目錄第1章緒論 1研究背景 1研究意義 1設(shè)計內(nèi)容 2第2章設(shè)計平臺簡介 3MATLAB簡介 3MATLAB的基本介紹 32.1.3關(guān)于GUI界面 5MATLAB與《信號與系統(tǒng)》結(jié)合簡介 5《信號與系統(tǒng)》仿真系統(tǒng)總體設(shè)計 6第3章系統(tǒng)設(shè)計 7模塊設(shè)計 7設(shè)計步驟 7第4章界面設(shè)計 12系統(tǒng)總界面 12子界面的設(shè)計 12第5章系統(tǒng)主要功能 14連續(xù)時間信號時域分析 14連續(xù)系統(tǒng)時域分析 20離散系統(tǒng)時域分析 22傅里葉變換 24第6章總結(jié) 27參考文獻 28致謝 29附錄一：程序代碼 30附錄二：畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 41附錄三：開題報告 42附錄四：外文翻譯 45PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANIV摘要更為廣泛。因此，該課程具有重要的意義。MathworksMATLAB開發(fā)平臺經(jīng)過十多年的發(fā)展，已經(jīng)成為科技界最流行的應(yīng)用軟MATLAB具有上述特點，為開發(fā)“信號與系統(tǒng)”計算機輔助教學(xué)(CAI)軟件提供了強有力的工具。matlabmatlab軟件提供的圖形用戶界面matlab的圖形用關(guān)鍵字：信號系統(tǒng)課程，MATLAB，用戶圖形界面，實驗軟件Abstract“SignalsAndSystems”isabasicspecialfieldofcourse.Itsusabilityisverystrong，anditspracticabilityisverywide.ItisamajorcourseofundergraduatewhosespecializedsubjectisElectronicInformation.AnditisanexaminationofElectronicInformationpostgraduates.Thiscourseleadsstudentsfromtheknowledgeofelectricanalysisintotheknowledgeoftransferarea.Itactsonmanylater’courses.Itsmethodandtheoryareusedincomputerinformation’smanyfieldswidely.SpecialinthefieldofCommunication,DigitalProcessing,DigitalImageProcessingandDigitalSignalProcessing.Soitisusefulandimportantthatholdthemethodandabilityofanalysis.Theteachingmodeof“SignalsAndSystems”issinglenessstraight.Justteachingandlearningontheblackboard.Studentsonlydependonexercisestounderstandthecontentofit.Manyapplicationsofcontentscannotstartworkbyhands.Thisinstanceinfluencestheeffectofstudyseverity.Studentsspendlotsoftimeonmathoperation.Butcannotunderstandthetrue.Inordertoleavethosemathoperationandletstudentsspendmoretimeonconsider.Wemustdosomethingtomaketheteachingandlearningbecomeeasier.Mathworks’MATLABisagoodtooltoachieveallthis.MATLABisthebestofallapplicationsinscience.Itisefficiencyonnumericalvaluecountanddenotationcount.Ithasself-containedfigureprocessingfunction,friendlyuserinterface,easylanguageandtoolboxwithfullfunctions.Thisarticlehasoutlinedthesignalsimulationsystem'sdemand,thegrossstructure,thebasicfunction.Introducedwithemphasisrealizesthesignalsimulationsystembasicprincipleandthefunctionusingthematlabsoftwaredesign,aswellasthegraphicaluserinterfacewhichprovidesusingthematlabsoftware(GraphicalUserInterfaces,designshastheman-machineinteraction,thecontactsurfacefriendlyuserinterface.Thisarticleusesmatlabthegraphicaluserinterfacedesignfunction,developedeachexperimentcontactsurface.Inthisexperimentsoftware,integratedinsignalprocessingexperiments,theapplicationeffecthasbeengood.Thissystemisonekindofdemonstrationsoftware,withthevisualizationsimulationtool,bythegraphanddynamicsimulation'swaydemonstrationpartelementarysignal'stransmissionprofileandtransformation,causesthetraineesdirect-viewing,perceptuallytounderstandandtothecorrespondenceprincipletheelementaryknowledge.Keywords:SignalProcessing，MATLAB，Graphicaluserinterface，ExperimentalSoftware江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計PAGEPAGE6第1章緒論研究背景有必要而且急為迫切。研究意義MATLAB軟件是由美國Mathworks公司推出的用于數(shù)值計算和圖形處理工具箱為一體,構(gòu)成了一個方便且界面友好的用戶環(huán)境，是一種適應(yīng)多種硬件平臺的數(shù)學(xué)計算工具。MATLABGUI是專門用于圖形用戶界面的快速開發(fā)環(huán)境，還具有計，仿真調(diào)試等。MATLAB已成為很多大學(xué)重要的教學(xué)工具，對數(shù)值線性代數(shù)以及其他一些高等應(yīng)用數(shù)學(xué)課程進行輔助教學(xué)的有益工具。在工科教學(xué)中，MATLAB也(間序列分拆)等。Matlab作為編程語言和可視化工Matlab平臺開發(fā)的系統(tǒng)為設(shè)計”及“傅立葉變換”等實驗?zāi)K，使原先課本中難以觀察到的現(xiàn)象以及繁瑣的識會有感性的認識和直觀的驗證,加深對“信號與系統(tǒng)”原理的理解。本課題能避開硬件系統(tǒng)的不足，巧妙的運用軟件來仿真硬件才能實現(xiàn)的實驗結(jié)和研究提供了方便。設(shè)計內(nèi)容Sz階躍響應(yīng)和沖擊響應(yīng)。第2章設(shè)計平臺簡介MATLABMATLABMATLA（矩陣實驗室MATrixLABoratoryThe公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件。MATLAB是一種用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析/數(shù)據(jù)圖像等常用功能外，MATLAB還可以用來創(chuàng)建用戶界面及與調(diào)用其它語言（C，C++編寫的程序。MATLAB主要用于數(shù)值運算，但利用為數(shù)眾多的附加工具箱它融建模和分析等。另外還有一個配套軟件包Simulink，提供了一個可視化開發(fā)環(huán)境，常用于系統(tǒng)模擬、動態(tài)/嵌入式系統(tǒng)開發(fā)等方面。MATLAB可以進行矩陣運算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計算、控制設(shè)計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設(shè)計與分析等領(lǐng)域。MATLAB編程環(huán)境MATLABMATLABMATLABMATLABWindowsMATLAB簡單易學(xué)Matlab/（MMATLABC++C++MATLAB處理能力強MATLAB600MATLABMATLAB的各種運算、三角函數(shù)和其他初等數(shù)學(xué)運算、多維數(shù)組操作以及建模動態(tài)仿真等。圖形處理MATLAB具有方便的數(shù)據(jù)可視化功能，以將向量和矩陣用圖形表現(xiàn)出來，并且對整個圖形處理功能作了同樣表現(xiàn)了出色的處理能力。同時對一些特殊的可視化要求，例如圖形對話等，MATLAB也有相MATLAB的制作上作了很大的改善，對這方面有特殊要求的用戶也可以得到滿足。模塊集合工具箱MATLAB對許多專門的領(lǐng)域都開發(fā)了功能強大的模塊集和工具箱。