matlab信号实验整理
信号与系统matlab实验报告
信号与系统MATLAB实验报告实验目的本实验旨在通过MATLAB软件进行信号与系统的相关实验，探究信号与系统的特性与应用。
实验步骤1. 准备工作在正式进行实验之前，我们需要做一些准备工作。
首先，确保已经安装好MATLAB软件，并且熟悉基本的操作方法。
其次，准备好实验所需的信号与系统数据，可以是已知的标准信号，也可以是自己采集的实际信号。
2. 信号的生成与显示使用MATLAB编写代码，生成不同类型的信号。
例如，可以生成正弦信号、方波信号、三角波信号等。
通过绘制信号波形图，观察不同信号的特点和变化。
t = 0:0.1:10; % 时间范围f = 1; % 信号频率s = sin(2*pi*f*t); % 正弦信号plot(t, s); % 绘制信号波形图3. 系统的建模与分析根据实验需求，建立相应的系统模型。
可以是线性时不变系统，也可以是非线性时变系统。
通过MATLAB进行模型的建立和分析，包括系统的时域特性、频域特性、稳定性等。
sys = tf([1, 2], [1, 3, 2]); % 系统传递函数模型step(sys); % 绘制系统的阶跃响应图4. 信号与系统的运算对于给定的信号和系统，进行信号与系统的运算。
例如，进行信号的卷积运算、系统的响应计算等。
通过MATLAB实现运算，并分析结果的意义与应用。
x = [1, 2, 3]; % 输入信号h = [4, 5, 6]; % 系统响应y = conv(x, h); % 信号的卷积运算plot(y); % 绘制卷积结果的波形图5. 实验结果分析根据实验数据和分析结果，对实验进行结果总结与分析。
可以从信号的特性、系统的特性、运算结果等方面进行综合性的讨论和分析。
实验总结通过本次实验，我们学习了如何在MATLAB中进行信号与系统的实验。
通过生成信号、建立系统模型、进行运算分析等步骤，我们深入理解了信号与系统的基本原理和应用方法。
通过实验数据和结果分析，我们对信号与系统有了更深刻的认识，并掌握了MATLAB在信号与系统实验中的应用技巧。
MATLAB实验报告(1-4)
信号与系统MATLAB第一次实验报告一、实验目的1.熟悉MATLAB软件并会简单的使用运算和简单二维图的绘制。
2.学会运用MATLAB表示常用连续时间信号的方法3.观察并熟悉一些信号的波形和特性。
4.学会运用MATLAB进行连续信号时移、反折和尺度变换。
5.学会运用MATLAB进行连续时间微分、积分运算。
6.学会运用MATLAB进行连续信号相加、相乘运算。
7.学会运用MATLAB进行连续信号的奇偶分解。
二、实验任务将实验书中的例题和解析看懂，并在MATLAB软件中练习例题，最终将作业完成。
三、实验内容1.MATLAB软件基本运算入门。
1). MATLAB软件的数值计算：算数运算向量运算：1.向量元素要用”[ ]”括起来，元素之间可用空格、逗号分隔生成行向量，用分号分隔生成列向量。
2.x=x0:step:xn.其中x0位初始值，step表示步长或者增量，xn 为结束值。
矩阵运算：1.矩阵”[ ]”括起来；矩阵每一行的各个元素必须用”,”或者空格分开；矩阵的不同行之间必须用分号”;”或者ENTER分开。
2.矩阵的加法或者减法运算是将矩阵的对应元素分别进行加法或者减法的运算。
3.常用的点运算包括”.*”、”./”、”.\”、”.^”等等。
举例：计算一个函数并绘制出在对应区间上对应的值。
2).MATLAB软件的符号运算：定义符号变量的语句格式为”syms 变量名”2.MATLAB软件简单二维图形绘制1).函数y=f(x)关于变量x的曲线绘制用语：>>plot(x,y)2).输出多个图像表顺序：例如m和n表示在一个窗口中显示m行n列个图像，p表示第p个区域，表达为subplot(mnp)或者subplot(m,n,p)3).表示输出表格横轴纵轴表达范围：axis([xmax,xmin,ymax,ymin])4).标上横轴纵轴的字母：xlabel(‘x’),ylabel(‘y’)5).命名图像就在subplot写在同一行或者在下一个subplot前：title(‘……’)6).输出：grid on举例1：举例2：3.matlab程序流程控制1).for循环：for循环变量=初值:增量:终值循环体End2).while循环结构：while 逻辑表达式循环体End3).If分支：(单分支表达式)if 逻辑表达式程序模块End(多分支结构的语法格式)if 逻辑表达式1程序模块1Else if 逻辑表达式2程序模块2…else 程序模块nEnd4).switch分支结构Switch 表达式Case 常量1程序模块1Case 常量2程序模块2……Otherwise 程序模块nEnd4.典型信号的MATLAB表示1).实指数信号：y=k*exp(a*t)举例：2).正弦信号：y=k*sin(w*t+phi)3).复指数信号：举例：4).抽样信号5).矩形脉冲信号:y=square(t,DUTY) (width默认为1)6).三角波脉冲信号：y=tripuls(t,width,skew)(skew的取值在-1~+1之间，若skew取值为0则对称)周期三角波信号或锯齿波:Y=sawtooth(t,width)5.单位阶跃信号的MATLAB表示6.信号的时移、反折和尺度变换:Xl=fliplr(x)实现信号的反折7.连续时间信号的微分和积分运算1).连续时间信号的微分运算：语句格式：d iff(function,’variable’,n)Function:需要进行求导运算的函数，variable:求导运算的独立变量，n：求导阶数2).连续时间信号的积分运算：语句格式：int(function,’variable’,a,b)Function:被积函数variable:积分变量a:积分下限b:积分上限(a&b默认是不定积分)8.信号的相加与相乘运算9.信号的奇偶分解四、小结这一次实验让我能够教熟悉的使用这个软件，并且能够输入简单的语句并输出相应的结果和波形图，也在一定程度上巩固了c语言的一些语法。
matlab实验心得总结
matlab实验心得总结在通过完成一系列的Matlab实验后，我对这个强大的数学计算软件有了更深入的认识。
通过这些实验，我不仅学到了如何使用Matlab进行数据处理和分析，还体会到了它在科学研究和工程应用中的广泛使用。
实验一：Matlab基础操作在第一次接触Matlab时，我首先学习了它的基本操作。
Matlab提供了友好的用户界面和丰富的命令工具，使得数据处理变得简单且高效。
在实验中，我学会了如何定义变量、进行基本的数学运算和使用矩阵操作等。
这些基础操作为后续的实验打下了坚实的基础。
实验二：数据可视化数据可视化在科学研究和工程领域中起着重要的作用。
在这个实验中，我学会了如何利用Matlab绘制各种图形，如折线图、散点图和柱状图等。
通过调整图形的样式和颜色，使得数据更加直观和易于理解。
同时，我还学会了如何添加标题、坐标轴标签和图例，使得图形具有更好的可读性。
实验三：模拟与仿真Matlab不仅可以进行数据处理和图形绘制，还可以进行模拟和仿真。
在这个实验中，我学会了如何使用Matlab进行数学模型的建立和仿真。
通过设定合适的参数和方程，我可以模拟出各种现实世界中的物理、生物和工程现象。
这对于科学研究和工程设计具有重要的意义。
实验四：信号处理信号处理是Matlab的一个重要应用领域。
在这个实验中，我学会了如何使用Matlab对信号进行分析和处理。
通过应用不同的滤波器，我可以去除信号中的噪声和干扰，提取出感兴趣的信息。
同时，我还学会了如何进行频域分析，通过傅里叶变换将信号转换到频率域，进一步分析信号的频谱特性。
实验五：数值计算Matlab还提供了强大的数值计算功能。
在这个实验中，我学会了如何使用Matlab进行数值计算和优化。
通过使用不同的数值求解方法，我可以解决复杂的数学方程和优化问题，得到精确的计算结果。
这对于科学研究和工程计算具有重要的价值。
总结起来，通过这些实验，我对Matlab的应用能力有了明显的提升。
MATLAB实验报告模板
MATLAB实验报告模板实验题目：使用MATLAB进行数字信号处理实验目的：1. 学习MATLAB的基本操作和数字信号处理中常用的函数。
2. 掌握数字信号的离散化、采样、量化等处理方法。
3. 实现数字滤波器的设计和应用。
实验内容：1. 生成并绘制一个正弦波信号，包括频率、幅度和相位等参数。
2. 对信号进行采样，并绘制采样后的离散信号图像。
3. 对采样后的信号进行量化，并绘制量化后的信号图像。
4. 设计一个数字滤波器，并将滤波前后的信号图像进行对比。
