【正文】 s 是一個特別有用的結(jié)構(gòu)數(shù)組 ,它以圖形窗口中的所有對象的 Tag 值為域 ,存儲著所有圖形對象的句柄 ,通過 handles 可以方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)用 .遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 11 頁 再利用所有對象都具有的 UserData 屬性來進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲 !傳遞 ,編寫一個完美的回調(diào)函數(shù)就是一件輕而易舉的事了 . 算法實現(xiàn) 分析控制系統(tǒng)建模 在大多數(shù)工業(yè)過程控制中 ,帶有純滯后特性的控制對象是十分常見的 [5]。 圖 以 5kHz的頻率采樣 ,圖 以 2kHz的頻率采樣 ,采樣后的信號頻譜是采樣之前信號頻譜以整數(shù)倍采樣頻率的平移、疊加形成 。負(fù)頻率點與正頻率點對稱，共有 2K+1 個頻率點。式 ()用于離散時間信號的傅立葉變換的計算。所謂的抽樣定理是指：一個最高頻率為 mf ,頻帶有限的連續(xù)時間信號 ()ft 可以用均勻等間隔 sT ≤1/(2 )mf 的抽樣信號()sft= ()sf nT 值（即抽樣值）惟一地來表示。 MATLAB 不僅流行于控制界，在機械工程、生物工程、語音處理、圖像處理、信號分析、計算機技術(shù)等各行各業(yè)中都有極廣泛的應(yīng)用。 26 附錄 B 8 界面設(shè)計初步規(guī)劃 1 第 2章 抽樣信號 I Abstract 遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 I 頁 基于 MATLAB抽樣定理及其信號恢復(fù)的仿真 摘 要 本設(shè)計是運用 MATLAB 編程來 實現(xiàn)抽樣定理及其信號恢復(fù)的仿真并能在建立的圖形用戶界面上顯示出 相應(yīng)的仿真結(jié)果 。 3 抽樣信號原理 4 模擬信號頻率計算 . 4 采樣信號頻率計算 . 4 模擬信號實現(xiàn) 7 第 3章 GUI界面的介 紹及設(shè)計 8 圖形用戶界面的設(shè)計原則 8 設(shè)計 MATLAB 的 GUI 9 控件的設(shè)計 11 GUI 界面實現(xiàn)及動態(tài)數(shù)字調(diào)節(jié)器軟模塊的設(shè)計 20 設(shè)計思想 MATLAB語言的特點 （ 1） 功能強大 :具有強大的運算功能和功能豐富的工具箱，并且有強大的文字處理功能。這就是抽樣定理，抽樣定理實際是很抽象的，是很難理解的一種定理，簡單地說，當(dāng)采樣頻率大于或等于模擬信號頻譜最高頻率的 2 倍時，所得到的采樣序列的頻譜圖不會產(chǎn)生混疊現(xiàn)象；而當(dāng)采樣頻率小于模擬信號頻譜最高頻率的 2 倍時，所得到的頻譜圖產(chǎn)生了混 疊。 ? 是連續(xù)的模擬頻率 , 2 f??? 。由此 y() 中后一個數(shù)值表示頻率點 . 根據(jù)上述原理 ， 式 ()變?yōu)? jt TwXa Xae t???， 其中 Xa=[Xa(L),Xa(L+),…… ， Xa(P t? ),Xa(P)]， t=[L,L+ t? ， …… ， P， t? P], W=k(WmaxK)， k=[K,K+1， …… ， K1,K], tT 為 t 矩陣的轉(zhuǎn)置 . 采樣信號 頻率計算 . 設(shè)采樣周期為 Ts,則采樣信號 ?Xa =[xa(NTs),xa((N1)Ts),…,xa(0),…,xa((N 1)Ts),xa(NTs)] 其中 NTs=L. 根據(jù) ?Xa = ? jnTwXae? ,其中 n=[NTs,(N1)Ts,…,0,…,(N 1)Ts,NTs] W=k(WmaxK) k=[K,K+1,…,K 1,K] 遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 5 頁 K 為常數(shù) ,nT 為 n矩陣的轉(zhuǎn)置。當(dāng)采樣頻率大于模擬信號最高頻率 2 倍時 ,采樣信號的頻譜不互相重疊 ,模擬信號能從采樣信號中不失真地還原 。而對許多控制對象來說 ,都可以抽象為一個一階或二階慣性環(huán)節(jié)和一個純滯后環(huán)節(jié)的串接。即 ,經(jīng)最小拍過渡 ,使系統(tǒng)靜態(tài) 誤差為零。下面便分別從這兩方面加以討論。由 4 個單選按鈕 (radiobutton)和 4 個編輯框 (edit)組成。 回調(diào)程序設(shè)計 該仿真軟件之所以 可以實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)設(shè)計 ,正是由于筆者利用 Matlab 編制了 43個大小不等的回調(diào)程序 ,通過對這些 *.m 文件的調(diào)用實現(xiàn)了界面友好及各個功能 ,現(xiàn)將幾個主要文件介紹如下 。分別控制在界面模型輸出區(qū)輸出 “對象、廣義對象、數(shù)字調(diào)節(jié)器、閉環(huán)系統(tǒng) ”的傳遞函數(shù)。用來控制 4個菜單選項。此時，離散信號 ()t? 能準(zhǔn)確地恢復(fù)原連續(xù)輸入信號 ??t? 。 圖 理想濾波特性 1 ? ?Gj? ? 2s?? 0 2s? 遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁 圖 保持器圖 由零階保持器具有最小相位滯后、結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)等特點，常用于閉環(huán)離散系統(tǒng)中。在數(shù)學(xué)上通常將 ()hgt分解成為兩個階躍函數(shù)之和的形式，如圖 所示。由于相位滯后的存在，將使系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性有所降低。但工程上可認(rèn)為，當(dāng) sf 足夠大時，頻譜混疊可忽略不計，從而可對采樣序列進(jìn)行傅立葉變換，得到 ()aXj? 。因此， ()gt 應(yīng)是一個連續(xù)時間函數(shù)。nT 為列向量。 N 為序列 ()xn 的長度， M 為 t 的點數(shù)。用戶可以在命令窗口中將輸入語句與執(zhí)行命令同步，也可以先編寫好一個較大的復(fù)雜的應(yīng)用程序 (M 文件 )后再一起運行。在此我要向我的導(dǎo)員，老師和同學(xué)表示衷心的感謝。systems[M].NewJersey:PrenticeHallInt,Inc,1997. 514~522 [2] 樓順天 .基于 MATLAB 的系統(tǒng)分析與設(shè)計 ——信號處理 [M].西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 ,~147 [3] 鄒理和 .數(shù)字信號處理 [M].北京 :國防工業(yè)出版社 ,~41 滯后，這就是離散系統(tǒng)最常用零階保持器的主要原因之一。Name39。Visible39。BackingStore39。,39。, ... 39。HorizontalAlignment39。FontSize39。normalized39。NextPlot39。,39。,10,... 39。, ... 39。,39。,39。,10,... 39。 labelHt=。, ... 39。,[ ])。,39。,[1 1 1], ... 39。,39。,39。,mcwPos, ... 遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 29 頁 39。)。 yInitLabelPos=。 %==================================== % 控制臺框架 frmBorder=。Units39。 %==================================== % 模擬信號及采樣頻率命令按鈕 btnNumber=1。,... 39。,... 39。sawtooth1(800),%模擬信號表達(dá)式為 y(t)=20*()最高頻率為 1000 赫茲 ,fs＝800 赫茲即小于模擬信號最高頻率的 2 倍時采樣序列的頻譜混疊 ,恢復(fù)信號失真 39。 callbackStr=39。,... 39。,... 39。 labelStr=39。normalized39。 frmPos=[leftfrmBorder yPos btnWid+2*frmBorder +2*frmBorder]。 labelWid=。UserData39。,39。, ... 39。, ... 39。,39。, ... 39。 uicontrol( ... 39。,39。 % 首先建 立信息窗的框架 frmBorder=。,[0,0,1])。,... 39。)。,[ ], ... 39。,[0,0,1])。,... 39。add39。Position39。Color39。center39。