一般來說，已經(jīng)把工具箱延伸到了科學(xué)研究和工程應(yīng)用的諸多領(lǐng)域，諸如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫接口、概率統(tǒng)計、樣條擬合、優(yōu)化算法、偏微LMI實時快速原型及半物理仿真、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、定點仿真、DSP與通訊等?？蓴U展性強MATLAB由一套程序擴展系統(tǒng)和工具箱，具有良好的可擴展性。工具箱是MATLAB函數(shù)的子程序庫，每個工具箱都有為某個學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用而制定的，MATLAB每年都會增加一些新的工具箱。SimulinkSimulink繪制來模擬一個系統(tǒng)，Simulink統(tǒng)建模、仿真和分析。GUI圖形用戶界面是用戶與計算機程序之間的交互方式，是用戶與計算機進GUI是包含MATLABMATLAB的出現(xiàn)給《信號與系統(tǒng)》課程的計算機輔助教學(xué)帶來了便捷。利用MATLAB軟件提供的強大的數(shù)值運算函數(shù)庫，可以將課堂教學(xué)從繁重的運算與推導(dǎo)理解和應(yīng)上，提高教學(xué)效果。域中進行，分別用到信號分析的時域方法、頻域方法和變換域方法。給出物理解釋。系統(tǒng)分析是系統(tǒng)綜合與系統(tǒng)診斷的基礎(chǔ)。LTI《信號與系統(tǒng)》仿真系統(tǒng)總體設(shè)計連續(xù)時間信號時域分析連續(xù)時間信號時域分析繪制圖形連續(xù)時間系統(tǒng)時域分析系統(tǒng)卷積積分沖激階躍響應(yīng)零狀態(tài)響應(yīng)基于連續(xù)時間信號頻域分析matlab仿真周期信號的分解與綜合門函數(shù)的頻譜信號調(diào)制連續(xù)時間系統(tǒng)頻域分析濾波器特性抽樣信號的采樣與重構(gòu)傅里葉吉布斯連續(xù)時間系統(tǒng)復(fù)頻域分析零極點分析拉氏變換曲面圖系統(tǒng)函數(shù)分析離散時間系統(tǒng)z域分析零極點分析系統(tǒng)頻率特性濾波器圖2-1“信號與系統(tǒng)”總體框圖江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計PAGEPAGE8第3章系統(tǒng)設(shè)計模塊設(shè)計MATLABGUIDEGUI、圖3-1信號與系統(tǒng)仿真設(shè)計總界面首先進入總界面在每個模塊的窗口上分別設(shè)置了設(shè)計內(nèi)容與結(jié)果，我們可以通過相似的內(nèi)容仿真一個界面上，可以比較不同之處。設(shè)計步驟GUIcallbackGUI調(diào)函數(shù)下的程序。MATLABGUIDEGUI設(shè)計子界面。直接通過界面上的控件實現(xiàn)對結(jié)果的分析。GUI界面可以進入任意子界面并可以進行操作。GUI創(chuàng)建方式MATLABGUIguide；MATLAB（GUIDE）按鈕；第三種，單擊MATLABStart出現(xiàn)彈出菜單，在主程序組【MATLAB】中選擇“GUIDE（GUIBuilder”選擇項。界面如圖3-2所示：圖3-2 GUI創(chuàng)建界面figmMGUI對GUIGUIDEMGUI組件的回調(diào)函數(shù)。M文件由一系列子函數(shù)構(gòu)成，包含主函數(shù)、Opening函數(shù)、OutputGUIGUIfig文件，或在已打開過的列表中直接選擇要打開的文件。江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計PAGEPAGE10界面控件1.界面控件（1）靜態(tài)文本（Static（2）編輯框（Edit控件（3）列表框（Listbox）控件 （4）滾動條（Slider）控件（5）按鈕（PushButton）控件 （6）開關(guān)按鈕（Toggle控件（7）單選按鈕（RadioButton）控件 （8）按鈕組（ButtonGroup）控件（9）檢查框（CheckBox）控件 （10）列表框（Listbox）控件彈出式菜單（PopupMenu）控件 （12）坐標(biāo)軸（Axes）控件（13）面板（Panel）控件2.控件屬性EnableStyle：控件對象類型。（用戶定義。TooltipStringUserData：用戶指定數(shù)據(jù)。Position：控件對象的尺寸和位置。Units：設(shè)置控件的位置及大小的單位FontAngleFontName3.控件回調(diào)函數(shù)的執(zhí)行BusyAction：處理回調(diào)函數(shù)的中斷。有兩種選項：即Cancelqueue：排隊（默認設(shè)置。ButtonDownFcn屬性：按鈕按下時的處理函數(shù)。CallBackCreateFcn：在對象產(chǎn)生過程中執(zhí)行的回調(diào)函數(shù)。DeleteFcn：刪除對象過程中執(zhí)行的回調(diào)函數(shù)。Interruptible函數(shù)。CallBackCallBack轉(zhuǎn)到相應(yīng)的Editor中編輯代碼，GUIDE般是控件Tag+Call類型名參數(shù)有三個hObject,eventdata,handles)hObject為是在控件對象創(chuàng)建的時候發(fā)生()，DeleteFcn在空間對象被清除的時候發(fā)生，ButtonDownFcnKeyPressFcnCallback，CallBack3-33-3callback回調(diào)函數(shù)MCallbackCallback能作任何修改，默認為%automaticGUIMCallbackMCallback函數(shù)。CallBackCallback程序首先要在圖形界面上獲得各各控件的值，然后進行一系列計算過程，最后將計算結(jié)果用圖形的方式或字符串的方式顯示在圖形界面上。pushbutton1的句柄：h1=handles.pushbutton1或h1=findobj('tag','pushbutton1')江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計11如果已知某一編輯框的句柄為hh（得到方法同上內(nèi)容，用以下語句：str=get(hh,'String');行轉(zhuǎn)換，即：instr=str2num(get(hh,'String'));還有一種情況，如果獲取當(dāng)前控件的值，用以下方法即可：instrstr2double(get(hObject,'String')); %從編輯框獲取輸入值或不用事先得到控件的句柄直接通過結(jié)構(gòu)數(shù)組獲得編輯框控件edit1的值instr=str2double(get(handles.edit1,'String')); %從編輯框獲取輸入值將計算結(jié)果顯示在編輯框edit2中，用以下方法：set(handles.edit2,'String',str)); %其中str是字符串變量如果計算結(jié)果是數(shù)值型，則要進行轉(zhuǎn)換：str=num2str(n); %n為數(shù)值型變量如果要將計算結(jié)果繪出圖形，并繪制在界面上預(yù)先定義的坐標(biāo)軸axes1axes1成為當(dāng)前坐標(biāo)軸：axes(handles.axes1) handles.axes1axes1的句柄江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計PAGEPAGE14第4章界面設(shè)計MATLABGUIGUIDEGUIGUIM成，其中每個子模塊中包含相應(yīng)的子界面。系統(tǒng)總界面4-1GUIDEpropertyinspectorGUIColorwidthheightGUI圖4-1設(shè)計總界面子界面的設(shè)計callbackMenuEditorNewMenuUntitled1，MenuProperties，Label時間信號”。圖4-2設(shè)計子界面AxesGUIDE界面空白處點擊，會出現(xiàn)一個坐標(biāo)軸圖標(biāo)，用鼠標(biāo)ViweCallback選項中選擇buttondownfcn，把單位階躍信號的程序?qū)懺谙旅?。選擇EdittextEdit文本框拖拽到適當(dāng)大小，單擊右鍵或雙擊左鍵，設(shè)置BackgroundcoloForegroundcolo”字體大小“Fontsize”等18，有的會適當(dāng)調(diào)整在PushbuttonStrin”選項改為“下一部分CallbackCallback選項下寫入“closexinhaoshiyu2”調(diào)用下一部分程序，就可實現(xiàn)單擊此按鈕進入下一界面。第5章系統(tǒng)主要功能連續(xù)時間信號時域分析連續(xù)信號或稱連續(xù)時間信號是指定義在實數(shù)域的信號，自變量（一般是時間）取值連續(xù),除若干不連續(xù)點之外對于任意時間值都可以給出確定的函數(shù)值。若信號的繪制圖形1.1.連續(xù)時間信號的時域波形，如圖5-1所示：圖5-1連續(xù)時間信號時域波形（1）單位階躍信號從物理角度講，引入單位階躍函數(shù)一是為了解決單位沖激函數(shù)（狄拉克Delta函數(shù)“0時刻”t>000-，t=0-,t<0。因江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計PAGEPAGE17而物理上一般不介入（0-，0+）時區(qū)，因為這個時區(qū)內(nèi)說不清輸入信號到底加入系統(tǒng)了沒有，實際上這個時區(qū)的寬度也不定，數(shù)學(xué)上可以認為它趨于00處，即（0－，0+）區(qū)間上的值不予定義。這就是物理上采用第一種定義的緣故。0 t0 1u(t) 點無定義或t0 2（2）單位沖激信號