实验步骤：1. 生成一个正弦波信号：```matlab% 信号频率为3Hz，幅度为2，相位为0t = 0:0.01:1;f = 3;A = 2;theta = 0;x = A * sin(2*pi*f*t + theta);```2. 绘制信号图像：```matlabplot(t, x);xlabel('时间');ylabel('幅度');title('正弦波信号');```3. 进行信号的采样：```matlab% 采样频率为20Hzfs = 20;Ts = 1/fs;n = 0:Ts:1;xs = A * sin(2*pi*f*n + theta);```4. 绘制采样信号图像：```matlabstem(n, xs);xlabel('时间');ylabel('幅度');title('采样信号');```5. 进行信号的量化：```matlab% 将信号量化为8位bits = 8;delta = (2 * A) / (2^bits);xq = floor(xs / delta + 0.5) * delta;```6. 绘制量化信号图像：```matlabstem(n, xq);xlabel('时间');ylabel('幅度');title('量化信号');```7. 设计数字滤波器：```matlab% 采用FIR滤波器，截止频率为4Hz fcut = 4;n = 100; % 滤波器阶数b = fir1(n, 2*fcut/fs);y = filter(b, 1, xq);```8. 绘制滤波前后的信号图像：```matlabfigure;subplot(2,1,1);stem(n, xq);xlabel('时间');ylabel('幅度');title('量化信号');subplot(2,1,2);stem(n, y);xlabel('时间');ylabel('幅度');title('滤波信号');```实验结果和分析：根据以上实验步骤，可以得到正弦波信号、采样信号、量化信号和滤波信号等图像。
matlab 信号 频谱分析实验报告
matlab 信号频谱分析实验报告《Matlab 信号频谱分析实验报告》实验目的：通过Matlab软件对信号进行频谱分析，了解信号的频谱特性，并掌握频谱分析的基本方法。
实验原理：信号的频谱分析是指将信号在频域上进行分析，得到信号的频谱特性。
频谱分析可以帮助我们了解信号的频率成分，频率分布情况，以及信号的频谱密度等信息。
在Matlab中，可以使用fft函数对信号进行频谱分析，得到信号的频谱图像。
实验步骤：1. 生成信号：首先在Matlab中生成一个信号，可以是正弦信号、方波信号或者任意复杂的信号。
2. 采样信号：对生成的信号进行采样，得到离散的信号序列。
3. 频谱分析：使用fft函数对采样的信号进行频谱分析，得到信号的频谱特性。
4. 绘制频谱图像：将频谱分析得到的结果绘制成频谱图像，观察信号的频谱分布情况。
实验结果分析：通过频谱分析，我们可以得到信号的频谱图像，从图像中可以清晰地看出信号的频率成分，频率分布情况，以及信号的频谱密度等信息。
通过对信号频谱图像的观察和分析，可以更好地了解信号的频谱特性，为后续的信号处理和分析提供参考。
实验结论：通过本次实验，我们成功使用Matlab对信号进行了频谱分析，得到了信号的频谱特性，并且掌握了频谱分析的基本方法。
频谱分析是信号处理和分析的重要工具，对于理解信号的频率特性和频率分布情况具有重要意义。
希望通过本次实验，能够对信号的频谱分析有更深入的了解，并且能够在实际工程中应用到相关领域。
通过本次实验，我们对Matlab信号频谱分析有了更深入的了解，对信号处理和分析有了更深入的认识，也为我们今后的学习和工作提供了更多的帮助。
希望通过不断地实践和学习，能够更加深入地掌握信号频谱分析的相关知识，为实际工程应用提供更多的帮助。
数字信号处理相关MATLAB实验内容--第1章
实验1 离散时间信号的时域分析一、实验目的（1）了解MATLAB 语言的主要特点及作用；（2）熟悉MATLAB 主界面，初步掌握MATLAB 命令窗和编辑窗的操作方法；（3）学习简单的数组赋值、数组运算、绘图的程序编写；（4）了解常用时域离散信号及其特点；（5）掌握MATLAB 产生常用时域离散信号的方法。
二、知识点提示本章节的主要知识点是利用MATLAB 产生数字信号处理的几种常用典型序列、数字序列的基本运算；重点是单位脉冲、单位阶跃、正（余）弦信号的产生；难点是MATLAB 关系运算符“==、>=”的使用。
三、实验内容1. 在MATLAB 中利用逻辑关系式0==n 来实现()0n n -δ序列，显示范围21n n n ≤≤。
（函数命名为impseq(n0,n1,n2)）并利用该函数实现序列：()()()632-+-=n n n y δδ；103≤≤-nn 0212. 在MATLAB 中利用逻辑关系式0>=n 来实现()0n n u -序列，显示范围21n n n ≤≤。
（函数命名为stepseq(n0,n1,n2)）并利用该函数实现序列：()()()20522≤≤--++=n n u n u n y3. 在MATLAB 中利用数组运算符“.^”来实现一个实指数序列。
如： ()()5003.0≤≤=n n x n4. 在MATLAB 中用函数sin 或cos 产生正余弦序列，如：()()2003.0cos 553.0sin 11≤≤+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=n n n n x πππ5. 已知()n n x 102cos 3π=，试显示()()()3,3,+-n x n x n x 在200≤≤n 区间的波形。
6. 参加运算的两个序列维数不同，已知()()6421≤≤-+=n n u n x ，()()8542≤≤--=n n u n x ，求()()()n x n x n x 21+=。
matlab信号分析实验报告
matlab信号分析实验报告实验目的：通过使用MATLAB对信号进行分析，掌握信号分析的基本方法和技巧，了解信号的基本特性和频谱分析方法。
实验设备和软件：MATLAB软件、个人电脑实验原理：信号分析是指对信号的各种特性进行研究和分析的过程。
在信号分析中，最基本的任务是确定信号的频谱特性，即信号中包含的各种频率成分及其强度。
常用的信号分析方法有时域分析和频域分析。
实验步骤：1. 打开MATLAB软件，新建一个脚本文件。
2. 生成一个基本信号，例如正弦信号或脉冲信号。
可以使用MATLAB中的函数例如`sin`或`square`来生成。
3. 绘制信号的时域波形图。
使用`plot`函数可以将信号的时间序列绘制出来。
4. 对信号进行频谱分析。
使用`fft`函数可以对信号进行傅里叶变换，得到信号的频谱。
再使用`abs`函数计算频谱的幅度。
5. 绘制信号的频谱图。
使用`plot`函数可以将信号的频谱绘制出来。
6. 对不同的信号进行分析比较。
例如比较不同频率、不同幅度的正弦信号的频谱。
7. 对实际采集到的信号进行分析。
可以将实际采集到的信号导入到MATLAB中，并进行相应的分析。
实验结果：通过对信号进行时域分析和频域分析，可以得到信号的波形和频谱。
通过对不同信号的分析比较，可以研究信号的特性。
通过对实际采集到的信号进行处理和分析，可以了解实际信号中包含的各种频率成分及其强度。
实验结论：MATLAB是一个强大的信号分析工具，通过使用MATLAB进行信号分析，可以更好地理解信号的特性和频谱分布。
通过对实际信号的处理和分析，可以了解实际信号中包含的各种频率成分及其强度，为进一步的信号处理和特征提取提供参考。
matlab 信号 频谱分析实验报告
MATLAB 信号频谱分析实验报告实验目的本实验旨在使用MATLAB软件进行信号频谱分析，包括对信号的时域分析和频域分析，以及频谱图的绘制和解读。
实验步骤1. 准备工作在开始实验之前，首先需要安装MATLAB软件，并启动软件。
2. 信号生成在MATLAB的命令窗口中，通过使用信号发生器生成一个信号。
可以选择使用正弦波、方波、三角波等不同类型的信号进行频谱分析。
3. 信号时域分析使用MATLAB的时域分析函数，如plot函数，绘制生成的信号的时域波形图。
plot(t, x);title('信号的时域波形图');xlabel('时间');ylabel('幅值');其中，t表示时间轴上的时间点，x表示生成的信号。
4. 信号频域分析使用MATLAB的频域分析函数，如fft函数，将时域信号转换为频域信号。
X = fft(x);可以通过计算得到信号的频率分量f和幅度谱A。
L = length(x);f = Fs*(0:(L/2))/L;A = abs(X/L);A = A(1:L/2+1);其中，Fs表示信号的采样率。
5. 绘制频谱图使用MATLAB的绘图函数，如plot函数，将频域信号的频谱绘制成图表。
plot(f, A);title('信号的频谱图');xlabel('频率');ylabel('幅值');6. 频谱图解读通过观察频谱图，可以分析信号在不同频率上的能量分布情况。
高幅度的频率分量表示信号在该频率上具有较大的能量，低幅度的频率分量表示信号在该频率上具有较小的能量。
7. 实验总结通过本次实验，我们学习了如何使用MATLAB进行信号的时域分析和频域分析。
时域分析可以帮助我们观察信号在时域上的变化情况，频域分析可以帮助我们了解信号在不同频率上的能量分布情况。
通过绘制频谱图，我们可以直观地观察信号的频谱特征，并进行进一步的信号分析和处理。
