1、信号与系统课程设计报告姓名：专业：班级：学号：一、Matlab 概述1. 入门与操作2.数值运算与符号运算3.程序设计语言4.数据图形的可视化1.Matlb是一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序（M 文件）后再一起运行。2. 同时是一个包含大量计算算法的集合。在计算要求相同的情况下，使用MATLAB的编程工作量会大大减少。MATLAB 的这些函数集包括从最简单最基本的函数到诸如矩阵，特征向量、快速傅立叶变换的复杂函数。函数所能解决的问题其大致包括矩阵运算和线性
2、方程组的求解、微分方程及偏微分方程的组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以及建模动态仿真等。3.MATLAB 具有方便的数据可视化功能，以将向量和矩阵用图形表现出来，并且可以对图形进行标注和打印。高层次的作图包括二维和三维的可视化、图象处理、动画和表达式作图。可用于科学计算和工程绘图。同时对一些特殊的可视化要求，例如图形对话等，MATLAB 也有相应的功能函数，保证了用户不同层次的要求。4.图形处理系统使得 MATLAB 能方便的图形化显示向量和矩阵，而且能对图形添加标注和打印。它包括强大的二维
3、三维图形函数、图像处理和动画显示等函数。2、Matlab 在电子信息类课程中的应用1.对于 Matlab应用与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： 试用 Matlab),(2)(2)( tftyty对该系统当输入信号为 时的系统响应 y(t)进行仿真，并绘出系统)(2uetf响应及输入信号的时域波形。解：a = 1 2 1;b = 1 2;sys = tf(b,a); %定义系统函数对象p = 0.01; %定义采样时间间隔t = 0:p:5; %定义时间范围向量f = exp(-2*t); %定义输入信号
4、lsim(sys,f,t); %对系统输出信号进行仿真仿真结果：0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 500.10.20.30.40.50.60.70.80.91 Linear Simulation ResultsTime (seconds)Amplitude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；3. 分析讨论结果（图形）的物理含义。实验题目（一）已知描述某连续系统的微分方程位： 试用 Matlab),(3)(3)( tftyty对该系统当输入信号为 时的系统响应 y(t)进行仿真，并绘出系统)
5、(2uetf响应及输入信号的时域波形。解：a = 1 3 1;b = 1 3;sys = tf(b,a); %定义系统函数对象p = 0.01; %定义采样时间间隔t = 0:p:5; %定义时间范围向量f = exp(2*t); %定义输入信号lsim(sys,f,t); %对系统输出信号进行仿真仿真结果：Lsim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。 物理含义：连续系统的响应仿真。实验题目（三）使用meshgrid()和plot3()函数绘制 的曲线图形。)exp(),(2yyf程序代码：
6、X,Y = meshgrid(-3:0.1:3); %使用 meshgrid()命令生成绘图数据Z = X .* exp(-X.2 - Y.2); %利用函数公式计算 z 的坐标plot3(X,Y,Z);grid on;实验结果：实验题目（五）参考常见的用 RLC 元件构造的二阶高通滤波器，用 Matlab 求其频率响应 H(jw)，并绘制幅度响应和相位响应曲线。程序代码：clear all;%R=0.5o C=0.05f L=0.4hclc;b=0.04 0 0; %生成向量 b a=0.04 0.4 2; %生成向量 a h,w=freqs(b,a,100); %求频率响应函数 H(jw)
7、,设 100 个频率点 h1=abs(h); %求频率响应h2=angle(h); %求相频响应subplot(211); plot(w,h1); hold on; plot(7.0711 7.0711,0 0.707,:); %截止频率的位置plot(0 7.0711,0.707 0.707,:); axis(0 40 0 1.1); grid; xlabel (角频率(omega); ylabel(幅度); title(H(jomega)的幅频特性); subplot(212); plot(w,h2*180/pi); axis(0 40 0 200); grid; xlabel(角频率 (
8、omega); ylabel(相位（度） ); title(H(jomega)的相频特性); %END实验结果：实验题目（七）已知连续时间信号f(t)的拉普拉斯变换为： F(s)=(s+2)(s+3)/s(s+1)(s+7)利用Matlab 实现部分分式展开，并求其拉普拉斯逆变换f(t) 。源程序：clear all;a=1 5 6; %定义拉普拉斯变换的分子多项式行向量 ab=1 8 7 0; %定义拉普拉斯变换的分母多项式行向量 bk,p,c=residue(a,b); %激素那部分分式展开系数 k、c 及拉普拉斯变换极点 psyms s;L=(s+2)*(s+3)/s*(s+1)*(s+
9、7);F=ilaplace(L)实验结果： clear all;a=1 5 6; %定义拉普拉斯变换的分子多项式行向量 ab =1 8 7 0; %定义拉普拉斯变换的分母多项式行向量 bk,p,c=residue(a,b); %激素那部分分式展开系数 k、c 及拉普拉斯变换极点 psyms s;L=(s+2)*(s+3)/s*(s+1)*(s+7);F=ilaplace（L）F =-1/3*exp(-t)+10/21*exp(-7*t)+6/7物理意义：由程序运行结果可得 F(s)的拉普拉斯变换为：F =-1/3*exp(-t)+10/21*exp(-7*t)+6/7实验题目(九)已知某离散时
10、间系统的系统函数为H(z)=z2/(z-0.6)(z-0.3)，利用Matlab 求该系统的单位序列响应h(n) ，绘出h(n)的时域波形，观察其时域特性，并根据h(n)的时域波形判断系统是否稳定。源程序：clear all;clc;B=1 0 0; %定义 z 变换分子多项式系数向量 B，注意缺项补零A=poly(0 0.6 0.3); %定义 z 变换分母多项式系数向量 Ar,p,k=residue(B,A); %计算部分分式展开系数向量 r，极点位置向量 p 及多项式系数向量 kn=-10:20; %定义离散时间向量 nu=zeros(1,10) ones(1,21);%产生序列h=(4*0.5.n-2*0.25.n).*u;%产生序列响应 hstem(n,h,filled) %产生序列响应 h 时域波形title(h(n) %定义标题 xlabel(n) %定义横坐标实验结果：物理含义： 由图可知，系统单位序列响应是随时间增加而按指数规律衰减的因果序列，满足时域绝对可和条件，故该系统是稳定系统。