（5-1）單位沖激函數(shù)"是一個“面積”1的理想化了的窄脈沖。也就是說，這個脈“單位沖激函數(shù)”這樣的信號是不存t)dt1t)

（5-2）t)dt0t)dt

（5-3） 0ut(t)limp(t)lim1ut

2

ut

(5-4)20 0 (3)正弦信號i(t)Isin(wti) （5-5）（4）實指數(shù)信號常用的實指數(shù)信號是單邊的，其定義為f(t)Aet

(0,t0)

（5-6）特別應(yīng)當(dāng)注意的是，引入單位階躍函數(shù)后，信號的波形有時候是不同的。(5)復(fù)指數(shù)信號設(shè)復(fù)指數(shù)信號可表示為f(t)Ae(j)t 為任意實數(shù)若0，則f(t)成為須指數(shù)信號；若0，則成為實指數(shù)信號。1ejtcostjsintejtcostjsint11sint2j(ejtejt) （5-7）1cost (ejtejt)2f(t)Aet(costjsint)（2）離散時間信號在時間上依次出現(xiàn)的數(shù)值序列,例如，{…，0.5，1，2，-1，0，5，…}。相鄰Tx(nT)T1,Tx(nT)表示為x(nx(n)既可表示整個序列,可表示離散信號在nT5-2離散時間信號時域波形單位序列信號單位序列信號的定義(n)n0單位階躍信號