matlab信号分析实验报告
matlab信号分析实验报告Matlab信号分析实验报告引言：信号分析是一门重要的学科，它涉及到信号的获取、处理和解释。
在现代科学和工程领域中，信号分析被广泛应用于各种领域，如通信、图像处理、音频处理等。
本实验报告将介绍在Matlab环境下进行信号分析的实验过程和结果。
1. 实验目的本实验旨在通过Matlab软件对不同类型的信号进行分析，包括时域分析、频域分析和滤波处理。
通过实验，我们可以深入了解信号的特性和分析方法，并掌握Matlab在信号分析中的应用。
2. 实验材料和方法本实验使用了Matlab软件和一些信号处理工具箱。
实验中使用的信号包括正弦信号、方波信号和噪声信号。
我们首先通过Matlab生成这些信号，并对其进行采样和量化。
然后，我们进行时域分析，包括信号的时域波形绘制和功率谱密度估计。
接下来，我们进行频域分析，包括信号的傅里叶变换和频谱绘制。
最后，我们对信号进行滤波处理，包括低通滤波和高通滤波。
3. 实验结果和讨论在实验中，我们首先生成了一个正弦信号，并对其进行采样和量化。
通过时域分析，我们可以观察到信号的周期性和振幅。
通过频域分析，我们可以观察到信号的频谱分布。
我们还对正弦信号进行了低通滤波和高通滤波，观察到滤波后信号的变化。
接下来，我们生成了一个方波信号，并对其进行采样和量化。
通过时域分析，我们可以观察到信号的周期性和方波特征。
通过频域分析，我们可以观察到信号的频谱分布。
我们还对方波信号进行了低通滤波和高通滤波，观察到滤波后信号的变化。
最后，我们生成了一个噪声信号，并对其进行采样和量化。
通过时域分析，我们可以观察到信号的随机性和波动性。
通过频域分析，我们可以观察到信号的频谱分布。
我们还对噪声信号进行了低通滤波和高通滤波，观察到滤波后信号的变化。
通过以上实验结果，我们可以得出以下结论：- 时域分析可以帮助我们观察信号的波形和特征。
- 频域分析可以帮助我们观察信号的频谱分布和频率成分。
matlab 数字信号实验报告
matlab 数字信号实验报告MATLAB数字信号实验报告摘要：本实验使用MATLAB软件对数字信号进行处理和分析。
首先，我们使用MATLAB生成不同类型的数字信号，并对其进行采样和量化。
然后，我们利用MATLAB对这些数字信号进行滤波、傅里叶变换和频谱分析。
通过本实验，我们可以深入了解数字信号处理的基本原理和方法，并掌握MATLAB在数字信号处理中的应用。
1. 实验目的本实验旨在通过MATLAB软件对数字信号进行处理和分析，加深对数字信号处理原理的理解，掌握MATLAB在数字信号处理中的应用技巧。
2. 实验原理数字信号处理是对数字信号进行处理和分析的技术。
数字信号处理的基本原理包括采样、量化、滤波、傅里叶变换和频谱分析等。
MATLAB是一种强大的工具，可以方便地对数字信号进行处理和分析。
3. 实验内容（1）生成不同类型的数字信号在MATLAB中，我们可以生成不同类型的数字信号，如正弦信号、方波信号和三角波信号等。
通过改变信号的频率、幅度和相位等参数，可以得到不同的数字信号。
（2）采样和量化对生成的数字信号进行采样和量化，得到离散时间信号和离散幅度信号。
（3）滤波利用MATLAB对采样和量化后的数字信号进行滤波处理，去除噪声和干扰，得到清晰的信号。
（4）傅里叶变换和频谱分析对滤波后的数字信号进行傅里叶变换，得到信号的频谱图，分析信号的频率成分和能量分布。
4. 实验结果通过MATLAB对不同类型的数字信号进行处理和分析，得到了清晰的信号波形图和频谱图。
通过对比不同类型的数字信号，我们可以发现它们在频率、幅度和相位等方面的差异。
5. 结论本实验通过MATLAB软件对数字信号进行处理和分析，加深了对数字信号处理原理的理解，掌握了MATLAB在数字信号处理中的应用技巧。
数字信号处理在通信、音频、图像等领域有着广泛的应用，掌握数字信号处理技术对于工程技术人员具有重要的意义。
MATLAB作为一种强大的工具，为数字信号处理提供了便利和高效的解决方案。
matlab 及数字信号实验报告
matlab 及数字信号实验报告
《利用Matlab进行数字信号实验报告》
数字信号处理是一门重要的工程学科，它涉及到数字信号的获取、处理和分析。
Matlab作为一种强大的工程计算软件，被广泛应用于数字信号处理领域。
本实
验报告将利用Matlab进行数字信号处理实验，以展示其在数字信号处理中的应用。
实验一：数字信号的获取与显示
首先，我们将使用Matlab编写程序，通过声卡获取外部声音信号，并将其显示在Matlab的图形界面上。
这个实验可以帮助我们了解如何使用Matlab进行信
号的采集和显示，为后续实验做好准备。
实验二：数字信号的滤波处理
接下来，我们将利用Matlab对获取的声音信号进行滤波处理。
我们将设计一个数字滤波器，对声音信号进行去噪处理，以提高信号的质量和清晰度。
通过这
个实验，我们可以学习到如何在Matlab中设计和应用数字滤波器，以及滤波处理对信号质量的影响。
实验三：数字信号的频谱分析
最后，我们将对处理后的声音信号进行频谱分析。
通过Matlab的频谱分析工具，我们可以了解信号的频率成分和能量分布情况，从而更好地理解信号的特性和
结构。
这个实验将帮助我们掌握如何使用Matlab进行数字信号的频谱分析，为进一步的信号处理和分析奠定基础。
通过以上实验，我们可以深入了解Matlab在数字信号处理中的应用，掌握信号采集、滤波处理和频谱分析等基本技能。
同时，我们也可以通过实验结果对数
字信号处理的理论知识进行验证和实践，加深对数字信号处理原理的理解。
希望本实验报告能够对数字信号处理领域的学习和研究有所帮助。
matlab信号处理实验报告
matlab信号处理实验报告Matlab信号处理实验报告引言信号处理是一门研究如何获取、分析、变换和解释信号的学科。
在现代科技的发展中，信号处理在许多领域都扮演着重要的角色。
本文将以Matlab为工具，进行信号处理实验，并对实验结果进行分析和讨论。
实验一：信号的采样和重构在信号处理中，采样是指将连续时间的信号转化为离散时间的信号。
重构则是将离散时间的信号恢复为连续时间的信号。
我们选取了一个正弦信号进行实验。
首先，我们生成一个频率为10Hz的正弦信号，并对其进行采样。
使用Matlab的函数进行采样，可以得到离散时间的信号。
接下来，我们对采样后的信号进行重构。
使用Matlab的函数进行重构，可以得到连续时间的信号。
通过实验，我们可以观察到采样和重构过程中的信号失真情况。
信号的采样频率越高，重构后的信号越接近原始信号。
这是因为高采样频率可以提供更多的采样点，从而更好地还原原始信号。
实验二：信号的频谱分析频谱分析是信号处理中常用的一种方法，用于分析信号的频率成分。
我们选取了一个复杂的信号进行频谱分析。
首先，我们生成一个由多个正弦信号叠加而成的复杂信号。
使用Matlab的函数进行信号合成，可以得到复杂信号。
接下来，我们对复杂信号进行频谱分析。
使用Matlab的函数进行频谱分析，可以得到信号的频谱图。
通过实验，我们可以观察到复杂信号的频谱图中的不同频率成分。
频谱图上的峰值表示信号中的主要频率成分，而峰值的高度表示该频率成分的强度。
通过频谱分析，我们可以了解信号的频率特性，进而对信号进行进一步处理和分析。
实验三：信号的滤波处理滤波是信号处理中常用的一种方法，用于去除信号中的噪声或不需要的频率成分。
我们选取了一个包含噪声的信号进行滤波处理。
首先，我们生成一个包含噪声的信号。
使用Matlab的函数生成噪声信号，并将其与原始信号叠加，可以得到包含噪声的信号。
接下来，我们对包含噪声的信号进行滤波处理。
使用Matlab的函数进行滤波处理，可以得到去除噪声后的信号。
matlab 信号分析实验报告
matlab 信号分析实验报告Matlab 信号分析实验报告引言：信号分析是一项重要的工程技术，广泛应用于通信、图像处理、音频处理等领域。
在本次实验中，我们使用Matlab软件进行信号分析实验，通过对实验数据的处理和分析，探索信号的特性和应用。
一、实验目的本次实验的目的是通过Matlab软件对信号进行分析，掌握信号处理的基本方法和技巧。
具体包括信号的采样、重构、频谱分析、滤波等内容。
二、实验步骤1. 信号采样和重构首先，我们选择了一个连续信号，并通过采样将其转换为离散信号。
在Matlab 中，我们可以使用“sample”函数来实现信号的采样。
采样频率的选择对信号重构的质量有着重要影响，我们需要根据信号的频率特性和采样定理来确定合适的采样频率。
2. 信号频谱分析信号的频谱分析是了解信号频率特性的重要手段。
在Matlab中，我们可以使用“fft”函数对信号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱图。
通过观察频谱图，我们可以了解信号的频率成分以及是否存在噪声等干扰。
3. 信号滤波信号滤波是信号处理的一项重要技术，可以去除信号中的噪声和干扰，提高信号的质量。
在Matlab中，我们可以使用不同的滤波器设计方法，如FIR滤波器和IIR滤波器。
