【正文】 紹MATLAB控制語句和程序設(shè)計的基本方法。M文件有兩類：命令文件和函數(shù)文件。命令文件對MATLAB工作空間的變量進行操作，而且函數(shù)文件中定義的變量為局部變量，當(dāng)函數(shù)文件執(zhí)行完畢時，這些變量被清除。首先從MATLAB命令窗口的File菜單中選擇New菜單項，在選擇Mfile命令，將得到的M文件窗口。在對話框的File 框中輸入文件名，再選擇OK按鈕即完成新的M文件的建立[5]。在M文件所在的目錄，再從File Name 下面的列表框中選中這個文件，然后按OK按鈕即打開這個M文件。在編輯完成后，選擇File菜單中的Save命令可以把這個編輯過的M文件報存下來[6]。實現(xiàn)MATLAB在復(fù)雜電路分析、通信電子線路、電工電子課程及電子類課程實驗教學(xué)等中的應(yīng)用。2 MATLAB在數(shù)字信號處理中的應(yīng)用 基本信號的表示及可視化數(shù)字信號處理的基礎(chǔ)是離散信號及離散系統(tǒng)，在MATLAB中可直觀快速進行離散信號的顯示與運算。其中一個向量表示自變量k的取值范圍，另一個向量表示序列x[k]的值，在命令窗口直接輸入表示兩個向量的命令語句即可。 %確定k的取值范圍x=[(k2)==0]。 %建立坐標系，作圖xlabel(‘k’)。 MATLAB產(chǎn)生的單位脈沖序列δ[k2]在4≤k≤4的圖形又如生成余弦序列x[n]=cos()，其中n的取值范圍是[0,100]，可在命令窗口直接輸入如下命令語句：n=0:2:100。 stem(x) %作圖xlabel(‘n’)。 余弦序列x[n]=cos()的圖像另外，MATLAB的工具箱中還提供了大量的信號產(chǎn)生函數(shù)，例如：sawtooth（產(chǎn)生鋸齒波或三角波信號）、square（產(chǎn)生方波信號）、chirp（產(chǎn)生調(diào)諧余弦信號）、gauspuls（產(chǎn)生高斯正弦脈沖信號）等等，調(diào)用這些函數(shù)可以方便地生成多種復(fù)雜信號[7]。根據(jù)采樣定理，采樣率必須大于模擬信號的最高采樣率（Nyquist頻率）的2倍。這時需要對采樣數(shù)據(jù)進行處理：或者用抽取的方法降低其采樣率（下采樣）；或者用內(nèi)插的方法提高其采樣率（上采樣）；或者兩者兼有之（重采樣）。例如在上節(jié)中提到的方波發(fā)生器square（）、鋸齒波和三角波發(fā)生器sawtooth（）等[8]。例如：要產(chǎn)生一頻率為10kHz的周期高斯脈沖信號，其帶寬為50％?？稍贛ATLAB的命令窗口直接輸入如下命令語句：。 %確定時間范圍及步長d=[0:1/1e3:10e3。 y=pulstran(t,d,39。,10e3,)。 %作圖xlabel(39。)。幅值39。如果濾波器的輸入、輸出都是離散時間信號，則該濾波器沖擊響應(yīng)也必然是離散的，這樣的濾波器定義為數(shù)字濾波器。軟件實現(xiàn)的優(yōu)點是系統(tǒng)函數(shù)具有可變性，僅依賴于算法結(jié)構(gòu)，而且易于獲得較理想的濾波功能。工具箱提供了豐富而簡便的設(shè)計、實現(xiàn)FIR和IIR的方法，使原來繁瑣的程序設(shè)計簡化成函數(shù)調(diào)用，特別是濾波器的表達方式和形式之間的相互轉(zhuǎn)換顯得十分簡便，為濾波器的設(shè)計和實現(xiàn)開辟了一片廣闊的天地[9]。從濾波器的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或者從單位脈沖響應(yīng)分類，可分為IIR濾波器（即無限長單位沖擊響應(yīng)濾波器）和FIR濾波器（即有限長單位沖擊響應(yīng)濾波器）。下面，對于IIR濾波器和FIR濾波器的設(shè)計各舉一例以說明。解：設(shè)計滿足上述指標數(shù)字濾波器的MATLAB程序如下：%DF BW LP 指標Wp=*pi。Ap=1。Fs=1。 Ws=Ws*Fs。%由通帶指標確定3dB截頻Wc=Wp/(10^(*Ap)1)^(1/2/N)。%確定DF[numd,dend]=impinvar(numa,dena,Fs)。h=freqz(numd,dend,w)。numd=numd/norm。grid。ylabel(‘Gain,dB’)。fprintf(‘%.4e\n’,numd)。fprintf(‘%.4e\n’,dend)。h=freqz(numd,dend,w)。fprintf(‘As=%.4f\n’,20*log10(abs(h(2))))。 例一數(shù)字濾波器的增益響應(yīng)例2：試用Kaiser窗設(shè)計滿足下列指標的FIR高通濾波器Ωp=，Ωs=，δs=解：設(shè)計滿足上述指標數(shù)字濾波器的MATLAB程序如下：%Kaiser窗設(shè)計FIR高通濾波器Rs=。a=[0,1]。[M,Wc,beta,ftype]=kaiserord(f,a,dev)。h=fir1(M,Wc,ftype,kaiser(M+1,beta))。mag=freqz(h,[1],omega)。xlabel(39。)。Gain,dB39。grid。3 MATLAB在正弦穩(wěn)態(tài)電路分析中的應(yīng)用3. 1 矩陣計算與線性電路分析 矩陣工具引入電路理論已有半個多世紀的歷史。由于把多變量的系統(tǒng)在形式上按單變量表示, 整個理論顯得更為簡約, 概念更為清晰, 而且能從整體上掌握電路的狀態(tài)。