0 n0 （5-8）1u(n)

n0正弦序列信號

0n0 （5-9）x(n)Asin(2fn/Fs) （5-10）實指數(shù)序列信號

f(n)Arn （5-11）式中，A和r均為實數(shù)，Z表示整數(shù)集。虛指數(shù)序列信號f(n)e0n,nZ （5-12）f(n)Acos(n),nZ （5-13）0利用歐拉公式可以將正弦序列和虛指數(shù)序列聯(lián)系起來，即ej0n

cos(n)jsin(n) （5-14）0 01cos( n)0

2(ej0nej0n) （5-15）值得注意的是，雖然連續(xù)時間虛指數(shù)信號ej0t和離散時間虛指數(shù)信號ej看起來相似，但兩者卻存在很大的差異。離散時間虛指數(shù)信號

j

的振蕩頻率不隨角頻率 的增加而增加角頻0率為 的虛指數(shù)信號與角頻率0

0k虛指數(shù)信號相同ej(0k2)n

e0nej2

e0n

（5-16）因此，研究離散時間虛指數(shù)信號時，信號角頻率只需在某一個2間隔內(nèi)取0值即可。江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計PAGEPAGE21離散時間虛指數(shù)信號

j0n的周期性。即： 02

ej0(nNm有理數(shù)N

ej0ne0Nej0n （5-17）時域運算連續(xù)時間信號運算界面5-3連續(xù)時間信號時域運算兩個正弦信號的幅度和角頻率的可以任意改變，通過這些參數(shù)變換，可以看出5-3離散時間信號運算界面圖5-4離散時間信號時域運算離散時間信號的時域運算和連續(xù)時間信號相似，可以通過圖像觀察變換。時域變換連續(xù)時間信號時域變換5-5連續(xù)時間信號時域變換如圖5-5所示，輸入的信號為 f(t)(1t1)(t2)(t2)，通過設(shè)置平移21代表不對信號做倒相運算。反折運算與此同理。離散時間信號時域變換5-6離散時間信號時域變換5-622，可看到變換后的信號波形。連續(xù)系統(tǒng)時域分析統(tǒng)的沖激響應(yīng)和激勵信號的卷積積分。沖激階躍響應(yīng)一個LTI系統(tǒng)，當(dāng)其初始狀態(tài)為零時，輸入為單位沖擊函數(shù)引起的響應(yīng)成為單沖擊響應(yīng)，簡稱沖擊響應(yīng)，用h(t表示，就是說，沖擊響應(yīng)時激勵為單位沖擊函數(shù)(t)g(t)圖5-7沖激階躍響應(yīng)系統(tǒng)的沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)在MATLAB中控制系統(tǒng)工具箱中提供函數(shù)impulse和step分別表示。其調(diào)用方式為：yimpulse(sys,t)ystep(sys,t)