根据信号的特性和需求，选择合适的滤波器类型和参数，并将其应用于信号上，观察滤波效果。
三、实验结果与分析我们选择了一个正弦信号作为实验对象，通过Matlab进行信号采样和重构后，得到了离散信号。
通过对离散信号进行频谱分析，我们得到了信号的频谱图。
从频谱图中可以看出，信号主要集中在一个频率上，没有明显的噪声和干扰。
接下来，我们对信号进行滤波处理。
使用FIR滤波器对信号进行滤波，观察滤波效果。
经过滤波后，信号的频谱图发生了变化，主要频率成分得到了保留，同时噪声和干扰被有效地去除。
这表明滤波器的设计和应用对信号处理起到了积极的作用。
四、实验总结通过本次实验，我们深入了解了信号分析的基本方法和技巧，并通过Matlab软件进行了实际操作。
matlab信号分析实验报告
matlab信号分析实验报告Matlab信号分析实验报告引言：信号分析是一门重要的学科，它研究的是信号的产生、传输和处理过程。
在实际应用中，信号分析可以用于音频、图像、视频等领域。
本实验报告将介绍使用Matlab进行信号分析的方法和步骤，并通过实例说明其应用。
一、信号的产生和采样在信号分析中，首先需要了解信号的产生和采样过程。
信号可以通过数学函数或实际物理过程生成。
在Matlab中，可以使用函数生成各种类型的信号，如正弦信号、方波信号等。
采样是指将连续时间信号转化为离散时间信号的过程。
在Matlab中，可以使用采样函数对信号进行采样。
通过信号的产生和采样，我们可以得到一组离散的信号数据，为后续的信号分析做准备。
二、信号的频域分析频域分析是信号分析中的重要内容，它可以将信号从时域转化为频域，得到信号的频谱信息。
在Matlab中，可以使用傅里叶变换对信号进行频域分析。
傅里叶变换可以将信号表示为一系列正弦和余弦函数的叠加，得到信号的频谱。
通过观察信号的频谱，我们可以了解信号的频率成分和能量分布情况。
频域分析在音频处理、图像处理等领域有广泛应用。
三、信号的滤波处理滤波是信号处理中常用的技术，它可以去除信号中的噪声或不需要的频率成分。
在Matlab中，可以使用滤波器对信号进行滤波处理。
滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等不同类型。
通过选择不同的滤波器类型和参数，可以实现对信号的不同滤波效果。
滤波处理在音频降噪、图像增强等领域有广泛应用。
四、信号的时频分析时频分析是信号分析中的一种综合方法，它可以同时观察信号在时域和频域的变化。
在Matlab中，可以使用小波变换对信号进行时频分析。
小波变换可以将信号分解成不同尺度和频率的小波系数，得到信号的时频图像。
通过观察时频图像，我们可以了解信号在不同时间和频率上的变化情况。
时频分析在音频信号的乐音识别、图像的纹理分析等领域有广泛应用。
五、实例分析：音频信号处理以音频信号处理为例，介绍Matlab在信号分析中的应用。
信号实验报告matlab
信号实验报告matlab下面是一篇1500-2000字的文章，标题为：信号实验报告: 使用MATLAB 进行信号分析与处理。
1. 引言信号分析与处理是现代工程学中的一个重要领域，它涉及到对各种形式的信号进行分析、识别和处理。
在本实验中，我们将使用MATLAB作为工具，对不同类型的信号进行分析和处理。
本报告将逐步介绍实验过程和结果。
2. 实验目标本实验的主要目标是使用MATLAB对以下几类信号进行分析和处理：- 周期性信号- 随机信号- 数字信号3. 实验步骤3.1 周期性信号分析首先，我们生成一个简单的正弦信号并对其进行分析。
我们使用MATLAB 的`sin`函数生成一个周期性信号，并使用`plot`函数绘制其时域波形图。
接下来，我们使用`fft`函数计算信号的频谱，并使用`abs`函数绘制其幅值谱图。
最后，我们计算信号的功率谱，并使用`plot`函数可视化结果。
3.2 随机信号分析接下来，我们将分析一个随机信号。
我们生成了一个高斯白噪声信号，并使用`plot`函数绘制其时域波形图。
然后，我们计算该信号的自相关函数，并使用`plot`函数绘制结果。
最后，我们计算信号的功率谱密度，并使用`plot`函数可视化结果。
3.3 数字信号处理最后，我们将对一个数字信号进行处理。
我们导入一个音频文件，并使用`audioread`函数读取其数据。
然后，我们对该信号进行降噪处理，使用MATLAB的滤波函数对其进行消除噪声。
接下来，我们使用`plot`函数绘制降噪后的音频信号波形图，并通过MATLAB的`sound`函数播放结果。
4. 实验结果在周期性信号分析中，我们观察到正弦信号的频谱图为单个峰值，并且功率谱也可以准确计算。
在随机信号分析中，我们发现白噪声信号在自相关函数中显示出与时间无关的模式，并且功率谱密度在频域上呈现均匀分布。
在数字信号处理中，我们成功对音频信号进行了降噪处理，通过对比降噪前后的波形图和通过听音频的差异可以明显感觉到噪声的减少。
matlab 信号分析实验报告
matlab 信号分析实验报告Matlab 信号分析实验报告引言：信号分析是一门重要的学科，它涉及到从原始信号中提取有用信息的技术和方法。
Matlab作为一种强大的数学计算工具，被广泛应用于信号分析领域。
本实验报告将介绍我在信号分析实验中使用Matlab所做的工作和实验结果。
一、实验目的本次实验的主要目的是通过Matlab对不同类型的信号进行分析，包括时域分析、频域分析和滤波处理。
通过这些实验，我们可以更好地理解信号分析的基本概念和方法，并掌握Matlab在信号分析中的应用技巧。
二、实验内容1. 时域分析时域分析是对信号在时间上的变化进行分析，主要包括信号的幅度、频率、相位等特征。
在实验中，我们使用Matlab绘制了一段正弦信号的波形图，并计算了其均值、方差和峰值等统计量。
通过这些分析，我们可以了解信号的基本特性。
2. 频域分析频域分析是对信号在频率上的变化进行分析，主要包括信号的频谱、频率分量等特征。
在实验中，我们使用Matlab对一段音频信号进行频谱分析，并绘制了其频谱图。
通过这些分析，我们可以了解信号的频率分布情况，进一步理解信号的特性。
3. 滤波处理滤波处理是对信号进行去噪或频率调整的处理方法。
在实验中，我们使用Matlab对一段包含噪声的信号进行滤波处理，并比较了滤波前后的信号波形和频谱。
通过这些分析，我们可以了解滤波处理对信号的影响，以及如何选择合适的滤波器进行处理。
三、实验结果1. 时域分析结果通过Matlab绘制正弦信号的波形图，我们可以观察到信号的周期性变化，并计算了其均值为0、方差为0.5和峰值为1的统计量。
这些结果表明该正弦信号的幅度和频率都比较稳定。
2. 频域分析结果通过Matlab绘制音频信号的频谱图，我们可以观察到信号在不同频率上的能量分布情况。
通过分析频谱图，我们可以判断音频信号中的主要频率分量，并进一步了解音频信号的特性。
3. 滤波处理结果通过Matlab对带噪声的信号进行滤波处理，我们可以观察到噪声被有效去除，并比较了滤波前后的信号波形和频谱。
信号与系统MATLAB实验
2016-2017学年第一学期信号与系统实验报告班级：姓名：学号：成绩：指导教师：实验一 常见信号的MATLAB 表示及运算一．实验目的1．熟悉常见信号的意义、特性及波形2．学会使用MATLAB 表示信号的方法并绘制信号波形 3. 掌握使用MATLAB 进行信号基本运算的指令 4. 熟悉用MATLAB 实现卷积积分的方法二．实验原理信号一般是随时间而变化的某些物理量;按照自变量的取值是否连续,信号分为连续时间信号和离散时间信号,一般用()f t 和()f k 来表示;若对信号进行时域分析,就需要绘制其波形,如果信号比较复杂,则手工绘制波形就变得很困难,且难以精确;MATLAB 强大的图形处理功能及符号运算功能,为实现信号的可视化及其时域分析提供了强有力的工具;根据MATLAB 的数值计算功能和符号运算功能,在MATLAB 中,信号有两种表示方法,一种是用向量来表示,另一种则是用符号运算的方法;在采用适当的MATLAB 语句表示出信号后,就可以利用MATLAB 中的绘图命令绘制出直观的信号波形了;下面分别介绍连续时间信号和离散时间信号的MATLAB 表示及其波形绘制方法;1.