信号(MATLAB)实验指导书

《信号与系统》实验指导书

张建奇骆崇编写

浙江工业大学之江学院信息工程分院

2012年2月

目录

实验一MATLAB的基本使用 (1)

一、实验目的 (1)

二、实验原理 (1)

三、实验内容与要求 (8)

四、实验报告 (9)

实验二时域波形的MATLAB实现 (10)

一、实验目的 (10)

二、预习要求 (10)

三、实验原理 (10)

四、实验内容与要求 (18)

五、实验报告 (19)

实验三用MATLAB对系统时域分析 (20)

一、实验目的 (20)

二、预习要求 (20)

三、实验原理 (20)

四、实验内容与要求 (29)

实验一MATLAB的基本使用

一、实验目的

1、了解和掌握MATLAB的基本操作

2、了解MATLAB的库函数

3、会用MATLAB进行简单的操作。

二、实验原理

1、界面操作

MATLAB是“MATrix LABoratory”的缩写（矩阵实验室），它是由美国Mathworks公司于1984年正式推出的一种科学计算软件，由于其强大的功能，在欧美的一些大学里MATLAB已经成为许多诸如数字信号处理、自动控制理论等高级教程的主要工具软件，同时也成为理工科学生，必须掌握的一项基本技能。

当需要运行程序时，只需选择桌面上（或开始）中的MATLAB6.5应用程序图标即可

通常情况下，MATLAB的工作环境主要由一下几个窗口组成：

命令窗口（Command Window）

工作区间浏览器（Workspace）

历史命令窗口（Command History）

图形窗口(Figure)

文本编辑窗口(Editor)

当前路径窗口（Current Directory）

MATLAB的命令窗与命令操作

当用户使用命令窗口进行工作时，在命令窗口中可以直接输入相应的命令，系统将自动显示信息。

例如在命令输入提示符“>>”后输入指令：

>>t=[1,2,3;4,5,6;7,8,9];

按回车键(Enter)后，系统即可完成对变量t的赋值。

MATALB提供了非常方便的在线帮助命令(help)，它可提供各个函数的用法指南，包括格式、参数说明、注意事项及相关函数等内容。

2、图形窗

MATLAB图形窗(Figure)主要用于显示用户所绘制的图形。

通常，只要执行了任意一种绘图命令，图形窗就会自动产生。

3、文本编辑窗

文本编辑窗的作用就是用来创建、编辑和调试MATLAB相关文件(或称程序)(.M文件)，它与一般的编辑调试器有相似的功能。

例sy.m

MATLAB命令编辑有行命令方式和文件方式两种：

1、行命令方式，即在命令窗口中一行一行地输入命令，计算机对每一行命令作出反应。因此，只能编辑简单的程序，在命令窗口执行完一个程序后，程序自动消失，不能重复使用。

2、把程序写成一个由多行语句组成的文件(.M文件)，让MATLAB来执行这个文件中的全部语句。MATLAB文本编辑器的功能就是完成编写、修改和调试这

种程序，程序执行完一次后可以重复使用。

MATLAB6.5 编辑窗

4、MATLAB的基本语法

1）变量及其赋值

（1）.赋值要求

在MATLAB中，变量都代表矩阵。列矢量可被当作只有一列的矩阵；行矢量也可被当作只有一个行的矩阵；标量(或常数)应看作1 1阶的矩阵。

在输入矩阵时，应遵循以下规则：

(a)整个矩阵的值应放在方括号中：

(b)同一行中各元素之间以逗号“，”或空格分开；

(c)不同行的元素以分号“；”隔开。

例如，在MATLAB的命令窗口中输入：

>>w=[1 2 3 ; 3 4 5 ; 6 7 8] (按回车键Enter)

则显示结果为：

w= 1 2 3

4 5 6

7 8 9

如果不希望显示处理结果，可以在语句结尾加上分号“；”，这在编写M文件时非常有用。例如利用表达式赋值，在语句结尾加上分号“；”：

>>y=[-2.5*3, (1+2+4)/5, sqrt(2)] (按回车键Enter)

显示结果为：y = -7.5000 1.4000 1.4142

2.）变量的元素的赋值

在MATLAB中，变量的元素（即矩阵元）用圆括号“（）”

（也称为下标）来注明，一维矩阵（也称数组）中的元素用一个下标表示，二维矩阵由两个下标数构成，

对三维矩阵则由三个下标数构成。如w(2,3)表示变量w的第2行第3列元素。

在MATLAB中可以单独给元素赋值，例如

>>w(2,3)=10; w(1,2)=1.5; (按回车键Enter)

完成对矩阵w的第2行第3列和第1行第2列的元素赋值。

如给w的第4行全行赋值，可用冒号“：”。例如，键入

>>w(4, : )=[5, 3 , 2]

回车则显示：w = 1.0000 1.5000 3.0000

3.0000

4.0000 10.0000

6.0000

7.0000

8.0000

5.0000 3.0000 2.0000

(2)利用特殊矩阵和数组赋值

例如产生一个矩形序列R20(n)，可用ones函数完成：

>>Rn=ones(1,20);

表B-1 常见生成矩阵的函数(部分)

2）复数的赋值方式