MATLAB最基本、也是最重要的功能就是進行矩陣運算。例如 A = 1, 1, 1。 2, 1, 1。 % 求A 的逆矩陣 矩陣是MATLAB最基本的數(shù)據(jù)對象, MATLAB的大部分運算或命令都是在矩陣運算的意義下執(zhí)行的。還有一點, MATLAB的矩陣運算定義在復(fù)數(shù)域上, 這就為交流電路的分析帶來了方便[10] 。 % 求復(fù)數(shù)模 f uj = angle3 + 4i 。利用函數(shù)ode23 和ode45可進行電路瞬態(tài)分析。 圖形功能與電路分析 利用MATLAB的圖形功能可以繪制電路的各種響應(yīng)曲線。 例如 x = 0: pi/100∶23*pi。 % 求y 向量 ph = plotx ,y。無論在理論研究還是實際應(yīng)用中，對于正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析都是十分重要的，它是變壓器、交流電機以及電子電路的理論基礎(chǔ)，在實際應(yīng)用中，許多電氣設(shè)備的設(shè)計、性能指標就是按正弦穩(wěn)態(tài)來考慮的，因此分析和計算正弦穩(wěn)態(tài)電路是工程技術(shù)和科學(xué)研究中常常會碰到的問題。R2=1。R4=1。L=4。XL=w*L。US=10。Y22=1/(R2+i*XL)+1/R3+1/R4。Y32=Y23。IS22=US*(R2+i*XL)。Y=[Y22,Y23。I=[IS22。U=Y\I。U3=U(2)。在以上程序中加上下面一條語句畫出電流的向量圖。 電流的向量圖上面的程序中加上下面的一段程序，畫出電流的波形。y=[imag(i1),imag(i2),imag(i3),imag(i4),imag(i5),imag(i6)]。direction=rdir*180/pir=strength*sqrt(2)t=0:pi/10000:。i2=r(2)*sin(w*t+rdir(2))。i4=r(4)*sin(w*t+rdir(4))。i6=r(6)*sin(w*t+rdir(6))。plot(t,i1,t,i2,t,i3,t,i4,t,i5,t,i6)。在電路中安放電流表，測出各個支路的電流，并用示波器進行顯示。4 MATLAB在信號與系統(tǒng)分析中的應(yīng)用 MATLAB在時域、頻域、S域、Z域里的應(yīng)用舉例MATLAB在各域的基本知識：（1）連續(xù)系統(tǒng)的時域分析1) 微分方程的經(jīng)典解法：齊次解+特解（代入初始條件求系數(shù)）0—～0+初值（由初始狀態(tài)求初始條件）：全響應(yīng)=零輸入響應(yīng)+零狀態(tài)響應(yīng)；注意應(yīng)用LTI系統(tǒng)零狀態(tài)響應(yīng)的微積特性。3)卷積積分定義：激勵、零狀態(tài)響應(yīng)、沖激響應(yīng)之間關(guān)系。2)單位序列響應(yīng)的定義，的定義，求解（經(jīng)典法）；若方程右側(cè)是激勵及其移位序列時，注意應(yīng)用線性時不變性質(zhì)求解；階躍響應(yīng)與的關(guān)系。（3）連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析1)周期信號的傅立葉級數(shù)展開：兩種形式三角形式：指數(shù)形式（常用）：；周期信號的頻譜（幅度譜和相位譜）：雙邊譜，單邊譜。頻譜：幅度譜；相位譜傅立葉系數(shù)的另一求法：。4)系統(tǒng)的頻率響應(yīng)周期信號輸入，可用傅立葉級數(shù)法 。2)拉氏變換的性質(zhì)線性、尺度變換、時移、頻移；時域微分（1次、2次）、時域積分（1次）；時域卷積定理、初值終值定理。4)系統(tǒng)函數(shù),3個方面的應(yīng)用 ：由微分方程224。求；系統(tǒng)函數(shù)轉(zhuǎn)化為微分方程。5)s域框圖時域框圖224。s域代數(shù)方程224。響應(yīng)；由以上方法可得到或；若給定初始狀態(tài)，可由系統(tǒng)函數(shù)得齊次微分方程，進一步求得。224。3)ZT的性質(zhì)線性、移位性質(zhì)（單邊右移）、z域尺度、k域卷積定理、k域反轉(zhuǎn)、部分和、初值終值定理（因果序列）。按照 極點的情況進行部分分式展開224。組合。6)系統(tǒng)函數(shù)；3個方面的應(yīng)用 由差分方程224。求；系統(tǒng)函數(shù)轉(zhuǎn)化為差分方程。7)z域框圖k域框圖224。z域代數(shù)方程224。響應(yīng)；由以上方法可得到或。8)S域與z域的關(guān)系s左半平面224。z單位圓外；s虛軸224。9)離散系統(tǒng)的頻率響應(yīng)物理意義；與系統(tǒng)函數(shù)的關(guān)系：單位圓上的系統(tǒng)函數(shù)，即。（1）信號相加：。 % 定義符號變量tf=cos(18*pi*t)+cos(20*pi*t)。 % 繪制f(t)的波形（2）信號相乘。 % 定義時間范圍向量f=sinc(t).*cos(20*pi*t)。 % 繪制f(t)的波形title(39。)。Nf=length(nf)。 % 確定f(n)序列值nh=0:9。 % 確定h(n)的序號向量和區(qū)間長度h=ones(1,Nh)。 % 確定卷積序列的起點right=nf(Nf)+nh(Nh)。