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1、西南科技大学《高教研究》2004年第1期(总第70期)MATLAB在信号处理及电子课程教学中的应用王欣(甘肃省建材工业学校)一、概述MATLAB是一种数值计算型科技应用软件,自面世以来,在国际上很快得到了推广,被IEEE称为国际公认最优秀的科技应用软件。MATLAB除了传统的交互式编程之外,还提供丰富可靠的矩阵运算、图形绘制、数据处理、方便的Windows编程等便利工具,出现了各种以MATLAB为基础的实用工具箱,广泛地应用于自动控制、图像信号处理、生物医学工程、语音处理、雷达工程、信号分析、振动理论、时序分析与建模、化学统计学、优化设
2、计等领域,并显现出一般高级语言难以比拟的优势。较为常见的MATLAB工具箱主要包括:(1)信号处理工具箱(signalprocessingtoolbox);(2)系统辨识工具箱(systemidentificationtoolbox);(3)鲁棒控制工具箱(robustcontroltoolbox);(4)多变量频率设计工具箱(multivariablefrequencydesigntoolbox);(5)μ分析与综合工具箱(μ-analysisandsynthesistoolbox);(6)神经网络工具箱(neuralnetworkt
3、oolbox);(7)最优化工具箱(optimizationtoolbox);(8)控制系统工具箱(controlsystemstoolbox);(9)模糊推理系统工具箱(fuzzyinferencesystemtoolbox)(10)小波分析工具箱(wavelettoolbox);(11)统计学工具箱(statisticstoolbox)。二、MATLAB的特点及基本计算MATLAB最显著的特点就是计算功能强大,对使用者的数学基础和计算机语言水平要求较低,非常高的效率,用户使用方便,而且可以有完美图形的结果输出。实践证明,使用者只需要
4、在几十分钟内掌握了它的基础用法,就可以开始编写简单的程序,并在几个小时的实践中就可以基本学会怎样应用。MATLAB最主要的运算就是矩阵运算,在计算时,对数组的4512-833105-5888操作和对数的操作一样简单。例如:a=-0.585419,b=-48,现在我们要求752510062425729解它们的乘积,用MATLAB求解的程序如下:a=45,12,-8;33,105,-58;-0.58,54,19;7,5,25;62,42,57;b=88;-48;100;c=a3b2584-7936结果显示:c=-743,当然可以用其他语言编
5、写同样的程序,可以证明要比使用28769140MATLAB复杂的多。三、MATLAB在信号系统中的简单应用在信号处理的过程中,大量的分析和计算是不可避免的,这使得有些数学基础较差一点的学生不仅不会有清晰的概念,更有一些学生可能放弃作进一步的深入学习。例如,我们经常遇到这样的问题:将一个时域的信号变换到频域,进行一系列处理,或者是将频域的问题变换到时域来。这给我们的计算带来了很大的麻烦。我们不论用那一种方法计算信号的傅立叶变换都需要经过复杂的微积分计算,而使用MATLAB就可以很方便地求解出信号的傅立叶变换,为我们解决了这一难题。例如:求
6、解信号x(t)=cos(t)的傅立叶变换。编写MATLAB的程序如下:t=0:0.1:23pi;xt=cos(t);XT=fft(xt);plot(abs(XT));gridon;然后在MATLAB命令窗口中运行改程序,在图形窗口中可以得到如图1所示的结果:可以看出,利用MATLAB软件可以把学生从大量冗长、复杂的计算中解放出来,从而有更多的时间来投入到对理论的掌握中。四、MATLAB在其他信号处理中的应用利用MATLAB我们还可以很方便地设计数字滤波器,在MATLAB中有专门的FilterDe2sign工具箱。另外,在信号处理工具箱里
7、面也有关于滤波器的设计。利用这些函数能够很(下转第34页)30如上所述,文学阶层随时代的变迁也在发生变化。并且,日本文学的表现表式、素材、以及美学也丰富多彩起来。然而,这里所说的文学阶层,绝大多数指的都是文学的佼佼者。至于人民群众中产生了什么样的文学,人民群众的精神又反映出什么样的文学?根据现存的资料大致可分为三类。第一,文化的佼佼者将来自群众的歌谣和民间传说加以收录,并插进自己的作品之中。譬如记纪歌谣、说话集中插话的一部分属之。第二,文化的佼佼者为本阶层的读者或观众所写的作品。譬如井原西鹤的一些作品,时代再靠后的《东海道膝粟毛》和《浮
8、世风吕》则至少在一定程度上反映了这种特色。第三,属于群众喜闻乐见、经常享受的作品。譬如江户时代的“落语”、“川柳”,明治大正时代的“大众小说”等。这里所表现出来的群众的理性、感情和感觉世界正是日本文学无可动