（5-18）如圖設(shè)置采用間距觀察對沖激階躍響應(yīng)的影響。（2）零狀態(tài)響應(yīng)LTIMATLABlsim。其調(diào)用方式為：ylsim(sysf,t式中，sysLTIf江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計22LTIsystf得，其調(diào)用方式為：systf(baa數(shù)向量。圖5-8零狀態(tài)響應(yīng)離散系統(tǒng)時域分析h(i)0 iN1.單位序列響應(yīng)單位序列δ(k)所引起的零狀態(tài)響應(yīng)，記為h(k)。h(k)=T[{0},δ(k)] （5-19）MATLABimpz調(diào)用格式是impz(b,a)baimpz(b,a,n)ba0~n；impz(b,a,n1,n2)n1~n2；y=impz(b,a,n1,n2)yk表示輸出序列的取值范圍，h是系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)。單位脈沖響應(yīng)如圖5-9所示：江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計PAGEPAGE26圖5-9離散單位序列響應(yīng)離散系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)y(k)是激勵與系統(tǒng)單位響應(yīng)的卷積和。圖5-10離散系統(tǒng)零狀態(tài)響應(yīng)傅里葉變換方波傅里葉變換傅立葉變換是數(shù)字信號處理領(lǐng)域一種很重要的算法。要知道傅立葉變換算法的意義，首先要了解傅立葉原理的意義。傅立葉原理表明：任何連續(xù)測量的時序或信號，都可以表示為不同頻率的正弦波信號的無限疊加。而根據(jù)該原理創(chuàng)立的傅立葉變換算法利用直接測量到的原始信號，以累加方式來計算該信號中不同正弦波信號的頻率、振幅和相位。圖5-11方波傅里葉變換離散傅里葉變換對于非周期性的信號，我們需要用無窮多不同頻率的正弦曲線來表示，這對于計算機來說是不可能實現(xiàn)的。所以對于離散信號的變換只有離散傅立葉變換DFT方法，后面我DFT方法。這里要理解的是我們使用周期性的信號目的是為了能夠用數(shù)學(xué)方法來解決問題，至于考慮周期性信號是從哪里得到或怎樣得到是無意義的。5-12離散傅里葉變換FFT信號作頻譜分析對信號進行譜分析的重要問題是頻譜分辨率D和分析誤差。頻譜分辨率直接和FFT的變換區(qū)間N有關(guān)，因為FFT能夠?qū)崿F(xiàn)的頻率分辨率是/N，因此要求/NDFFTNFFT作頻譜分析時，得到的是離散譜，而信號（周期信號除外）NN要適當(dāng)選擇大一些。周期信號的頻譜是離散譜，只有用整數(shù)倍周期的長度作FFT，得到的離散譜才能代表周期信號的頻譜。如果不知道信號周期，可以盡量選擇信號的觀察時間長一些。對模擬信號進行譜分析時，首先要按照采樣定理將其變成時域離散信號。如果是序列的譜分析進行。5-13所示：5-13FFT信號作頻譜分析江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計PAGEPAGE32第6章總結(jié)MATLABGUI參考文獻陳后金，薛健，胡健.信號與系統(tǒng)[M].北京：高等教育出版社,2007唐向宏，岳恒立，鄭雪峰.MATLAB2006MATLAB7-x,2005..MATLAB7.0[M].[5.MATLAB[M].通大學(xué)，2005.4[6]張志涌主編.精通MATLAB6.5.北京：北京航空大學(xué)出版社，2003[7]羅建軍，楊琦.精講多練MATLAB.西安:西安交通大學(xué)出版社,2002[8]梁虹.信號與系統(tǒng)分析及MATLAB實現(xiàn).電子工業(yè)出版社,2002MATLAB,2001鄭君里.信號與系統(tǒng).北京：高等教育出版社，1997MATLAB2003.07（第二版）MATLAB，2002.02[13]MATLAB[14]MATLAB6.X2002.05（第一版）[15MATLAB6.5第一版[16]MATLABM2004.01（第一版）[17]MATLAB第一版[18]MATLAB2001.09基于MATLAB的系統(tǒng)分析與設(shè)計 信號處理，樓順天等編，西安電子科技大學(xué)出版社，1999MATLAB2000.04致 謝2013年3matlabmatlab書，結(jié)果發(fā)現(xiàn)基本沒有幫助，就根據(jù)《信號與系統(tǒng)仿真實驗及matlabGUImatlabGUI的視頻，在此之上，我終于可以做我的用戶圖形界面了。.m和.fig很面名稱記下來，統(tǒng)一改變，稍微減少了一點工作量。matlabGUI界面表示之后體會到了其真諦，同時，我matlab的強大功能，在整個設(shè)計過程中，陳黎霞老師給了我莫大的幫助以附錄一：程序代碼1、單位階躍信號：t=-10:0.01:0tt=0:0.01:10n=length(t);nn=length(tt)u=zeros(1,n);uu=ones(1,nn);plot(tt,uu)holdonplot(t,u)plot([0,0],[0,1])axis([-10,10,-0.2,1.5])xlabel('時間軸t')ylabel('單位階躍函數(shù)f')holdonplot([-10,10],[-0.003,-0.003],'k')text(0.98,0.1193,'>','sc')text(0.489,0.985,'^','sc')2、單位沖激信號t=-5:0.01:5;n=length(t);x=zeros(1,n);x(1,((5)/0.01)+1)=100;stairs(t,x);axis([-10,10,-10,120])text(-0.08,99.5,'^')xlabel('時間軸t')ylabel('單位沖擊函數(shù)f')holdonplot([-10,10],[0,0],'k')plot([-0.003,-0.003],[-10,120],'k')plot([0,0],[0,100],'b')text(9.8,0,'>')text(0.492,0.992,'^','sc')3、正弦信號：holdofft1=str2double(get(handles.edit1,'String'));t2=str2double(get(handles.edit2,'String'));;t3=str2double(get(handles.edit3,'String'));;f=sym('a*sin((w)*t+c)')f=subs(f,'a',t1)f=subs(f,'w',t2)f=subs(f,'c',t3)ezplot(f)holdonplot([-100,100],[-0,-0],'k')plot([-0,-0],[-100,100],'k')text(0.98,0.505,'>','sc')text(0.495,0.9