【精品】《信号与系统》仿真实验指导书

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1、《信号与系统》仿真实验指导书本实验任务是将课程屮的重点，难点及课后练习用MATLAB和实验箱进行信号与系统的综合实验，从而加深对《信号与系统》，《数字信号处理》基本原理,方法与应用的理解，从基本理论过渡到实际应用。通过本实验的学习，使学生牢固拿握信号与系统的基木原理和基木分析方法，掌握信号与系统的吋域、变换域分析方法，理解各种变换（傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换）的基本内容、性质与应用，特别耍建立信号与系统的频域分析的概念以及系统函数的概念，并能建立简单电路的数学模型，对数学模型求解，掌握SimuLink仿真的基本方法和元件构成，进一步提高分析问题与实践技能的能力，培养整理实验数据和分

2、析实验结果的能力，学会信号的波形、信号的频谱与系统频率特性曲线的绘制，写出符合要求的实验报告，加深理解与巩固理论教学知识，为网络理论，通讯理论,信号处理与信号检测等学科打下必要的基础。MATLAB及其操作简述4熟悉MATLAB环境10实验一典型信号的描述及运算13实验二连续时间信号卷积及MATLAB实现26实验三系统时域特性的仿真分析实验30实验四连续时间信号的频域特性仿真实验38实验五连续信号的釆样与恢复42实验六拉普拉斯变换及其逆变换46实验七离散系统的Z域分析59MATLAB及其操作简述1.1MATLAB简介MATLAB是由美国MathWorks公司推出的软件产品。MATLAB是"

3、MatricLaboratoryv的缩写，意及“矩阵实验室”。MATLAB是一完整的并可扩展的计算机坏境，是一种进行科学和工程计算的交互式程序语言。它的基本数据单元是不需耍指定维数的矩阵，它可直接用于表达数学的算式和技术概念，而普通的高级语言只能对一个个具体的数据单元进行操作。因此，解决同样的数值计算问题，使用MATLAB要比使用Basic、Fortran和C语言等提高效率许多倍。许多人赞誉它为万能的数学“演算纸”oMATLAB采用开放式的环境，你可以读到它的算法，并能改变当前的函数或增添你自己编写的函数。在欧美的大学和研究机构中，MATLAB是一种非常流行的计算机语言，许多重耍的学术刊

4、物上发表的论文均是用MATLAB來分析计算以及绘制出各种图形。它还是一种有利的教学工具，它在大学的线性代数课程以及其它领域的高一级课程的教学小，已成为标准的教学工具。最初的MATLAB是用FORTRAN编写的，在DOS坏境下运行。新版的MATLAB是C语言编写的高度集成系统。它在儿乎所有流行的计算机机种，诸如PC‘MACINTOSH、SUN、VAX上都有相应的MATLAB版本。新版的MATLAB增强了图形处理功能，并在WINDOWS环境下运行。现今，MATLAB的发展已大大超出了“矩阵实验室”的范围，在许多国际一流专家学者的支持下，MathsWorks公司述为MATLAB配备了涉及到自动

5、控制、信息处理、计算机仿真等种类繁多的工具箱（ToolBox）,这些工具箱有数理统计、信号处理、系统辨识、最优化、稳健等等。近年来一些新兴的学科方向，MathsWorks公司也很快地开发了相应的工具箱，例如：神经网络、模糊逻辑等。1.2MATLAB操作说明一.启动MATLAB启动MATLAB有两种方法：1・在WINDOWS下，点D:matlabbinmatlab.exe进入MATLAB环境;2.在DOSF,键入matlab,这一命令会口动执行WINDOWS,并启动MATLAB。以上两种操作的结果都会出现一个MATLAB的命令窗口。二.MATLAB的一些基本操作及命令函数1•矩阵的输

6、入矩阵可以用几种不同的方法输入到MATLAB语言中：⑴以一直接列岀元索的形式输入；⑵通过语句和函数产生；⑶建立在M文件中；⑷从外部的数据文件小装入。在MATLAB语言中不必描述矩阵的维数和类型，它们是由输入的格式和内容来确定的。输入小矩阵最简单的方法是使用直接排列的形式，把矩阵的元素直接排列到方括号中，每行内的元索用空格或逗号分开，行与行的内容用分号格开。例如输入:A二[123；456；789]或A二[1,2,3；4,5,6；7,8,9]都将得到输出结果：A二123456789大的矩阵可以分行输入，用回车号代替分号。输入后矩阵A将一直保存在工作空间中，除非被替代和清除，A矩阵可以随时被调

7、出来。若在命令末尾加上”号，则表示结果不显示，除非再次调用。其余输入在实验屮再做说明。1•矩阵的运算如果一个矩阵A有n行、m列元素，则称A矩阵为nXm矩阵，如果则称矩阵A,又称为方阵。MATLAB定义了下而齐种矩阵的基本运算：⑴矩阵转置用符号”来表示矩阵的转置。如输入：x二[-102]?则输出为：02⑵矩阵加、减矩阵的加、减由符号“+”、“-”表示，它冇两种格式：a.两种矩阵进行加减运算，其对应的元素进行加减，得到一新矩阵。如输入: