Microsoft Windows界面下的編程。工具包又可以分為功能性工具包和學(xué)科工具包。SIMULINK掛接在MATLAB環(huán)境上，以MATLAB的強(qiáng)大計(jì)算功能為基礎(chǔ)，以直觀的模塊框圖進(jìn)行仿真和計(jì)算。對(duì)廣大工程技術(shù)人員來說，這無疑是最好的福音。 MATLAB的特點(diǎn)和優(yōu)勢 特點(diǎn)： ▲此高級(jí)語言可用于技術(shù)計(jì)算 ▲此開發(fā)環(huán)境可對(duì)代碼、文件和數(shù)據(jù)進(jìn)行管理 ▲交互式工具可以按迭代的方式探查、設(shè)計(jì)及求解問題 ▲數(shù)學(xué)函數(shù)可用于線性代數(shù)、統(tǒng)計(jì)、傅立葉分析、篩選、優(yōu)化以及數(shù)值積分 ▲二維和三維圖形函數(shù)可用于可視化數(shù)據(jù) ▲各種工具可用于構(gòu)建自定義的圖形用戶界面 ▲各種函數(shù)可將基于MATLAB的算法與外部應(yīng)用程序和語言（如 C、C++、Fortran、Java、COM 以及 Microsoft Excel）集成 優(yōu)勢：●友好的工作平臺(tái)和編程環(huán)境 ●簡單易用的程序語言 ●強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力 ●出色的圖形處理功能●應(yīng)用廣泛的模塊集合工具箱 ●實(shí)用的程序接口和發(fā)布平臺(tái) ●應(yīng)用軟件開發(fā)（包括用戶界面） MATLAB在信號(hào)處理上的應(yīng)用MATLAB是一個(gè)包含大量計(jì)算算法的集合。在計(jì)算要求相同的情況下，使用MATLAB的編程工作量會(huì)大大減少。2 信號(hào)分析 信號(hào)的描述及運(yùn)算 信號(hào)的時(shí)移、反褶和尺度變換信號(hào)的時(shí)移、反褶和尺度變換是針對(duì)自變量而言的，其數(shù)學(xué)表達(dá)式與波形變化之間存在一定的變化規(guī)律。21波形圖其實(shí)現(xiàn)的MATLAB源代碼如下：clear all。piot(t,ftl)。ft2=functl(3*t)。grid on。plot(t,ft3)。ft4=functl(3*(t+2/3))。grid on。syms a x y1 y2y1=sin(a*x^2)。已知，試用MATLAB命令繪出和的波形圖，其中。f1=sin(2*pi*f*t)。grid on。grid on。在MATLAB中，對(duì)于連續(xù)時(shí)域系統(tǒng)的沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)的數(shù)值解，可分別利用控制系統(tǒng)工具提供的函數(shù)impulse和step來求解。t=0::4。subplot(2,1,1)。ylabel(’h(t)’)。grid on。其仿真波形如圖:圖24 沖激響應(yīng)h(t)和階躍響應(yīng)g(t) 零狀態(tài)響應(yīng)、零輸入響應(yīng)和完全響應(yīng)前面已述及線性連續(xù)系統(tǒng)可用常系數(shù)微分方程來描述。下面用MATLAB命令求解微分方程，當(dāng)輸入，起始條件為y(0_)=時(shí)，系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)，零狀態(tài)響應(yīng)及完全響應(yīng)。cond=’y(0)=1,Dy(0)=2’。cond=’y()=0,Dy()=0’。grid on。grid on。grid on。a=[1 2 5]。subplot(212)。f1=0。 %繪制系統(tǒng)幅頻響應(yīng)曲線%繪制系統(tǒng)（b）的幅頻響應(yīng)曲線Z=[i*150 –i*150]。k=。f1=0。 %定義系統(tǒng)（d）零點(diǎn)行向量p=[100]。 %定義頻率采樣間隔subplot(224)pz_plxy(f1,f2,k,p,z)。w=0::2*pi。xlabel(‘\omega 單位：pi’)。plot(w/pi,HP*180/pi)。兩個(gè)序列的加減乘除是對(duì)應(yīng)離散樣點(diǎn)值的加減乘除，因此，可通過MATLAB點(diǎn)乘和點(diǎn)除、序列移位和反折來實(shí)現(xiàn)，與連續(xù)時(shí)間信號(hào)處理方法基本一樣。其實(shí)現(xiàn)的MATLAB程序代碼如下：clear all。x=(1/2).^n。xlabel(’n’)。
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