信号与系统实验.docx

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信号与系统实验

信号与系统实验

199MATLAB第1章及其操作简介

1.1MATLAB简介

MATLAB是美国数学工程公司推出的软件产品MATLAB是“矩阵实验室”的缩写，意思是“矩阵实验室”MATLAB是一个完整且可扩展的计算机环境，是一种用于科学和工程计算的交互式编程语言。

它的基本数据单元是不需要指定维度的矩阵。

它可以直接用来表达数学表达式和技术概念，而普通的高级语言只能对特定的数据单元逐一进行操作。

因此，要解决同样的数值计算问题，使用MATLAB比使用Basic、Fortran和C语言要有效得多许多人称赞它是一种通用的数学“微积分论文”MATLAB使用一个开放的环境，你可以阅读它的算法，并可以改变当前函数或添加你自己编写的函数。

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。

许多重要学术期刊发表的论文都使用MATLAB进行分析、计算和绘制各种图表它也是一个有利的教学工具。

它已成为大学线性代数课程和其他领域高级课程教学的标准教学工具。

原MATLAB用FORTRAN语言编写，在DOS环境下运行MATLAB的新版本是一个用C语言编写的高度集成的系统它在几乎所有流行的电脑型号上都有相应的MATLAB版本，如PC、MACINTOSH、SUN和VAX新版本的MATLAB增强了图形处理功能，运行在WINDOWS环境下目前，MATLAB的发展已经大大超出了“矩阵实验室”的范围。

在许多国际一流专家学者的支持下，数学工程公司还为MATLAB配备了各种工具箱，涉及自动控制、信息处理、计算机仿真等。

这些工具箱包括数理统计、信号处理、系统识别、优化、鲁棒性等。

近年来，数学工程公司还为一些新兴学科开发了相应的工具箱，如神经网络、模糊逻辑等。

1.2MATLAB操作说明

1。

有两种方法可以启动MATLAB

:

1。

在窗口下，点d:

\\MATLAB\\bin\Matlab.exe进入MATLAB环境

2。

在操作系统下，键入MATLAB，该命令将自动执行窗口，并且由于启动MATLAB的上述两个操作，将出现一个MATLAB命令窗口。

2.MATLAB1的一些基本运算和命令函数。

矩阵输入

矩阵可以通过几种不同的方式输入到MATLAB语言中:

（1）以直接列出的元素的形式输入

（2）通过语句和函数生成（3）构建

⑷从外部数据文件加载

不需要用MATLAB语言描述矩阵的尺寸和类型，它们由输入格式和内容决定

输入小矩阵的最简单方法是将矩阵的元素直接排列在方括号中，每行的元素用空格或逗号分隔，各行的内容用分号分隔。

例如，输入

a=[123；456；789]或A=[1，2，3；4，5，6；7，8，9]将得到输出结果:

a=

1234567889

大矩阵可以按行输入，并使用输入数字代替分号输入后，矩阵A将一直保存在工作区中。

除非更换和清除，否则矩阵A可以随时调整。

如果您添加“；”在命令编号的末尾，除非再次调用，否则不会显示结果

和其他输入将在实验中解释。

2.矩阵运算

如果矩阵a有n行m列元素，那么矩阵a被称为n×m矩阵，如果n=m，那么矩阵a也被称为方阵MATLAB定义了以下矩阵的基本运算:

（1）矩阵换位

使用符号“‘”来表示矩阵换位如果输入为

x=[-102]’

，输出为:

x=-1022矩阵加或减

矩阵的加减由符号“+”和“-”表示，它们有两种格式:

a。

对两个矩阵执行加法和减法运算，并对相应的元素进行加法和减法，以获得新的矩阵例如，

输入:

a=[123；456；789]；b=[147；8910；111213]；如果C=A+B，输出为:

c=2610121416182022

b。

如果矩阵用标量加或减，则矩阵中的每个元素都用标量加或减，如输入:

x=[-1，0，2]’；如果y=x-1，输出为:

y=-2-11

3矩阵乘法，符号“*”表示两个矩阵相乘，例如输入x=[2345；1221]；

y=[011；110；001；100]；如果

z=xy，输出为:

z=

85633

b。

矩阵乘以标量，例如输入a=[2，3，4，5；1，2，2，1]；如果B=A2，则输出为:

b=

36810242

4矩阵求逆

由inv表示，例如inv（A）表示A的逆如果输入:

a=[123；426；749]；Inv（A）输出

ANS=-0.5000-0.50000.5000

0.5000-1.00000.50000.16670.8333-0.5000

5]作为矩阵的乘方，符号”“表示

AP表示A的乘方，即A乘以P当p是矩阵时，运算就会出错。

3.由MATLAB

MATLAB定义的点运算定义了一种特殊的运算，即所谓的点运算两个矩阵之间的点运算是矩阵中相应元素的直接运算注意:

点积运算要求运算中涉及的两个矩阵的维数相同。

具体操作如下:

（1）乘除

在MATLAB中，符号“..”表示乘法，相乘的数组必须具有相同的维数，而符号“../”表示数组除法，并对相应的元素进行乘法和除法运算例如，输入:

a=[1，2，3]；B=[4，5，6]；

°C=A.B输出:

C=

41018

输入:

D=B./A输出:

D=

4.002.50002.0000

（3）功率运行，带符号“.”表示

a。

当x和y是向量时，z=x。

y表示相应元素的幂B.当x是矢量，y是标量时，z=x，y表示z（i）=x（i）y。

C.当x是标量，y是矢量时，z=x，y表示z（i）=xy（i）这个操作也可以应用到任何维度矩阵。

4。

在MATLAB中，复数序列用“I”或“j”表示为sqrt（-1），即5。

关系运算

ATLAB有六个关系，即:

大于==等于=大于或等于~=不等于

。

比较两个矩阵的对应元素，如果关系成立，则为1，否则为06.通用命令功能

！

执行操作系统命令abs绝对值函数角度函数轴坐标轴刻度设置

cla清除当前轴clc清除命令窗口显示clf清除当前图形窗口关闭图形窗口删除删除文件

演示运行MATLAB演示函数Gridtext帮助保持最大值linspacelogspacepi绘图退出实际大小SQRTSTEM子绘图标题XLABELYLABELMATLAB函数表达式向导添加网格线

在鼠标指定的位置添加文本描述，启动在线帮助文件，显示当前图形保护模式，计算虚部函数查询向量的维数，构造一个线性分布的向量，构造一个等对数分布的向量，用pi

绘制一个线性坐标图。

退出MATLAB环境计算实部函数查询矩阵的维数平方根函数

函数序列处理图形绘制将图形窗口分成几个区域，给图形添加一个标题，给图形添加一个x坐标，给图形添加一个y坐标，说明

实验1，熟悉MATLAB环境

[实验目的]

1。

熟悉MATLAB主界面，学习简单的菜单操作2.学习简单的矩阵输入和信号输入3.掌握一些绘图功能[实验原理]

MATLAB是一种以复矩阵为基本编程单元的编程语言它提供各种矩阵运算和操作，并具有强大的绘图功能当

用户第一次使用MATLAB时，建议首先在屏幕上输入DEMO命令，启动MATLAB演示程序。

在这个演示程序中，用户可以欣赏到MATLAB提供的强大的计算和绘图功能。

您也可以键入“帮助”以获取更多信息。

ATLAB命令窗口界面下有一个菜单栏，如图:

FILE菜单可以用来方便的管理文件或窗口文件|新建、文件（M文件）、图形（图形窗口）、模型（SIMULINK编辑界面）子菜单可以分别创建相应的文件或模块“编辑”菜单允许用户与WINDOWS剪贴板交互

ATLAB语言最基本的赋值语句结构是:

变量名列表=表达式表达式由运算符或其他字符、函数和变量名组成。

表达式的结果是一个矩阵，显示在屏幕上，并被转移到一个变量中，存储在工作区中以供调用。

如果省略变量名和“=”，将自动建立ANS变量，例如，类型:

1900/81，输出结果是ans=23.4568

可以在MATLAB中将数据绘制成图形，并有多种命令可供选择这些命令如下所列:

绘图命令绘图线性X-Y坐标绘图日志日志日志日志日志X轴日志半日志坐标绘图半日志Y轴日志半日志坐标绘图极坐标地图网格三维空白图等高线图条形图阶梯梯形图不仅可以在屏幕上显示图形，还可以向屏幕上的现有图形添加注释、标题或坐标网格

图形通告标题Xlabelx轴标注Ylabely轴标注文本任意位置标注文字鼠标定位和标注栅格控制命令，如选择坐标轴尺寸和图形处理:

图形控制命令轴手动选择轴尺寸Clg清除图形窗口GIPUT保持图形Shg显示图形窗口使用鼠标十字准线输入子图将图形窗口分为n个子窗口[实验内容]

1。

熟悉简单矩阵输入

1。

从屏幕输入矩阵a=[123];456；789]或A=[1，2，3；4，5，6；7，8，9]观察输出结果

2。

尝试使用回车代替分号，并观察输出结果3.输入矩阵B=[9，8，7；6，5，4；3，2，1]

°C=[4，5，6；7，8，9；1、2、3），甲乙丙型观察结果4。

在文件|新菜单中选择M文件，并输入B=[9，8，7；6，5，4；

3，2，1]，另存为B.M文件，退出编辑环境此时，可以在工作环境中使用B命令调用B矩阵。

[注释]4.2版的MATLAB不能直接保存为.m文件，而是.txt文件，需要在DOS下更改为m文件，即在工作环境中输入！

重命名业务实体可以

5。

尝试再次输入一些矩阵。

矩阵中的元素可以是任何表达式，但是请注意，矩阵中每行和每列的元素数量必须分别相等，否则将给出错误消息。

6.输入世卫组织和世卫组织的观察结果，以了解其效果2.基本序列操作

1。

数组

的加、减、乘、除和乘法输入A=[123]，B=[456]，求C=A+B，D=A-B，E=A.*B，F=A/B，g=a.b，并画出A，B，C，D，E，F，g与茎为类似的操作输入更多的数组。

2.大致描述以下函数的波形（连续信号的可接受时间间隔为0.001）

a.

b.c.d.

f.g.

实验2离散时间信号和系统

[实验目的]

1。

了解信号处理的基本操作。

熟悉一些常用序列及其应用[实验原理]

我们接触的大多数信号都是连续信号。

为了使其易于处理，我们经常需要对信号进行采样，对信号进行采样并确保它们能够完全恢复，并且对采样频率有一定的限制

的基本离散序列定义如下:

1.单位采样序列

2。

单位步长序列

3。

真实索引序列

，

4。

复杂索引序列

5。

正弦和余弦序列

，

6。

周期序列

，

[实验内容]

；a是实数

，

，

1。

impseq（n0，n1，n2）由MATLAB实现，因此实现该功能的格式为

函数[x，n]=impseq（n0，n1，N2）

%generatex（n）=δ（n-n0）；n1