连续时间信号所谓连续时间信号,是指其自变量的取值是连续的,并且除了若干不连续的点外,对于一切自变量的取值,信号都有确定的值与之对应;从严格意义上讲,MATLAB 并不能处理连续信号;在MATLAB 中,是用连续信号在等时间间隔点上的样值来近似表示的,当取样时间间隔足够小时,这些离散的样值就能较好地近似出连续信号;在MATLAB 中连续信号可用向量或符号运算功能来表示;⑴ 向量表示法对于连续时间信号()f t ,可以用两个行向量f 和t 来表示,其中向量t 是用形如12::t t p t 的命令定义的时间范围向量,其中,1t 为信号起始时间,2t 为终止时间,p 为时间间隔;向量f 为连续信号()f t 在向量t 所定义的时间点上的样值; 说明： plot 是常用的绘制连续信号波形的函数;严格说来,MATLAB 不能表示连续信号,所以,在用plot 命令绘制波形时,要对自变量t 进行取值,MATLAB 会分别计算对应点上的函数值,然后将各个数据点通过折线连接起来绘制图形,从而形成连续的曲线;因此,绘制的只是近似波形,而且,其精度取决于t 的取样间隔;t 的取样间隔越小,即点与点之间的距离越小,则近似程度越好,曲线越光滑;例如：图1-1是在取样间隔为p=时绘制的波形,而图1-2是在取样间隔p=时绘制的波形,两相对照,可以看出图1-2要比图1-1光滑得多;在上面的f=sint . /t 语句中,必须用点除符号,以表示是两个函数对应点上的值相除;⑵ 符号运算表示法如果一个信号或函数可以用符号表达式来表示,那么我们就可以用前面介绍的符号函数专用绘图命令ezplot 等函数来绘出信号的波形; ⑶ 常见信号的MATLAB 表示对于普通的信号,应用以上介绍的两种方法即可完成计算函数值或绘制波形,但是对于一些比较特殊的信号,比如单位阶跃信号t 、符号函数sgnt 等,在MATLAB 中这些信号都有专门的表示方法; 单位阶跃信号单位阶跃信号的定义为：10()0t t t ε>⎧=⎨<⎩,单位阶跃信号是信号分析的基本信号之一,在信号与系统分析中有着非常重要的作用,通常,我们用它来表示信号的定义域,简化信号的时域表示形式;例如：可以用两个不同延时的单位阶跃信号来表示一个矩形门信号,即：2()(1)(1)G t t t εε=+--在MATLAB 中,可通过多种方法得到单位阶跃信号,下面分别介绍; 方法一： 调用Heavisidet 函数在MATLAB 的Symbolic Math Toolbox 中,有专门用于表示单位阶跃信号的函数,即Heavisidet 函数,用它即可方便地表示出单位阶跃信号以及延时的单位阶跃信号,并且可以方便地参加有关的各种运算过程;首先定义函数Heavisidet 的m 函数文件,该文件名应与函数名同名即;%定义函数文件,函数名为Heaviside,输入变量为x,输出变量为y function y= Heavisidety=t>0; %定义函数体,即函数所执行指令%此处定义t>0时y=1,t<=0时y=0,注意与实际阶跃信号定义的区别; 方法二：数值计算法在MATLAB 中,有一个专门用于表示单位阶跃信号的函数,即stepfun 函数,它是用数值计算法表示的单位阶跃函数()t ε;其调用格式为： stepfunt,t0其中,t 是以向量形式表示的变量,t0表示信号发生突变的时刻,在t0以前,函数值小于零,t0以后函数值大于零;有趣的是它同时还可以表示单位阶跃序列()k ε,这只要将自变量以及取样间隔设定为整数即可;有关单位阶跃序列()k ε的表示方法,我们后面有专门论述,下面通过一个例子来说明如何调用stepfun 函数来表示单位阶跃函数; 符号函数符号函数的定义为：10sgn()1t t t >⎧=⎨-<⎩在MATLAB 中有专门用于表示符号函数的函数sign ,由于单位阶跃信号 t和符号函数两者之间存在以下关系：1122()sgn()t t ε=+,因此,利用这个函数就可以很容易地生成单位阶跃信号;下面举个例子来说明如何利用sign 函数生成单位阶跃信号,并同时绘制其波形; 2.离散时间信号离散时间信号又叫离散时间序列,一般用()f k 表示,其中变量k 为整数,代表离散的采样时间点采样次数;三．实验内容1.分别用MATLAB 的向量表示法和符号运算功能,表示并绘出下列连续时间信号的波形：2[]()cos()()(4)2tf t t t πεε=--syms t;f=sym'costpit/2heavisidet-heavisidet-4'; ezplotf,-2,8; 423()(2)f t t t ε=+syms t;f=sym'2/3theavisidet+2'; ezplotf,-4,8;2.分别用MATLAB 表示并绘出下列离散时间信号的波形： 2[]()()(8)f t k k k εε=-- t=0:8; t1=-10:15;f=zeros1,10,t,zeros1,7; stemt1,faxis-10,15,0,10 4 ()(2)f k k ε=-+t=-20:10;f=ones1,23,zeros1,8; stemt,f stemt,f3.已知信号f t 的波形如下图所示,试用MATLAB 绘出满足下列要求的信号波形; 2(2)f t -t=-1::4; t0=0; t1=1; t2=2;ut=2stepfunt,t0-2stepfunt,t1+stepfunt,t1-stepfunt,t2;plott-2,ut axis-3,2,0,3 4(0.51)f t +t=-1::4;t0=0;t1=1; t2=2;ut=2stepfunt,t0-2stepfunt,t1+stepfunt,t1-stepfunt,t2; plott+1,ut axis-1,2,0,44.已知两信号1()(1)()f t t t εε=+-,2()()(1)f t t t εε=--,求卷积积分12()()()g t f t f t =*,并与例题比较;程序清单：t1=-1::0; t2=0::1; t3=3::5;f1=onessizet1; f2=onessizet2; g=convf1,f2; plott3,g 信号波形：5.已知两信号1()()f t t t ε=,20()()0t tt te t f t t eε-≥⎧=⎨<⎩,求卷积积分12()()()g t f t f t =*;程序代码：t1=0::5;t2=-5::5; t3=-5::10; f1=t1;f2=expt2.t2<0+t2.exp-t2.t2>=0; g=convf1,f2; plott3,g;运行结果截图：6.已知{}{}12()1,1,1,2,()1,2,3,4,5f k f k ==,求两序列的卷积和 ; 程序清单：f1=1,1,1,2,0; f2=1,2,3,4,5; f=convf1,f2; x=0:8;stemx,f,'filled' 信号波形：实验二 LTI 系统的响应一、实验目的1.熟悉连续时间系统的单位冲激响应、阶跃响应的意义及求解方法2.熟悉连续离散时间系统在任意信号激励下响应的求解方法3.熟悉应用MATLAB 实现求解系统响应的方法二、实验原理1.连续时间系统对于连续的LTI 系统,当系统输入为ft ,输出为yt ,则输入与输出之间满足如下的线性常系数微分方程：()()0()()nmi j i j i j a y t b f t ===∑∑,当系统输入为单位冲激信号δt 时产生的零状态响应称为系统的单位冲激响应,用ht 表示;若输入为单位阶跃信号εt 时,系统产生的零状态响应则称为系统的单位阶跃响应,记为gt ,如下图所示;系统的单位冲激响应ht 包含了系统的固有特性,它是由系统本身的结构及参数所决定的,与系统的输入无关;我们只要知道了系统的冲激响应,即可求得系统在不同激励下产生的响应;因此,求解系统的冲激响应ht 对我们进行连续系统的分析具有非常重要的意义;在MATLAB 中有专门用于求解连续系统冲激响应和阶跃响应, 并绘制其时域波形的函数impulse 和step ;如果系统输入为ft ,冲激响应为ht ,系统的零状态响应为yt ,则有：()()()y t h t f t =*;若已知系统的输入信号及初始状态,我们便可以用微分方程的经典时域求解方法,求出系统的响应;但是对于高阶系统,手工计算这一问题的过程非常困难和繁琐;在MATLAB 中,应用lsim 函数很容易就能对上述微分方程所描述的系统的响应进行仿真,求出系统在任意激励信号作用下的响应;lsim 函数不仅能够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,而且还能同时绘制出系统响应的时域波形图;2.离散时间系统LTI 离散系统中,其输入和输出的关系由差分方程描述：00()()n mi ji j a y k i bf k j ==+=+∑∑前向差分方程()()nmi ji j a y k i bf k n j ==-=-+∑∑ 后向差分方程当系统的输入为单位序列δk 时产生的零状态响应称为系统的单位函数响应,用hk 表示;当输入为 εk 时产生的零状态响应称为系统的单位阶跃应,记为：gk ,如下图所示;如果系统输入为ek ,冲激响应为hk ,系统的零状态响应为y k ,则有：()()()y k h k f k =*;与连续系统的单位冲激响应ht 相类似,离散系统的单位函数响应hk 也包含了系统的固有特性,与输入序列无关;我们只要知道了系统的单位函数响应,即可求得系统在不同激励信号作用下产生的响应;因此,求解系统的单位函数响应hk 对我们进行离散系统的分析也同样具有非常重要的意义;MATLAB 中为用户提供了专门用于求解离散系统单位函数响应, 并绘制其时域波形的函数impz ;同样也提供了求离散系统响应的专用函数filter ,该函数能求出由差分方程所描述的离散系统在指定时间范围内的输入序列作用时,产生的响应序列的数值解;当系统初值不为零时,可以使用dlsim 函数求出离散系统的全响应,其调用方法与前面连续系统的lsim 函数相似;另外,求解离散系统阶跃响应可以通过如下两种方法实现：一种是直接调用专用函数dstep ,其调用方法与求解连续系统阶跃响应的专用函数step 的调用方法相似；另一种方法是利用求解离散系统零状态响应的专用函数filter ,只要将其中的激励信号看成是单位阶跃信号εk 即可;三、实验内容1. 