信号与系统作业设计

1信号系统课程设计姓名:邹龙专业:电子信息科学技术班级:电信科学1105班学号:1112045102一、Matlab概述1.入门与操作MATLAB语言是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言，自1984年由美国MathWorks公司推向市场以来，历经十多年的发展与竞争，现已成为国际公认的最优秀的工程应用开发环境。MATLAB功能强大、简单易学、编程效率高，深受广大科技工作者的欢迎。MATLAB已经成为线性代数、自动控制理论、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等课程的基本教学工具，成为大学生、硕士生以及博士生必须掌握的基本技能。MATLAB:是英文MATrixLABorotory(矩阵实验室)的缩写。2.数值运算与符号运算MATLAB的数值计算功能包括：矩阵运算、多项式和有理分式运算、数据统计分析、数值积分、优化处理等。符号计算将得到问题的解析解。运算法则：(1)在逻辑运算中，确认非零元素为真，用1表示，零元素为假，用0表示。(2)参与逻辑运算的可以是两个标量、两个同维矩阵或参与逻辑运算的元素一个为标量，另一个为矩阵。(３)在算术、关系、逻辑运算中，算术运算优先级最高，逻辑运算优先级最低。3.程序设计语言MATLAB除了命令行的交互式操作以外，还可以程序方式工作。使用MATLAB可以很容易地实现C或FORTRAN语言的几乎全部功能，包括Windows图形用户界面的设计。函数名功能函数名功能max最大值cumrod元素的累积min最小值cumsum元素的累加积mean均值diff差分函数std标准方差hist直方图3常用的数值分析函数4.数据图形的可视化(2)命令窗口的工具栏工具栏提供了一些命令按钮，使用命令按钮可使操作更快捷、更方便。工作空间新建剪切粘贴浏览器新仿真模型median中值tabel列表sort排序分类corr相关矩阵sum元素的总和cov协方差矩阵prod元素的乘积find查找逻辑4打开复制撤消路径浏览器帮助二、Matlab在电子信息类课程中的应用1.对于Matlab应用于信号与线性系统分析的理解。2.对于Matlab应用与信号与线性系统分析的基本过程（举例分析）已知描述某连续系统的微分方程位：),(2)'()()'(2')'(tftftytyty试用Matlab对该系统00.511.522.533.544.5500.10.20.30.40.50.60.70.80.91LinearSimulationResultsTime(seconds)AmplitudeLsim函数不仅能绘制连续系统在指定的任意时间范围内系统响应的时域波形及输入信号的时域波形，还能求出连续系统在指定的任意时间范围内系统响应的数值解。三、用Matlab完成以下项目课程设计要求：1.五个大项目；2.每一项完成的标准是：题目、程序、结果、图形；53.分析讨论结果（图形）的物理含义。（一）基本图形实验题目（2）使用ezmesh()函数绘制)exp(),(66yxxyxf的曲线。程序代码：symsxy;f=x*exp(-x^6-y^6);ezmesh(f);实验结果：物理含义：它的横坐标是采样点，纵坐标是振幅，由它我们可以计算序列可能的频率或周期等值。实验题目（4）已知描述连续时间系统的微分方程和激励信号f(t)分别如下：)(6)'(3)(7)'(4')'(tftftytyty)()(3tuetft用lsim函数求出z上述系统在0-8秒时间范围内零状态响应y(t)的样值，并绘制系统6零状态响应的时域仿真波形。程序代码：a=[147];b=[036];sys=tf(b,a);p=0.1;t=0:p:8;f=exp(-3*t);y=lsim(sys,f,t);plot(t,y);实验结果：物理含义：系统在0-8秒时间范围内零状态响应y(t)的样值以及系统零状态响应的时域仿真波形。7实验题目（6）已知连续时间信号),127/()42()(2SsSsF利用Matlab求函数的拉普拉斯逆变换f(t)。程序代码：symss;L=(2*s+4)/(s^2+7*s+12);F=ilaplace(L);实验结果：y=4*exp(-4*t)-2*exp(-3*t)物理含义：连续系统的响应仿真，函数的拉普拉斯逆变换求法。实验题目（8）已知因果离散时间序列x(n)的z变换X(z)的表达式如下：)]4)(3/[()(2zzzzX利用Matlab求离散时间序列x(n)的时域表达式。程序代码：symsz;Z=(z^2)/((z+3)*(z-4));X=iztrans(Z);实验结果：X=4/7*4^n+3/7*(-3)^n物理含义：连续系统的响应仿真实验题目（10）已知离散系统函数为：，利用Matlab绘出系统的幅频特性曲线，()(3/4)(1)/(0.5)Hzzz8观察和分析系统的频率特性。程序代码：num1=[1-1];%定义系统分子多项式系数向量num1=num1*3/4;%定义系统分母多项式系数向量den1=[1-1/2];[H1,w1]=freqz(num1,den1);%计算系统频率响应样值H1m=abs(H1);%计算频率响应样值w1=w1/pi;%归一化角频率plot(w1,H1m)%绘制系统幅频特性曲线title('幅频特性曲线')xlabel('\theta^pi')ylabel('Magnitude')实验结果：物理意义；系统的幅频特性曲线，横轴代表频率，纵轴为幅值。心得；这次matlab实验课程，我更进一步了解了这款软件的使用，也认识到它在我们以后学习中的重要性，虽然目前matlab的操作还不是很熟练，但是我会在在以后()(3/4)(1)/(0.5)Hzzz9的学习和实践过程中多加强这方面的学习和训练，相信我会用的越来越得心应手，也能利用它来解决更多的实际的问题。