信號與系統(tǒng)實驗教程

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1、西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第II頁電工電子實驗中心實驗指導(dǎo)書信號分析與處理實驗教程二○○九年十一月高等學(xué)校電工電子實驗系列信號分析與處理實驗教程主編唐春菊劉衍平攀枝花學(xué)院電氣信息工程學(xué)院電工電子實驗中心內(nèi)容簡介內(nèi)容簡介本書是根據(jù)高等院校理工科本(專)科的信號分析與處理實驗課程的基本要求編寫的。全書包含三個部分。第一部分matlab實驗部分。主要進(jìn)行matlab語言的介紹和應(yīng)用。第二部分是信號與系統(tǒng)實驗。根據(jù)教學(xué)大綱的要求及結(jié)合我校實際情況，進(jìn)行連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析、頻域分析、S域分析及離散時間系統(tǒng)的時域分析和z域

2、分析等實驗。第三部分是MATLAB常用指令介紹。本書可作為我校電類和非電類專業(yè)本科生、?？粕鷮嶒灲虒W(xué)及課程設(shè)計用書，還可作為從事信號與系統(tǒng)工程技術(shù)人員的參考書。前言前言信號與系統(tǒng)是電氣信息類專業(yè)最重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，涉及信息的獲取、傳輸、處理基本理論和相關(guān)技術(shù)。該課程的特點是概念抽象，數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)較復(fù)雜，結(jié)果較難理解。隨著計算機(jī)及數(shù)學(xué)工具軟件的發(fā)展，利用軟件實現(xiàn)信號與系統(tǒng)的仿真及實踐已成為主流。實驗環(huán)節(jié)的培養(yǎng)可以進(jìn)一步加深學(xué)生對各知識點的理解和掌握。本書將Matlab軟件引入信號與系統(tǒng)課程的實驗教學(xué)，幫助學(xué)生完成數(shù)

3、值計算、信號與系統(tǒng)分析原理及方法的可視化展現(xiàn)，從而有效地培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力和創(chuàng)新能力。本書共八個實驗。前三個實驗介紹了Matlab的入門知識，實驗四～實驗八分別圍繞信號與系統(tǒng)課程的重點和難點，介紹運用Matlab對連續(xù)時間系統(tǒng)進(jìn)行時域、頻域、s域分析，對離散時間系統(tǒng)進(jìn)行時域和z域分析。本指導(dǎo)書適合測控技術(shù)與儀器專業(yè)使用，同時也可供開設(shè)了《信號分析與處理》課程的其他相關(guān)專業(yè)使用。全書由攀枝花學(xué)院電氣信息工程及電工電子省級實驗示范中心唐春菊、劉衍平老師主編。由于作者水平有限，書中錯誤與不妥之處在所難免，懇請廣大師生

4、及讀者批評指正。編者2009年3月于攀枝花目錄目錄實驗一認(rèn)識MATLAB矩陣與數(shù)值計算基礎(chǔ)1實驗二命令窗及M文件的開發(fā)、二維、三維基本圖形處理功能4實驗三M文件程序設(shè)計及調(diào)試7實驗四連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析11實驗五連續(xù)時間系統(tǒng)的頻域分析16實驗六連續(xù)時間系統(tǒng)的S域分析20實驗七離散時間系統(tǒng)的時域分析24實驗八離散時間系統(tǒng)的Z域分析29附錄MATLAB常用命令或函數(shù)表35參考文獻(xiàn)38-3-實驗一認(rèn)識MATLAB矩陣與數(shù)值計算基礎(chǔ)實驗一認(rèn)識MATLAB矩陣與數(shù)值計算基礎(chǔ)一、實驗?zāi)康?．熟悉MATLAB軟件；2．掌握建立數(shù)組

5、和矩陣的方法；3．掌握MATLAB的基本運算；4．掌握MATLAB各種表達(dá)式的書寫規(guī)則以及常用函數(shù)的使用。二、實驗原理1．MATLAB的工作界面包括7個窗口，即：主窗口、命令窗口、命令歷史記錄窗口、當(dāng)前目錄窗口、工作空間窗口、幫助窗口和評述窗口。2．?dāng)?shù)組和矩陣是數(shù)值計算的最基本運算單元。（1）數(shù)組的創(chuàng)建①直接輸入法；在命令窗口直接輸入元素值，行向量之間用空格或逗號隔開，不同行向量之間用分號隔開。②增量法；格式：初值:增量:終值，增量=1時可省略。③利用linspace或logspace創(chuàng)建數(shù)組linspace（a,b,

6、n）：創(chuàng)建一個取值從a開始，到b結(jié)束，共有n個元素的數(shù)組；logspace（a,b,n）：創(chuàng)建一個取值從10a開始，到10b結(jié)束，共有n個元素的數(shù)組；（2）數(shù)組的訪問①一維數(shù)組的訪問一維數(shù)組的訪問由數(shù)組的下標(biāo)index而定，即x(index)②二維數(shù)組的訪問二維數(shù)組的訪問由數(shù)組的行標(biāo)和列標(biāo)而定，即x(row,column)（3）矩陣的創(chuàng)建矩陣的創(chuàng)建方法和數(shù)組的創(chuàng)建方法類似，可以采用直接輸入、增量法、利用linspace或logspace創(chuàng)建，當(dāng)創(chuàng)建矩陣的數(shù)據(jù)比較多時，可以通過矩陣編輯器來生成和修改矩陣。（4）Matla

7、b常用的數(shù)組運算和矩陣運算操作-3-實驗一認(rèn)識MATLAB矩陣與數(shù)值計算基礎(chǔ)數(shù)組運算矩陣運算操作功能描述操作功能描述A+B對應(yīng)的元素相加A+B同數(shù)組運算A-B對應(yīng)的元素相減A-B同數(shù)組運算S.*B標(biāo)量S分別與B中元素的積S*B同數(shù)組運算A.*B對應(yīng)的元素相乘A*B內(nèi)維相同的矩陣相乘A./BB中的元素左除A中元素A/B矩陣B左除矩陣AB.A與上行意義相同BA與上行意義相同A.^SA中元素自乘S次A^S矩陣的冪運算，A為方陣A.’非共軛轉(zhuǎn)置A’矩陣的共軛轉(zhuǎn)置Exp(A)以e為底，A中的元素為指數(shù)求冪值Expm(A)求矩

8、陣A的指數(shù)Log(A)對A中各元素求對數(shù)Logm(A)求矩陣A的指數(shù)Sqrt(A)對A中各元素求平方根Sqrtm(A)求矩陣A的平方根三、實驗內(nèi)容1．先求下列表達(dá)式的值，然后顯示MATLAB工作空間的使用情況并保存全部變量。(1)(2)(3)提示：利用冒號表達(dá)式生成a向量，求各點的函數(shù)值時用點乘運算。（4）提示：用邏輯表達(dá)式求分段