【正文】 AB在數(shù)字濾波器中的應(yīng)用 73 MATLAB在正弦穩(wěn)態(tài)電路分析中的應(yīng)用 113. 1 矩陣計(jì)算與線性電路分析 113. 2 微分方程求解 11 圖形功能與電路分析 11 簡(jiǎn)單的正弦穩(wěn)態(tài)分析計(jì)算 12 電路圖 12 12 13 13 154 MATLAB在信號(hào)與系統(tǒng)分析中的應(yīng)用 19 MATLAB在時(shí)域、頻域、S域、Z域里的應(yīng)用舉例 19 MATLAB在信號(hào)調(diào)制、濾波及求解中的應(yīng)用 275 MATLAB 在電子信息課程中的應(yīng)用 35 MATLAB 在信號(hào)與系統(tǒng)中的應(yīng)用 35 MATLAB 在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用 36 MATLAB 在自動(dòng)控制原理中的應(yīng)用 38 在通信原理中的應(yīng)用 38總 結(jié) 40致 謝 41參考文獻(xiàn) 421 緒論作為當(dāng)今世界最流行的第四代計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，MATLAB軟件語(yǔ)言系統(tǒng)，由于它在科學(xué)計(jì)算，網(wǎng)絡(luò)控制，系統(tǒng)建模與仿真，數(shù)據(jù)分析，自動(dòng)控制，圖形圖像處理航天航空，生物醫(yī)學(xué)，物理學(xué)，通信系統(tǒng)，DSP處理系統(tǒng)，財(cái)務(wù)，電子商務(wù)，等不同領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用以及它自身所具備的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，目前MATLAB已備受許多科研領(lǐng)域的青睞與關(guān)注。在教學(xué)中，目前大部分學(xué)校都僅僅利用試驗(yàn)箱完成電子類(lèi)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，幾乎所有電路都是封閉式的。在學(xué)習(xí)電工電子的同時(shí)有必要學(xué)習(xí)掌握這門(mén)語(yǔ)言，從而提高全面的綜合能力。這些工具箱應(yīng)用的算法是開(kāi)放的可擴(kuò)展的，用戶不僅可以查看其中的算法，還可以針對(duì)一些算法進(jìn)行修改，甚至允許開(kāi)發(fā)自己的算法擴(kuò)充工具箱的功能。整個(gè)代碼的生成、編譯以及相應(yīng)的目標(biāo)下載過(guò)程都可以自動(dòng)完成，用戶需要做的僅僅使用鼠標(biāo)點(diǎn)擊幾個(gè)按鈕即可。M文件可以使用任何編輯程序建立和編輯，而一般常用的是使用MATLAB提供的M文件窗口。 本文完成的主要內(nèi)容利用MATLAB的程序編寫(xiě)、矩陣運(yùn)算和圖形仿真功能讓學(xué)生采用MATLAB軟件先對(duì)電路進(jìn)行仿真。 %當(dāng)(kn)為0時(shí)x的值為1，否則x的值為0stem(k,x)。 MATLAB在采樣與波形發(fā)生的應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理的對(duì)象，是在采樣時(shí)鐘的控制之下，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器一定的采樣頻率對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣得到的。脈沖重復(fù)的頻率為1kHz，采樣率為50kHz，脈沖序列的長(zhǎng)度為10ms。 %對(duì)連續(xù)函數(shù)進(jìn)行采樣而得到脈沖序列plot(t,y)。數(shù)字濾波器用硬件實(shí)現(xiàn)的基本部件包括延遲器、乘法器和加法器；如果用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)，它即是一段線性卷積程序。