915,'^','sc')text(0.2,1.04,'正弦信號','sc')xlabel('時間軸t')ylabel('正弦信號4、實指數(shù)信號holdoffsymstf=c*exp(a*t);ezplot(f);holdonplot([-1000000000000000,100000000000000000],[-0,-0],'k')plot([-0,-0],[-10000000000000,100000000000000],'k')xlabel('時間軸t')ylabel('實指數(shù)信號f')text(0.2,1.04,'實指數(shù)信號單位序列holdk0=0;k1=-5k=-5:5;n=length(k);f=zeros(1,n);f(1,-k0-k1+1)=1;stem(k,f,'filled')axis([-5,5,0,1.5])holdonplot([0.02,0.02],[0,1],'b')holdonplot([-10000,10000],[0,0],'k')plot([0,0],[0,1.4],'k')text(0.97,0.003,'>','sc')text(-0.04,1.39,'^')xlabel('時間軸t')ylabel('單位序列f')單位階躍k1=-4;k2=6;k0=0;k=k1:-k0-1;kk=-k0:k2;n=length(k);nn=length(kk);u=zeros(1,n);uu=ones(1,nn);holdonstem(k,u,'filled');holdoffaxis([k1k20holdonplot([-0.01,-0.01],[0,1],'b')holdonplot([-10000,10000],[0,0],'k')plot([0.01,0.01],[0,1.4],'k')text(0.97,0.003,'>','sc')text(-0.04,1.39,'^')xlabel('時間軸t')ylabel('單位階躍序列f')7.正弦序列信號holdoffk=0:40x=(str2double(get(handles.edit4,'String')))*cos((k*(str2double(get(handles.edit5,'String'))))+str2double(get(handles.edit6,'String')))stem(k,x,'filled')holdonplot([0,40],[0,0],'k')plot([0.01,0.01],[-(handles.a+2),handles.a+2],'k')text(39.5,0,'>')text(-0.005,0.98,'^','sc')xlabel('時間軸k')ylabel('正弦序列f')指數(shù)序列信號holdk=0:15;x=str2double(get(handles.edit9,'String'))*((str2double(get(handles.edit10,'String'))).^k);stem(k,x,'filled')holdon江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計33axis([0,15,-50,50])holdonplot([0,0],[-50,50],'k')text(15-0.2,0,'>')text(-0.05,49.3,'^')xlabel('時間軸k')ylabel('實指數(shù)序列f')連續(xù)時域變換symstf=sym('(t/2+1)*(heaviside(t+2)-heaviside(t-2))')t0=str2double(get(handles.edit1,'String'));t1=str2double(get(handles.edit2,'String'));t2=str2double(get(handles.edit3,'String'));t3=str2double(get(handles.edit4,'String'));axes(handles.axes1),ezplot(f,[-6,6])holdonplot([-6,6],[-0.005,-0.005],'k')text(5.88,-0.02,'>')text(-0.04,2.05,'^')t0=str2double(get(handles.edit1,'String'));t1=str2double(get(handles.edit2,'String'));t2=str2double(get(handles.edit3,'String'));t3=str2double(get(handles.edit4,'String'));s=subs(f,t,t3*(t1*t)+t0)y=t2*saxes(handles.axes2),holdoffezplot(y,[-6,6])holdonplot([-6,6],[0.01,0.01],'k')plot([0,0],[-3,3],'k')text(5.88,0.02,'>')text(0.4945,0.97,'^','sc')離散時域變換k=-4:4f=k.^2axes(handles.axes1),holdoffs=str2double(get(handles.edit1,'String'));江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計PAGEPAGE43stem(k,f,'filled'),axis([-10,10,-0.5,16.5])holdonplot([0,0],[-1,20],'k')text(9.8,0,'>')text(0.4945,0.97,'^','sc')axes(handles.axes3),holdofflssy(f,k,s),axis([-10,10,-0.5,16.5])holdonplot([0,0],[-1,20],'k')text(9.8,0,'>')text(0.4945,0.97,'^','sc')ifs1>1axes(handles.axes1),stem(k,f,'filled'),axis([-20,20,-0.5,16.5])holdonplot([0,0],[-1,20],'k')text(19.6,0,'>')text(0.4945,0.97,'^','sc')axes(handles.axes4),holdofflszs(f,k,s1),axis([-20,20,-0.5,16.5])holdonplot([0,0],[-1,20],'k')text(19.6,0,'>')text(0.4945,0.97,'^','sc')elseif1>s1>0axes(handles.axes1),stem(k,f,'filled'),axis([-5,5,-0.5,16.5])holdonplot([0,0],[-1,20],'k')text(4.9,0,'>')text(0.4945,0.97,'^','sc')axes(handles.axes4),holdofflszs(f,k,s1),axis([-5,5,-0.5,16.5])holdonend