已知描述系统的微分方程和激励信号et 分别如下,试用解析方法求系统的单位冲激响应ht 和零状态响应rt ,并用MATLAB 绘出系统单位冲激响应和系统零状态响应的波形,验证结果是否相同;①''()4'()4()'()3()y t y t y t f t f t ++=+；()()t f t e t ε-=程序清单：a=1 4 4;b=1 3; impulseb,a,10 p=;t=0:p:10; x=exp-1t;y=filterb,a,xsubplot2,1,1,impulseb,a,10 subplot2,1,2,lsimb,a,x,t②''()2'()26()'()y t y t y t f t ++=；()()f t t ε= 单位冲激响应程序代码： a=1 2 26;b=1;subplot2,1,1, impulseb,a,4 subplot2,1,2, stepb,a,4 运行结果截图：零状态响应程序代码： a=1 2 26;b=1; p1=;t1=0:p1:10; x1=t1;lsimb,a,x1,t1 运行结果截图：③''()4'()3()()y t y t y t f t ++=；2()()t f t e t ε-=a=1 4 3;b=1; p=;t=0:p:10; x=exp-2ty=filterb,a,xsubplot2,1,1,impulseb,a,10 subplot2,1,2,lsimb,a,x,t④如下图所示的电路中,已知1234()R R R ===Ω,121()L L H ==,且两电感上初始电流分别为12(0)2(),(0)0()i A i A ==,如果以电阻3R 上电压()y t 作为系统输出,请求出系统在激励()12()f t t ε=v 作用下的全响应;程序清单：A=-8 4;4 -8;B=1;0;C=-4 4;D=0; x0=2;0; t=0::10;E=12.onessizet;r,x=lsimA,B,C,D,E,t,x0; plott,r信号波形：阶跃响应程序代码： a=1,-5/6,1/6;b=1,0,-1; k=0:20;x=heavisidek; y=filterb,a,xsubplot2,1,1,stemk,x title'输入序列'subplot2,1,2,stemk,y title'输出序列' 运行结果截图：④一带通滤波器可由下列差分方程描述：()0.81(2)()(2)y k y k f k f k +-=--,其中()f k 为系统输入, ()y k 为系统输出;请求出当激励[]()1010cos(/2)10cos()()f k kn kn k ε=++选取适当的n 值时滤波器的稳态输出;a=1,0,81/100; b=1,0,-1; k=0:20;x=10+10.cos1/2.k+10.cosk; y=filterb,a,xsubplot3,1,1,impzb,a,0:20, subplot3,1,2,dstepb,a,0:20, subplot3,1,3,stemk,y实验三连续时间信号的频域分析一、实验目的1．熟悉傅里叶变换的性质 2．熟悉常见信号的傅里叶变换3．了解傅里叶变换的MATLAB 实现方法二、实验原理傅里叶变换是信号分析 的最重要的内容之一;从已知信号()f t 求出相应的频谱函数()F j ω的数学表示为：()F j ω()j t f t e dt ω∞--∞=⎰()f t 的傅里叶变换存在的充分条件是()f t 在无限区间内绝对可积,即()f t 满足下式： ()f t dt ∞-∞<∞⎰但上式并非傅里叶变换存在的必要条件;在引入广义函数概念之后,使一些不满足绝对可积条件的函数也能进行傅里叶变换;傅里叶反变换的定义为：1()()2j tf t F j e d ωωωπ∞-∞=⎰; 在这一部分的学习中,大家都体会到了这种数学运算的麻烦;在MATLAB 语言中有专门对信号进行正反傅里叶变换的语句,使得傅里叶变换很容易在MATLAB 中实现;在MATLAB 中实现傅里叶变换的方法有两种,一种是利用MATLAB 中的Symbolic Math Toolbox 提供的专用函数直接求解函数的傅里叶变换和傅里叶反变换,另一种是傅里叶变换的数值计算实现法;1.直接调用专用函数法①在MATLAB 中实现傅里叶变换的函数为： F=fourier f对ft 进行傅里叶变换,其结果为FwF =fourierf,v对ft 进行傅里叶变换,其结果为FvF=fourier f,u,v对fu 进行傅里叶变换,其结果为Fv②傅里叶反变换f=ifourier F 对Fw 进行傅里叶反变换,其结果为fx f=ifourierF,U对Fw 进行傅里叶反变换,其结果为fu f=ifourier F,v,u 对Fv 进行傅里叶反变换,其结果为fu由于MATLAB 中函数类型非常丰富,要想了解函数的意义和用法,可以用mhelp 命令;如在命令窗口键入：mhelp fourier 回车,则会得到fourier 的意义和用法; 注意：1在调用函数fourier 及ifourier 之前,要用syms 命令对所有需要用到的变量如t,u,v,w 等进行说明,即要将这些变量说明成符号变量;对fourier 中的f 及ifourier 中的F 也要用符号定义符sym 将其说明为符号表达式;2采用fourier 及fourier 得到的返回函数,仍然为符号表达式;在对其作图时要用ezplot 函数,而不能用plot 函数;3fourier 及fourier 函数的应用有很多局限性,如果在返回函数中含有δω等函数,则ezplot 函数也无法作出图来;另外,在用fourier 函数对某些信号进行变换时,其返回函数如果包含一些不能直接表达的式子,则此时当然也就无法作图了;这是fourier 函数的一个局限;另一个局限是在很多场合,尽管原时间信号ft 是连续的,但却不能表示成符号表达式,此时只能应用下面介绍的数值计算法来进行傅氏变换了,当然,大多数情况下,用数值计算法所求的频谱函数只是一种近似值;三、 实验内容1.编程实现求下列信号的幅度频谱1求出1()(21)(21)f t t t εε=+--的频谱函数F1jω,请将它与上面门宽为2的门函数()(1)(1)f t t t εε=+--的频谱进行比较,观察两者的特点,说明两者的关系;f1t 函数程序代码: syms t w;Gt=sym'Heaviside2t+1-Heaviside2t-1'; Fw=fourierGt,t,w;FFw=maple'convert',Fw,'piecewise'; FFP=absFFw;ezplotFFP,-10pi 10pi;grid; axis-10pi 10pi 0 ; f1t 函数图像: 门函数程序代码: syms t w;Gt=sym'Heavisidet+1-Heavisidet-1'; Fw=fourierGt,t,w;FFw=maple'convert',Fw,'piecewise'; FFP=absFFw;ezplotFFP,-10pi 10pi;grid; axis-10pi 10pi 0 ; 门函数图像:2 三角脉冲21||||1()0||1t t f t t -≤⎧=⎨>⎩程序清单：f2t 函数程序代码:syms t wGt=sym'1+tHeavisidet+1-Heavisidet+1-tHeavisidet-Heavisidet-1'; Fw=fourierGt,t,w;FFw=maple'convert',Fw,'piecewise';FFP=absFFw;ezplotFFP,-10pi 10pi;grid;axis-10pi 10pi 0 ;f2t 函数图像：3 单边指数信号 3()()t f t e t ε-=程序清单：syms t wGt=sym'exp-1theavisidet';Fw=fourierGt,t,w;FFw=maple'convert',Fw,'piecewise';FFP=absFFw; ezplotFFP,-7pi 7pi;grid;axis-7pi 7pi 0信号波形：4 高斯信号23()t f t e -=程序清单：syms t w;Gt=exp-t.^2;Fw=fourierGt,t,wFFP=absFwezplotFw,-30 30;grid;axis-30 30 0 2信号波形：2.利用ifourier 函数求下列频谱函数的傅氏反变换 122()16F j j ωωω=-+ 程序清单：syms t wFw=sym '-j2w/16+w^2';ft=ifourier Fwft=ifourierFw,w,t;运行结果：ft=-jexp-4absxsignx1i222()58()()65j jF jj jωωωωω+-=++syms t wFw=sym'jw^2+5jw-8/jw^2+6jw+5';ft=ifourierFwft=ifourierFw,w,t;运行结果：ft =2pidiracx + piexp-x1i/jsignimag1/j3i/j -piexp-x5i/jsignimag1/j2i/j - piexp-x1i/jsignx3i/j +piexp-x5i/jsignx2i/j/2pi实验四离散信号与系统的时域分析一、实验目的1.