例1：利用Butterworth低通濾波器及脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì)滿足下列指標(biāo)的數(shù)字濾波器，Ωp=，Ωs=，Ap≤1 dB，As≥25 dB。%確定AF階數(shù)N=buttord(Wp,Ws,Ap,As,’s’)。plot(w/pi,20*log10(abs(h)/norm))。%計(jì)算Ap和AsW=[Wp Ws]。dev=Rs*ones(1,length(a))。Normalized frequency39。矩陣的引入使電路定律的表述更為精煉。 % 建立方陣A B = invA 。這兩個(gè)函數(shù)分別采用了二階、三階龍格庫(kù)塔法和四階、五階龍格庫(kù)塔法, 并采用自適應(yīng)變步長(zhǎng)的求解方法, 即當(dāng)解的變化較慢時(shí)采用較大的步長(zhǎng), 從而使得計(jì)算速度很快, 當(dāng)解的變化較快時(shí)步長(zhǎng)會(huì)自動(dòng)地變小, 從而使得計(jì)算精度很高。 正弦穩(wěn)態(tài)電路圖從圖中列方程得：I1=(USU3)/R1I2=(USU2)/(R2+jXL)I3=U2/R3I4=(U2U3)/R4I5=I1I2I6=U3/(jXC)U=Y\I其中：Y22=1/(R2+jXL)+1/R3+1/R4Y23=1/R4Y32=Y23Y33=1/R1+1/R41/(jXC)IS22=US*(R2+jXL) IS33=ISUS/R1R1=3。XC=1/(w*C)。IS33=ISUS/R1。I1=(USU3)/R1I2=(USU2)/(R2+i*XL)I3=U2/R3I4=(U2U3)/R4I5=I1I2I6=U3/(i*XC)。i1=r(1)*sin(w*t+rdir(1))。從電流的向量圖和波形圖中，都可以直觀的看出6條支路電流之間的大小和相位關(guān)系，節(jié)省了畫(huà)圖的時(shí)間，這是Matlab的又一大優(yōu)點(diǎn)[11]。3)卷積和定義：激勵(lì)、零狀態(tài)響應(yīng)、沖激響應(yīng)之間關(guān)系。3)利用LT求解微分方程（零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、全響應(yīng)）微分方程利用微分性質(zhì)到S域代數(shù)方程，整理成，然后反變換。響應(yīng)的象函數(shù)224。利用常用的ZT對(duì)求逆224。z域框圖（零狀態(tài)）224。z單位圓且，s與z之間是多對(duì)一的映射關(guān)系。 信號(hào)相乘結(jié)果程序如下：t=5::5。 % 確定f(n)的序號(hào)向量和區(qū)間長(zhǎng)度f(wàn)=.^(nf5)。filled39。filled39。y(0)=0,Dy(0)=039。 % 零狀態(tài)響應(yīng)y2=impz(b,a,16)。filled39。[r p k]=residue(b,a)運(yùn)行結(jié)果如下： r = + p = + 0 k = [] MATLAB在信號(hào)調(diào)制、濾波及求解中的應(yīng)用由于信號(hào)與系統(tǒng)比較復(fù)雜，因此對(duì)于許多問(wèn)題的求解都非常困難，然而MATLAB將會(huì)對(duì)問(wèn)題的解答帶來(lái)很大的方便，下面會(huì)以具體事例給出展示[12]。f=A*exp(j*n*2*pi/T*t)。filled39。)。)。 % 繪制相頻特性曲線title(39。 % 階躍響應(yīng)s(t)subplot(1,3,3),impulse(b,a)。 % 傳遞函數(shù) H(s)subplot(1,2,1),pzmap(sys)。5 MATLAB 在電子信息課程中的應(yīng)用 MATLAB 在信號(hào)與系統(tǒng)中的應(yīng)用信號(hào)與系統(tǒng)是電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。signal=sin(2*pi*50*t)+cos(2*pi*100*t)。subplot(2,2,1)。subplot(2,2,2)。subplot(2,2,3)。subplot(2,2,4)。 幅值譜分布上面的程序在MATLAB ，其中可以看到淹沒(méi)在時(shí)域噪聲中明顯的信號(hào)峰值，這就是頻域分析的功效。