plot([0,0],[-1,20],'k')text(4.9,0,'>')text(0.4945,0.97,'^','sc')axes(handles.axes5),holdofflsdx(f,k),axis([-6,6,-16.5,0.5])holdonplot([-6,6],[-0.02,-0.02],'k')plot([0,0],[-20,10],'k')text(5.85,-0.02,'>')text(0.495,0.96,'^','sc')連續(xù)時域運算holdoffA=str2double(get(handles.edit5,'String'));W=str2double(get(handles.edit7,'String'));;f1=sym('a*sin((w)*t)')f1=subs(f1,'a',A)f1=subs(f1,'w',W)ezplot(f1),axis([-2*pi2*pi-66])holdonplot([-100,100],[-0,-0],'k')plot([-0,-0],[-100,100],'k')text(0.98,0.505,'>','sc')text(0.495,0.9915,'^','sc')text(0.2,1.04,'f1信號','sc')xlabel('時間軸t')ylabel('信號f1')12.離散時域運算f1=-2:2;k1=-2:2;f2=[111];k2=-1:1;stem(k1,f1),axis([-33-2.5holdonplot([0,0],[-2.5,2.5],'k')plot([-3,3],[0,0],'k')text(3-0.08,0,'>')text(-0.02,2.5-0.25,'^')f1=-2:2;k1=-2:2;f2=[111];k2=-1:1;stem(k2,f2),axis([-33-2.5holdonplot([0,0],[-2.5,2.5],'k')plot([-3,3],[0,0],'k')text(3-0.08,0,'>')text(-0.02,2.5-0.25,'^')f1=-2:2;k1=-2:2;f2=[111];k2=-1:1;stem(k1,f1),axis([-33-2.5holdonplot([0,0],[-2.5,2.5],'k')plot([-3,3],[0,0],'k')text(3-0.08,0,'>')text(-0.02,2.5-0.25,'^')stem(k2,f2),axis([-33-2.52.5])holdonplot([0,0],[-2.5,2.5],'k')plot([-3,3],[0,0],'k')text(3-0.08,0,'>')text(-0.02,2.5-0.25,'^')[f,k]=lsxj(f1,f2,k1,k2)holdoffstem(k,f),axis([-33-2.5holdonplot([0,0],[-2.5,2.5],'k')plot([-3,3],[0,0],'k')text(3-0.08,0,'>')text(-0.02,2.5-0.25,'^')f1=-2:2;k1=-2:2;f=str2double(get(handles.edit6,'String'))*f1k=k1holdontext(4-0.08,0,'>')text(-0.03,4-0.2,'^')stem(k,f),axis([-44-2*handles.a-22*handles.a+2])holdonplot([0,0],[-2*handles.a-2,2*handles.a+2],'k')plot([-4,4],[0,0],'k')text(4-0.08,0,'>')text(-0.03,2*handles.a+1.5,'^')13.連續(xù)零狀態(tài)響應(yīng)ts=0;te=5;dt=0.01;sys=tf([1],[1,2,100]);t=ts:dt:te;f=10*sin(2*pi*t);y=lsim(sys,f,t);plot(t,y);xlabel('Time(sec)');ylabel('y(t)');傅里葉變換f=str2num(get(handles.edit2,'String'));t=0:0.01:2*pi;y=f*sin(t);plot(t,y),holdony=f*(sin(t)+sin(3*t)/3);plot(t,y),holdony=f*(sin(t)+sin(3*t)/3+sin(5*t)/5);plot(t,y),holdony=f*(sin(t)+sin(3*t)/3+sin(5*t)/5+sin(7*t)/7);plot(t,y),holdony=f*(sin(t)+sin(3*t)/3+sin(5*t)/5+sin(7*t)/7+sin(9*t)/9);plot(t,y),holdony=f*(sin(t)+sin(3*t)/3+sin(5*t)/5+sin(7*t)/7+sin(9*t)/9+sin(11*t)/11);plot(t,y)title('方波傅里葉變換')離散傅里葉變換clearN=20;n=0:N-1;xn=cos(pi*n/6);k=0:N-1;WN=exp(-j*2*pi*n'*k/N);xk=xn*WNsubplot(2,2,1);plot(xn),stem(n,xn),title('x(n)的圖形subplot(2,2,2);plot(xk),stem(k,abs(xk)),title('x(k)的頻譜subplot(2,2,3);y=fft(xn);plot(y),stem(k,abs(y)),title('快速傅里葉變換得到的頻譜圖');subplot(2,2,4);xN=ifft(xk)plot(xN),stem(n,xN),title('傅里葉反變換后的xn圖形');FFTx5(n)=cos(pi*n/4)+cos(pi*n/8);X4k8=fft(x4n); %計算x4n的8點X5k8=fft(x5n); %計算x5n的8點N2=16;n=0:N2-1; %FFT的變換區(qū)間k2=0:15;w2k=2*k2/N2;x4n=cos(pi*n/4);x5n=cos(pi*n/4)+cos(pi*n/8);X4k16=fft(x4n); %計算x4n的16點X5k16=fft(x5n); %計算x5n的16點figure(3)subplot(2,2,1);stem(w1k,abs(X4k8),'.'boxon;%繪制8點DFTtitle('(4a)點DFT[x_4(n)]');xlabel('ω/π');ylabel('幅度');axis([0,2,0,1.2*max(abs(X4k8))])subplot(2,2,2);stem(w1k,abs(X5k8),'.'boxon%繪制16點DFTtitle('(4b)16點DFT[x_4(n)]');xlabel('ω/π');ylabel('幅度');axis([0,2,0,1.2*max(abs(X5k8))])subplot(2,2,3);stem(w2k,abs(X4k16),'.'boxon%繪制8點DFTtitle('(5a)點DFT[x_5(n)]');xlabel('ω/π');ylabel('幅度');axis([0,2,0,1.2*max(abs(X4k16))])subplot(2,2,4);stem(w2k,abs(X5k16),'.');boxon;%繪制16點DFTtitle('(5b)16點DFT[x_5(n)]');xlabel('ω/π');ylabel('幅度');axis([0,2,0,1.2*max(abs(X5k16))])fs=100;N=128;n=0:N-1;t=n/fs;f0=10;x=sin(2*pi*f0*t);subplot(231);plot(t,x);xlabel('t');ylabel('y');title('正弦信號y=2*pi*10t時域波形');grid;y=fft(x,N);%進行fft變換mag=abs(y);%求幅值f=(0:length(y)-1)'*fs/length(y);%進行對應(yīng)的subplot(232);plot(f,mag);%axis([0,100,0,80]);頻率(Hz)');ylabel('幅值');title('正弦信號y=2*pi*10t幅頻譜圖N=128');grid;%求均方根譜sq=abs(y);subplot(233);plot(f,sq);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('均方根譜');title('正弦信號y=2*pi*10t均方根譜power=sq.^2;subplot(234);plot(f,power);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('功率譜');title('正弦信號y=2*pi*10t功率譜');grid;ln=log(sq);subplot(235);plot(f,ln);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('對數(shù)譜');title('正弦信號y=2*pi*10t對數(shù)譜');grid;xifft=ifft(y);magx=real(xifft);ti=[0:length(xifft)-1]/fs;subplot(236);plot(ti,magx);xlabel('t');ylabel('y');title('通過IFFT轉(zhuǎn)換的正弦信號波形');grid;fs=100;N=128;n=0:N-1;t=n/fs;f0=10;x=sin(2*pi*f0*t);subplot(231);plot(t,x);xlabel('t');ylabel('y');title('正弦信號y=2*pi*10t時域波形');grid;y=fft(x,N);%進行fft變換mag=abs(y);%求幅值f=(0:length(y)-1)'*fs/length(y);%進行對應(yīng)的subplot(232);plot(f,mag);%axis([0,100,0,80]);頻率(Hz)');ylabel('幅值');title('正弦信號y=2*pi*10t幅頻譜圖grid;%求均方根譜sq=abs(y);subplot(233);plot(f,sq);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('均方根譜');title('正弦信號y=2*pi*10t均方根譜power=sq.^2;subplot(234);plot(f,power);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('功率譜');title('正弦信號y=2*pi*10t功率譜');grid;ln=log(sq);subplot(235);plot(f,ln);xlabel('頻率(Hz)');ylabel('對數(shù)譜');title('正弦信號y=2*pi*10t對數(shù)譜');grid;xifft=ifft(y);magx=real(xifft);ti=[0:length(xifft)-1]/fs;subplot(236);plot(ti,magx);xlabel('t');ylabel('y');title('通過IFFT轉(zhuǎn)換的正弦信號波形');grid;附錄二：畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書一設(shè)計目的：1、讓學(xué)生在學(xué)習(xí)“信號與系統(tǒng)”課程的同時，掌握MATLAB的應(yīng)用，對MATLAB語言在低年級學(xué)生中的推廣應(yīng)用起到促進作用。2、學(xué)會應(yīng)用MATLAB的數(shù)值計算功能，將學(xué)生從繁瑣的數(shù)學(xué)運算中解脫出來，從而將便多的時間留于對信號與系統(tǒng)的基本分析方法和應(yīng)用的理解與思考。3、讓學(xué)生將課程中的重點、難點及部分課后練習(xí)用MATLAB進行形象、直觀的可視化計算機模擬與仿真實現(xiàn)，從而加深對信號與系統(tǒng)基本原理、方法及應(yīng)用的理解，以培養(yǎng)學(xué)生主動獲取知識和獨立解決問題的能力，為學(xué)習(xí)后繼專業(yè)課打下堅實的基礎(chǔ)。二設(shè)計內(nèi)容：1MATLAB（數(shù)值計算、符號運算、圖形控制）MATLABMATLAB進行信號與系統(tǒng)分析打下基礎(chǔ)。2、計算功能：實現(xiàn)數(shù)值和符號計算功能。3、繪圖功能：實現(xiàn)多項式求根計算的可視化，即用圖形來描述多項式求根計算的結(jié)果三重點研究問題：MATLABGUI四設(shè)計成果要求：學(xué)習(xí)信號與系統(tǒng)分析及MATLABMATLAB域、復(fù)頻域及Z五其它（包括選題來源）選題來源：導(dǎo)師提供指導(dǎo)教師陳黎霞 2013年3月11日附錄三：開題報告華北水利水電大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計開題報告學(xué)生姓名