学会用MATLAB表示常用离散信号的方法；2.学会用MATLAB实现离散信号卷积的方法；3.学会用MATLAB求解离散系统的单位响应；4.学会用MATLAB求解离散系统的零状态响应；二、实验原理1.离散信号的MATLAB表示表示离散时间信号fk需要两个行向量,一个是表示序号k= ,一个是表示相应函数值f= ,画图命令是stem;2.离散信号的卷积和两个有限长序列f1,f2卷积可调用MATLAB函数conv,调用格式是f=convf1,f2, f是卷积结果,但不显示时间序号,可自编一个函数dconv给出f 和k,并画图;3.离散系统的单位响应MATLAB提供画系统单位响应函数impz,调用格式是impzb,a 式中b和a是表示离散系统的行向量；impzb,a,n 式中b和a是表示离散系统的行向量,时间范围是0~n；impzb,a,n1,n2 时间范围是n1~n2 ；y=impzb,a,n1,n2 由y给出数值序列；4.离散系统的零状态响应MATLAB提供求离散系统零状态响应数值解函数filter,调用格式为filterb,a,x,式中b和a是表示离散系统的向量,x是输入序列非零样值点行向量,输出向量序号同x一样;三、上机实验内容1．验证实验原理中程序离散信号的MATLAB表示例2-1正弦序列信号 正弦序列信号可直接调用MATLAB 函数cos,例)cos(ϕω+k ,当ωπ/2是整数或分数时,才是周期信号;画)8/cos(ϕπ+k ,)2cos(k 波形程序是：k=0:40;subplot2,1,1stemk,coskpi/8,'filled'title'coskpi/8'subplot2,1,2stemk,cos2k,'filled'title'cos2k'2．已知)2(2)1(3)()2()1(2)(2-+-+=-+--k f k f k f k y k y k y ,画单位响应波形;a=2,-2,1;b=1,3,2;impzb,aimpzb,a,60impzb,a,-10:403．已知)()2(25.0)1()(k f k y k y k y =-+-+,输入)()(k t f ε=,画输出波形,范围0~15;a=1 1 ;b=1 ;t=0:15;x=t;y=filterb,a,xsubplot2,1,1stemt,xtitle'输入序列'subplot2,1,2stemt,ytitle'响应序列'实验五 连续信号与系统的S 域分析一、实验目的1. 熟悉拉普拉斯变换的原理及性质2. 熟悉常见信号的拉氏变换3. 了解正/反拉氏变换的MATLAB 实现方法和利用MATLAB 绘制三维曲面图的方法4. 了解信号的零极点分布对信号拉氏变换曲面图的影响及续信号的拉氏变换与傅氏变换的关系二、实验原理拉普拉斯变换是分析连续时间信号的重要手段;对于当t ∞时信号的幅值不衰减的时间信号,即在ft 不满足绝对可积的条件时,其傅里叶变换可能不存在,但此时可以用拉氏变换法来分析它们;连续时间信号ft 的单边拉普拉斯变换Fs 的定义为： 拉氏反变换的定义为：1()()2j st j f t F s e ds j σωσωπ+-=⎰显然,上式中Fs 是复变量s 的复变函数,为了便于理解和分析Fs 随s 的变化规律,我们将Fs 写成模及相位的形式：()()()j s F s F s e ϕ=;其中,|Fs|为复信号Fs 的模,而()s ϕ为Fs 的相位;由于复变量s=σ+jω,如果以σ为横坐标实轴,jω为纵坐标虚轴,这样,复变量s 就成为一个复平面,我们称之为s 平面;从三维几何空间的角度来看,|()|F s 和()s ϕ分别对应着复平面上的两个曲面,如果绘出它们的三维曲面图,就可以直观地分析连续信号的拉氏变换Fs 随复变量s 的变化情况,在MATLAB 语言中有专门对信号进行正反拉氏变换的函数,并且利用 MATLAB 的三维绘图功能很容易画出漂亮的三维曲面图;①在MATLAB 中实现拉氏变换的函数为：F=laplace f 对ft 进行拉氏变换,其结果为FsF=laplace f,v对ft 进行拉氏变换,其结果为FvF=laplace f,u,v对fu 进行拉氏变换,其结果为Fv②拉氏反变换f=ilaplace F对Fs 进行拉氏反变换,其结果为ftf=ilaplaceF,u 对Fw 进行拉氏反变换,其结果为fuf=ilaplaceF,v,u 对Fv 进行拉氏反变换,其结果为fu注意： 在调用函数laplace 及ilaplace 之前,要用syms 命令对所有需要用到的变量如t,u,v,w 等进行说明,即要将这些变量说明成符号变量;对laplace 中的f 及ilaplace 中的F 也要用符号定义符sym 将其说明为符号表达式;三、实验内容1.求出下列函数的拉氏变换式,并用MATLAB 绘制拉氏变换在s 平面的三维曲面图① 3()2()5()t t f t e t e t εε--=+函数程序代码：syms t sft=sym'2exp-tHeavisidet+5exp-3tHeavisidet';Fs=laplaceft运算结果：绘制三维曲面图的程序代码：syms x y ss=x+iy;FFs=2/s+1+5/s+3;FFss=absFFs;ezmeshFFss;ezsurfFFss;colormaphsv;运算结果截图：② ()()(2)f t t t εε=--函数程序代码：syms t sft=sym'Heavisidet-Heavisidet-2';Fs=laplaceft运算结果：绘制三维曲面图的程序代码：syms x y ss=x+iy;FFs=1/s-exp-2s/s;FFss=absFFs;ezmeshFFss;ezsurfFFss;colormaphsv;运算结果截图：③ 3()sin()()t f t e t t ε-=函数程序代码：syms t sft=sym'exp-3tsintHeavisidet';Fs=laplaceft运算结果：绘制三维曲面图的程序代码：syms x y ss=x+iy;FFs=1/s+3^2+1;FFss=absFFs;ezmeshFFss;ezsurfFFss;colormaphsv;运算结果截图：④ []()sin()()(2)f t t t t πεε=--函数程序代码：syms t sft=sym'sinpitHeavisidet-Heavisidet-2';Fs=laplaceft运算结果：绘制三维曲面图的程序代码：syms x y ss=x+iy;FFs= pi/s^2+pi^21/s-exp-2s/s;FFss=absFFs;ezmeshFFss;ezsurfFFss;colormaphsv;运算结果截图：2. 已知信号的拉氏变换如下,请用MATLAB 画出其三维曲面图,观察其图形特点,说出函数零极点位置与其对应曲面图的关系,并且求出它们所对应的原时间函数f t ①22(3)(3)()(5)(16)s s F s s s -+=-+ 函数程序代码：syms x y ss=x+iy;FFs=2s-3s+3/s-5s^2+16;FFss=absFFs;ezmeshFFss;ezsurfFFss;colormaphsv;运行结果截图：求原函数的程序代码：syms t sFs =sym'2s-3s+3/s-5s^2+16'ft=ilaplaceFs原函数：ft = 50cos4t/41 + 32exp5t/41 + 125sin4t/82 ②(1)(3)()(2)(5)s s F s s s s ++=++ 函数程序代码：syms x y ss=x+iy;FFs=s+1s+3/ss+2s+5;FFss=absFFs;ezmeshFFss;ezsurfFFss;colormaphsv;运行结果截图：求原函数的程序代码：syms t sFs =sym's+1s+3/ss+2s+5'ft=ilaplaceFs原函数：ft = exp-2t/6 + 8exp-5t/15 + 3/103. 已知连续时间信号[]()s(2)()(4)f t co t t t πεε=--,请分别求出该信号的拉氏变换()F s 及其傅里叶变换()F j ω,并用MATLAB 绘出()F s 的曲面图及振幅频谱()F j ω的波形,观察()F s 的曲面图在虚轴上的剖面图,并将它与信号的振幅频谱曲线进行比较,分析两者的对应关系;1拉氏变换：程序代码：syms t sft=sym'cos2pitHeavisidet-Heavisidet-4';Fs=laplaceft运算结果：Fs=laplaceHeavisidet, t, s-pi2i/2 + laplaceHeavisidet, t, s+pi2i/2 - laplaceHeavisidet - 4, t, s - pi2i/2 - laplaceHeavisidet - 4, t, s + pi2i/22傅里叶变换：程序代码：syms t wGt=sym'cos2pitHeavisidet-Heavisidet-4';Fw=fourierGt运算结果：Fw = fouriercos2pitHeavisidet, t, w - fourierHeavisidet - 4cos2pit, t, w四、总结报告由于平时都是在上课过程中学习理论知识,而这次实验是在理论知识的基础上来进行实验操作,但并是不全是上课时学习的理论知识,也存在许多的新知识;所以对于这次把上课时的理论知识并结合新知识一起应用于实践操作来说是有点困难的; 信号与系统的实验不同于大物实验,一开始说可以多人合作完成的实验,到最后是一个人单独完成;在为数不多的四次实验中,我深深感受到了团队合作在实验中的重要性;在自己对自己写出的代码,运行出现错误的时候,两个人或者多个人对实验的共同理解是实验高效、误差小完成的基础;参考文献：MATLAB应用大全MATLAB无师自通。