中的參數(shù)值。MATLAB 在通信領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，運(yùn)用MATLAB 通信仿真工具箱可以對(duì)通信系統(tǒng)中的調(diào)制與解調(diào)，信號(hào)的頻譜分析以及FIR 濾波器的設(shè)計(jì)等進(jìn)行仿真。不僅了解了MATLAB的強(qiáng)大的仿真功能，而且復(fù)習(xí)鞏固了之前學(xué)的電子電路技術(shù)的知識(shí)。做畢業(yè)論文雖然很累，但卻是苦中有樂(lè)，讓人很充實(shí)。感謝我的同學(xué)和朋友，在論文的撰寫(xiě)和排版等過(guò)程中提供給我熱情的幫助。：自然科學(xué)版2010（1）.[16] ：自然科學(xué)版2010.[17]鐘麟、：國(guó)防工業(yè)出版社，2004.。最后，我要感謝幫助過(guò)我的同學(xué)，他們也為我解決了不少我不太明白的理論上的難題。因此我們?cè)谡撐那氨仨氉龊贸浞值臏?zhǔn)備，認(rèn)真查找詳細(xì)的資料，為我們論文的成功打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。另外，我們也可以嘗試使用其他計(jì)算機(jī)仿真軟件來(lái)編寫(xiě)簡(jiǎn)單實(shí)用的信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。示例2：。此仿真環(huán)境一方面是利用SIMULINK 提供的輸入信號(hào)（信號(hào)源模塊）對(duì)結(jié)構(gòu)圖所描述的系統(tǒng)施加激勵(lì)；另一方面是利用SIMULINK 提供的輸出裝置（輸出口模塊）獲得系統(tǒng)的輸出響應(yīng)，即數(shù)據(jù)或時(shí)間響應(yīng)曲線，成為圖形化、模塊化方式的控制系統(tǒng)仿真。所以在數(shù)字圖像處理課程中引進(jìn)MATLAB軟件。xlabel(39。xlabel(39。xlabel(39。xlabel(39。sn=signal+noise。二維傅立葉變換是一個(gè)很復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，如果采用C 或Visual C＋＋語(yǔ)言編寫(xiě)此變換的仿真程序，需要對(duì)傅立葉變換有一個(gè)深入的理解，而且需要將數(shù)學(xué)公式按步驟編寫(xiě)程序，需要十幾條語(yǔ)句，但在MATLAB 中，就不需要把精力放在編寫(xiě)程序上，只需要一條語(yǔ)句就可以實(shí)現(xiàn)傅立葉變換的仿真，語(yǔ)法格式如下：B＝fft2（I） （）B＝fft2（I，m，n） （）其中B＝fft2（I）返回?cái)?shù)據(jù)I 的二維fft 變換矩陣，輸入數(shù)據(jù)I和輸出數(shù)據(jù)B 維數(shù)相同。 % 繪制對(duì)數(shù)幅頻特性和對(duì)數(shù)相頻特性曲線[13]。 零極點(diǎn)與相關(guān)響應(yīng)圖，已知， 帶阻二階系統(tǒng)a. 畫(huà)出零極點(diǎn)圖b. 畫(huà)出幅頻特性和相頻特性(對(duì)數(shù))其中：，系統(tǒng)函數(shù)： （中心頻率）即： 和程序如下：R=50。)。H=1./(1normalizedw.^2+j*normalizedw/Q)。周期矩形脈沖的幅度譜39。 % 繪制頻譜line([20 20],[0 0])。 % 計(jì)算傅立葉系數(shù)fn=simple(fn)。 % 定義符號(hào)變量tf=(2+2*sin(4*pi*t))*cos(50*pi*t) % 計(jì)算符號(hào)函數(shù)f(t)=(2+2*sin(4*pi*t))*cos(50*pi*t)ezplot(f,[0 pi])。title(39。filled39。 % 繪制y(n)的圖形axis([0 40 0 5])。 % 繪制f(n)的圖形axis([0 40 0 1])。Nh=length(nh)。 % 計(jì)算函數(shù)f(t)=sinc(t)*cos(20*pi*t)plot(t,f)。通過(guò)MATLAB可以對(duì)信