信号与系统-个性化教育

《信号与系统-个性化教育》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、一、实验目的1、掌握用MATLAB分析周期矩形脉冲频谱的方法。2、掌握非周期信号（方波）的频谱分析方法。3.掌握MATLAB软件在信号与系统课程中的应用。4.熟练掌握运用MATLAB软件求解信号与系统课程中的三大变换、卷积计算等知识。5.了解用MATLAB软件动态观察部分变换计算的计算过程。6.学会使用信号与系统实验箱进行信号的分解、合成、采样和滤波等处理。7.在老师的指导下，要求独立完成课程设计的全部内容，并按要求编写课程设计，能正确阐述和分析设计和实验结果。二、实训任务和要求利用MATLAB编程分析如图矩形脉冲函数（非周

2、期信号）在-40~40rad/s区间的频谱。510110根据离散时间信号的Z变换定义：，矩形脉冲信号的频谱为：按MATLAB作数值计算的要求，它不能计算无限区间，根据信号波形的情况，将积分上下限定为0~10s，并将t分成N等份，用求和代替积分。这样，（3）可写为（4）这说明求和的问题可以用行向量乘以列向量来实现，式中是t的增量，在程序中用dt表示。由于求一系列不同（程序中用用W表示）处的F值，都用同一公式，这就可以利用matlab中的元素群运算能力。类似地也可以得到傅里叶逆变换的数值计算式。三、实训过程与内容（一）MATLA

3、B介绍及其特点、功能、优点1.1MATLAB的简单介绍和发展过程MATLAB，取自矩阵（Matrix）和实验室(Laboratory)两个英文单词的前三个字母，意即“矩阵实验室”。它是一种以矩阵作为基本数据单元的程序设计语言，提供了数据分析、算法实现与应用开发的交互式开发环境。MATLAB到今天已经历了近30年的发展过程。20世纪70年代中期，美国新墨西哥大学计算机系主任CleverMoler博士和其同事在美国国家自然科学基金的帮助下，开发了调用LINPACK和EISPACK的Fortran子程序。20世纪70年代后期，10

4、Moler博士编写了相应的接口程序，并将其命名为MATLAB。1983年，JohnLittle和Moler、Bangert等一起合作开发了第2代专业版MATLAB。1984年Moler博士和一批数学专家、软件专家成立了MATHWORKS公司，继续MATLAB软件的研制和开发，并着力将软件推向市场。1993年，MATHWORKS公司连续推出了MATLAB3.x（第1个Windows版本）、MATLAB4.0.1997年，MATHWORKS公司推出了MATLAB5.0。2001年，MATHWORKS公司推出了MATLAB6.x。

5、2004年，MATHWORKS公司推出了MATLAB7.0。1.2MATLAB功能及其应用MATLAB分为总包和若干个工具箱，随着版本的不断升级，它具有越来越强大的数值计算能力，更为卓越的数据可视化能力以及良好的符号计算功能，逐步发展成为各种学科、多种工作平台下功能强大的大型软件，获得广大科技工作者的普遍认可。一方面，MATLAB可以方便实现数值分析、优化分析、数据处理、自动控制、信号处理等领域的数学计算，另一方面，也可以快捷实现计算可视化、图形绘制、场景创建和渲染、图像处理、虚拟现实和地图制作等分析处理工作。在欧美许多高校

6、，MATLAB已经成为线性代数、自动控制理论、概率论与数理统计、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真等课程的基本教学工具，是攻读本科、研究生学位必须掌握的技能。在国内，这一语言也逐步成为一些大学工科专业学生的重要课程。1.3MATLAB的基本特点1.3.1.语言简单易学MATLAB是一种解释执行的语言，语句采用通用的数学形式，语法规则和一般结构化高级编程语言相差不大，并把编辑、编译、连接、执行功能融为一体，调试程序手段丰富、调试速度快，可以快速排除输入程序时书写、语法等方面的错误，具有一般语言基础的人可以较快掌握。1.3

7、.2．代码短小高效MATLAB将矩阵作为最基本的数据单元、无须预先定义维数。函数是MATLAB中最基本、最重要的组成部分，而MATLAB将数学问题的许多算法编成库函数，具有能解决很多问题的工具箱，只要熟悉算法的基本特点、函数调用格式和参数具体意义等内容，调用现成函数就可以较快解决自己专业领域很多10问题，而不必再花很多时间去实现常规算法，使得所编写的代码文件简单短小、求解专业问题时高效方便。1.3.3．计算功能强大MATLAB语言具有强大的矩阵数值计算功能、可以方便地处理很多特殊矩阵，利用符号和函数可以对矩阵进行线性代数运算

8、（加减乘除、转置、求逆），适用于大型数值算法的编成实现；工具箱中许多搞性能的数值计算算法，可以解决实际应用中的许多数学问题，尤其是与矩阵计算有关的问题。1.3.4．绘图非常方便MATLAB语言具有强大的绘图功能，有很多绘图函数命令，可以绘制一般的二维或三维图形（如线形图、条形图、饼图、直方