信号与系统 matlab实验报告
信号与系统 matlab实验报告《信号与系统 Matlab实验报告》摘要：本实验报告通过使用 Matlab 软件进行信号与系统实验，探讨了信号与系统在数字领域的应用。
实验结果表明，Matlab 软件具有强大的信号处理和系统分析功能，能够有效地进行信号与系统的模拟和分析。
引言：信号与系统是电子工程领域中的重要基础课程，它研究了信号的产生、传输和处理，以及系统对信号的响应和影响。
在数字领域，信号与系统的理论和方法也得到了广泛的应用。
Matlab 软件作为一种强大的数学计算工具，为信号与系统的模拟和分析提供了便利和高效的途径。
实验一：信号的生成与显示在本实验中，我们首先使用 Matlab 软件生成了几种常见的信号，包括正弦信号、方波信号和三角波信号。
通过调整信号的频率、幅度和相位等参数，我们观察了信号的变化，并利用 Matlab 的绘图功能将信号图形显示出来。
实验结果表明，Matlab 软件能够方便地生成各种类型的信号，并能够直观地显示信号的波形和特性。
实验二：信号的采样与重构在本实验中，我们使用 Matlab 软件对信号进行了采样和重构。
我们首先对一个连续信号进行了离散采样，然后利用 Matlab 的插值函数对采样信号进行了重构。
实验结果表明，采样和重构过程中存在信号失真和频率混叠等问题，但通过适当的采样和重构方法，我们能够有效地还原原始信号。
实验三：系统的响应与分析在本实验中，我们使用 Matlab 软件对系统的响应进行了分析。
我们构建了几种常见的系统模型，包括线性时不变系统和滤波器系统，然后利用 Matlab 的系统分析工具对系统的频率响应、相位响应和单位脉冲响应等进行了分析。
实验结果表明，Matlab 软件能够有效地进行系统的模拟和分析，为系统设计和优化提供了有力的支持。
结论：通过本实验，我们深入了解了信号与系统在数字领域的应用，并掌握了使用 Matlab 软件进行信号与系统模拟和分析的方法。
信号与系统MATLAB实验全
实验篇 信号与系统实验指导实验一、MATLAB 编程基础及典型实例一、实验目的(1) 熟悉MATLAB 软件平台的使用； (2) 熟悉MATLAB 编程方法及常用语句； (3) 掌握MATLAB 的可视化绘图技术；(4) 结合《信号与系统》的特点，编程实现常用信号及其运算。
二、实验原理连续信号是指自变量的取值范围是连续的，且对于一切自变量的取值，除了有若干个不连续点以外，信号都有确定的值与之对应。
严格来说，MATLAB 并不能处理连续信号，而是用等时间间隔点的样值来近似表示连续信号。
当取样时间间隔足够小时，这些离散的样值就能较好地近似连续信号。
矩阵是MATLAB 进行数据处理的基本单元，矩阵运算是MATLAB 最重要的运算。
通常意义上的数量（也称为标量）在MATLAB 系统中是作为1×1的矩阵来处理的，而向量实际上是仅有一行或者一列的矩阵。
通常用向量表示信号的时间取值范围，如n = -5:5，但信号x(n)、向量n 本身的下标都是从1开始的，因此必须用一个与向量x 等长的定位时间变量n ，以及向量x ，才能完整地表示序列x(n)。
这一点详情可参考预备篇示例7的程序说明。
三、实验内容与步骤(1) 新建一个文件夹，以自己的汉语名字命名，以后就用该文件夹专门存放自己所编制的M 文件和产生的图形；将该文件夹设置成当前工作目录。
(2) 绘制信号t)32sin(e x(t)t 2-=的曲线，t 的范围在0 ~ 30s ，取样时间间隔为0.1s.(3) 在n = [-10:10] 范围产生离散序列：⎩⎨⎧≤≤-=其余n0,3n 32n,x(n) ，并绘图。
四、实验报告要求整理并给出“实验内容与步骤”（2）、（3）的程序代码与产生的图形；并回答下面的问题。
(1) 在调用某一函数文件时，该文件中除了输入、输出变量外的其它变量在调用函数结束后是否还存在？这些变量是全局还是局部变量？(2) 设n = －10:0.2:20，你可以通过哪些方法查看向量n 的维数？经过关系运算y = (n >= 3)以后，y 的维数是多少？y 又等于什么？(3) 通过MATLAB 的帮助系统，学习fliplr 函数的功能和使用方法。
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东南大学信号matlab实验整理
Fliplr：翻转序列
实验三：画三角波函数：sawtooth(t):产生周期为2π的锯齿波。
在0~2π这个周期内，x(t)是关于t的以1/π为斜率的线段。
Symsun(f,n,1,inf):级数求和，n属于（1，无穷大）vpa或者eval 变成小数
实验四：Syms定义符号变量（i）fourier (i)laplace进行变换ezplot（函数，[区间]）画出函数。
实验六：sys 特殊的对象用于描述连续或者离散时间系统。
连续系统的三种方式：（1）系统函数的描述sys=tf（ns，ds ）；（2）极零点方式sys=zpk（z,p,k）零点，极点，增益；（3）状态方程sys=ss（a,b,c,d）。
离散系统多出了取样间隔ts：sys=tf（ns,ds,ts）;sys=zpk(z,p,k,ts). Impluse(sys)脉冲响应，step阶跃，lsim计算系统对任意激励信号的响应。
Ts=-1表示取样间隔未定。
频谱分析:(1)写出表达式取abs 和angle。
（2）freqs系统自带的计算频率特性的工具，freqs （a,b,w）a:分子；b：分母；w：取样的点。
Loglog（w,mag）将横纵坐标转化成对数坐标(用于模)；semilogx只将横坐标转换成对数坐标。
（用于相位）
Bode直接针对sys画图；（mag，phase，w）=bode（sys）；（mag，phase）=bode（sys，w）；或者直接bode（sys）；
离散系统的频响特性图：freqz（a,b,n）a分子b分母n：0~pi范围内计算的频率点数。
波特图频率分析函数dbode；[mag,phase]=dbode(b,a,Ts,w) b：分子；a：分母；Ts：取样周期；w：频率向量。
实验七：求根函数roots R=roots（p）；p为多项式方程的系数；
求系统函数的极零点：[z,p,k]=tf2zp(b,a); 用zplane（a,b）或者zplane（z,k）此时在z,k,是列向量，作出极零点图。
建立系统对象sys，调用pzmap（sys）画出极零点图。
三维图：mesh（X,Y,Z）做投影：contour（X,Y,Z）.
萘奎斯特图：GH(w)随w变化在复平面形成的轨迹（w从负无穷变化到正无穷）；
调用nyquist来绘制系统的极坐标图；[re,im,w]=nyquist(分子，分母)；nyquist（num，den）或者nyquist（sys）
feedback（sys_G,sys_H）;G为前向系统，H为反馈系统这样刻意计算出整个体系的系统函数
根轨迹函数：rlocus（没有返回的话就画出图像）：格式如下[r,k]=rlocus(sys) 此处的sys 为系统的开环转移函数
实验八：impulse（sys）
求卷积：F=@x( ).*(); f(n)=quad(F,0,t(i))
连续系统的状态响应就sys=tf（num，den）
连续系统的全响应求解：化成状态量形式lsim（sys，u激励函数，t，x0初始值即q值）；连续零输入响应求解：intital（sys，x0）；此处sys必须为状态向量形式
离散系统的零状态响应：卷积和conv函数conv(a,b) a为单位函数响应；b为激励信号
离散系统的全响应：lsim 此时调用的是离散时间系统模型sys=tf(num,den,-1)建立离散时间系统。
单位函数：e=[1,zeros(1,9)] 118页
离散系统的响应还可以通过数字滤波器函数求解r=filter(a,b,e);a,b 分别为分子分母e为激励函数
实验十：构建巴特沃斯模拟滤波器[b,a]=butter(4,wc,’s’) 加点注意以及eps注意实验十一：取样角频率大于两倍的原信号的max w。