,39。, ... 39。off39。off39。抽樣定理及其恢復(fù)演示實驗 39。initialize39。首先我要感謝唐國華老師，他是我 MATLAB 上的啟蒙老師，是他給我介紹了 MATLAB 的強大功能，從而讓我對 MATLAB 產(chǎn)生了濃厚的興趣，因此我在畢業(yè)設(shè)計中選擇了MATLAB。使之更利于非計算機專業(yè)的科技人員使用。因此驗證了抽樣定理的正確性。這只要把 t 左乘列向量 ones(length(n)， 1)，把 39。 根據(jù)上述內(nèi)插公式，在用 Matlab 實現(xiàn)時，設(shè)定一個 ti 值求 ()axti 的問題，可歸結(jié)為一個行向量 ()xn 和一個同長的由 39。利用理想低通濾波器取出 ()sFw在 w＝ 0 兩側(cè)的頻率分量即可恢復(fù) ()Fw，從而無失真地復(fù)原 ()ft。 遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 19 頁 第 4章 MATLAB 程序仿真 概述 選擇三種非周期模擬信號，即矩形波，正弦波和鋸齒波，再選擇三種頻率。 它們與頻率 的關(guān)系分別為 0000sin1 22 2 c os2TTT T?? ??? ? ? () () 圖 零階保持器的時域特性 由式 ()可知 ? 零階保持器的幅頻特性隨頻率 ? 的增大而衰減，而且頻率越高衰減得越激烈，具有明顯的低通濾波作用，如圖 所示。 零階保持器是一種按常值規(guī)律外推的保持器，它將前一個時刻 0nT 的采樣值 0()nT? 原封不動地保持到下一個采樣時刻 0( 1)nT? 。因此，需要找出與理想特性相近的 實際濾波器 。分別由四個菜單標(biāo)記 (checked)實現(xiàn)文件回調(diào)。這 4 個文件主要通過 4 個單選 框選取進(jìn)行回調(diào)。包括了 GUI 界面的初始化 ,相關(guān)文件的調(diào)用 ,控件的描繪 ,輸入輸出控制等等。 （ 4） 控制按鈕區(qū) :由 4 個按鈕組成 (pushbutton),實時的進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定 ,輸出圖像智能切換 ,并具有曲線刷新等功能。它共包含 5個區(qū)域 。 即 ,Y(z)=GB(z)R(z)=z(l+1)1z1=z(l+1)+z(l+2)+z(l+3)…。 圖 控制系統(tǒng)框圖 ZOH——零階保持器 Go(s)控制對象可抽象為一個一階 (或二階 )慣性環(huán)節(jié) ,串聯(lián)一個純滯后環(huán)節(jié)。 遼寧 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 8 頁 第 3章 GUI界面的介 紹及設(shè)計 圖形用戶界面的設(shè)計原則 一． 使用圖形用戶界面主要是為了達(dá)到以下目的 : （ 1） 編寫一個需多次反復(fù)使用的實用函數(shù) ,菜單 !按鈕 !文本框作為輸入方法具有意義 . （ 2） 編寫函數(shù)或開發(fā)應(yīng)用程序供別人使用 . （ 3） 創(chuàng)建一個過程 !技術(shù)或分析方法的交互式示例 . 二． 為了實現(xiàn)這一目的 ,一個優(yōu)良的圖形用戶界面應(yīng)具備以下特性 : （ 1） 可使用性 :包括以下幾點 :使用的簡單性 !用戶界面中的術(shù)語標(biāo)準(zhǔn) 化和一致性 !擁有幫助功能 !快速的系統(tǒng)響應(yīng)和較低的系統(tǒng)成本 !用戶界面應(yīng)具有容錯能力 . （ 2） 靈活性 :包括以下幾點 :算法的可隱可顯性 !用戶可以根據(jù)需要制定和修改界面方式 !能夠按照用戶的希望和需要 ,提供不同詳細(xì)程度的系統(tǒng)響應(yīng)信息 !與其它軟件系統(tǒng)應(yīng)有標(biāo)準(zhǔn)的界面 . （ 3） 復(fù)雜性和可靠性 :界面的復(fù)雜性指的是用戶界面的規(guī)模和組織的復(fù)雜程度 .在完成預(yù)定功能的前提下 ,應(yīng)使用戶界面越簡單越好 .但不是把所有功能和界面安排成線性序列就一定簡單 .用戶界面的可靠性是指無故障使用的間隔時間 .用戶界面應(yīng)能保證用戶正確 !可靠地使用系統(tǒng) ,保證 有關(guān)程序和數(shù)據(jù)的安全性 . 圖形用戶界面設(shè)計過程 界面設(shè)計初步規(guī)劃 設(shè)計一個應(yīng)用程序界面時 ,應(yīng)該