王金萍 學(xué)號 200912302 專業(yè) 通信工程題目名稱 基于Matlab的信號與系統(tǒng)演示實驗系統(tǒng)源主要內(nèi)容

導(dǎo)師提供一、課題意義本課題能避開硬件系統(tǒng)的不足，巧妙的運用軟件來仿真硬件才能實現(xiàn)的實驗結(jié)果，大大降低了實驗設(shè)備要求，節(jié)約了人力和財力，而且有很多的庫函數(shù)可以在實驗時直接調(diào)用，避免了用硬件做實驗的局限性?？梢愿奖愕淖鲂盘栂到y(tǒng)實驗，為教學(xué)和研究提供了方便。還能夠鍛煉一個人在面對一個具體的項目時，遇到問題，分析問題，解決問題的能力；獲得獨立策劃、實施課題，并按照既定計劃進行開發(fā)的經(jīng)驗，以及查找相關(guān)文獻的能力。二、需求分析《信號與系統(tǒng)》課程，是高等理工科類院校通信與電子信息工程等專業(yè)中一門十分重要的基礎(chǔ)理論課，也是電子信息工程專業(yè)許多后續(xù)課程的重要理論基礎(chǔ)。以前的信號模擬是通過硬件，對儀器和實驗室的要求較高，不便于廣泛應(yīng)用，而且信號處理具有內(nèi)容繁多、概念抽象、設(shè)計復(fù)雜等特點,學(xué)生在學(xué)習(xí)時常常會感到枯燥,難以理解和掌握。基于此種需求，本系統(tǒng)設(shè)計為教學(xué)演示型軟件，運用Matlab軟件開發(fā)，便于學(xué)生直觀觀察信號系統(tǒng)中涉及的波形及特性的原理圖,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，以及獨立分析和設(shè)計新的系統(tǒng)，打下基礎(chǔ)。三、可行性分析本課題所涉及的研究目標(biāo)，在國內(nèi)外已經(jīng)有相當(dāng)成熟的理論基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)。通過開發(fā)人員的文獻調(diào)查，對于Matlab做用戶圖象界面和信號模擬所涉及到的技術(shù)問題進行細致的分析，很大一部分可以使用電子信息工程的專業(yè)知識進行構(gòu)建，其他的部分則可以通過自學(xué)，調(diào)用已經(jīng)開發(fā)好的一些功能模塊來完成課題涉及到的技術(shù)要求。Matlab是一個好的選擇。從可操作性的角度來講，完全可行。四、系統(tǒng)功能本系統(tǒng)主要功能包括基本序列計算、基本信號產(chǎn)生、卷積、傅立葉界面上的文字說明幫助大家了解本圖形的特性或功能。整套系統(tǒng)采取圖文并茂、循序漸進、從感性到理性的方式，首先讓初學(xué)者在掌握基本信號模擬和運算。一、界面工具的選取Matlab的信號系統(tǒng)平臺，所以在選擇做界MatlabVB做界面的話在后面實現(xiàn)信號VBMatlabMatlab做界面。二、模擬信號實驗的軟件工具選擇采取的主 Matlab軟件來實現(xiàn)信號波形的模擬以及處理可以比較直觀準(zhǔn)確的要技術(shù)路線或方法 看到波形，對Matlab軟件也有了初步的認識，也可以用它編寫一些比Matlab軟MatlabMatlab是Math和Works公司推出的一個為工程計算和數(shù)據(jù)分析而專門設(shè)計的遇到的問題。三、設(shè)計方案選擇在本系統(tǒng)的設(shè)計中,界面布局設(shè)計采用自頂向下的設(shè)計方法,即江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計44先設(shè)計引導(dǎo)界面和主界面,再設(shè)計各個實驗子界面。界面設(shè)計完成后,只是一些靜態(tài)的畫面而已,沒有什么內(nèi)涵,還不能用于實驗操作,要想達到實驗?zāi)康?必須借助于函數(shù)調(diào)用。在設(shè)計中,各個回調(diào)函數(shù)的編寫順序則是采用自底向上的設(shè)計方法,即先編制各個實驗子界面的回調(diào)函數(shù),再編寫主界面和引導(dǎo)界面的回調(diào)函數(shù)。時間安排

3—5周：查找資料6—9周：具體方案的設(shè)計10周-11周：編寫程序12周：完善論文13—14周：畢業(yè)答辯指導(dǎo)教師意見簽名：年 月 日備注江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計江漢大學(xué)畢業(yè)設(shè)計PAGEPAGE49附錄四：外文翻譯IntroductionMATLABisahigh-leveltechnicalcomputinglanguageandinteractiveenvironmentforalgorithmdevelopment,datavisualization,dataanalysis,andnumericcomputation.UsingMATLAB,youcansolvetechnicalcomputingproblemsfasterthanwithtraditionalprogramminglanguages,suchasC,C++,andFortran.YoucanuseMATLABinawiderangeofapplications,includingsignalandimageprocessing,communications,controldesign,testandmeasurement,financialmodelingand analysis, and computational biology. Add-on toolboxes (collections ofspecial-purposeMATLABfunctions,availableseparately)extendtheenvironmenttosolveparticularclassesofproblemsintheseapplicationareas.MATLABprovidesanumberoffeaturesfordocumentingandsharingyourYoucanintegrateyourMATLABcodewithotherlanguagesandapplications,distributeyourMATLABalgorithmsandapplications.SoftwareIntroductionTheenvironmentiswellsuitedtorapidprototypingandapplicationdevelopment.Theinteractiveprogrammingenvironment,built-inmathfunctions,toolboxes,editinganddebuggingtools,anddeploymentoptionsallcontributetoreducingyouroveralldevelopmenttime.Byusingthebuilt-inmathfunctionsandthemanyspecializedfunctionscontainedwithinourtoolboxes,MATLABcansignificantlyreducethetimeittakesyoutodevelopprototypes.Inadditiontointegratededitinganddebuggingtools,MATLABprovidesaperformanceprofilertohelpyoufurtheroptimizeyourcodewhenprogrammingMATLAB.BuildingapplicationsaroundcomplexalgorithmsandgraphicsiseasierthanwiththeGUIbuilder,GUIDE.GUIDEwasredesignedinMATLAB6tosaveyoutime.Itoffersallthedraganddropinterfaceoptionsyouwouldexpect,suchastextboxes,radiobuttons,checkboxes,listboxes,sliders,pop-upmenus,framesandmore.Whenyou'rereadytodeployyourapplication,theMathworksoffersanumberofdifferentoptionsthatallowyoutoeitherconvertorinterfaceyourMATLABapplicat