第5章Matlab在信号与系统中的应用PPT课件

合集下载

信号与系统_MATLAB ppt课件

矩形脉冲信号
y = rectpuls(t,width)
三角波脉冲信号 y = tripuls(t,width,skew) %skew:斜度
PPT课件
24
一、基本信号的MATLAB表示
%decaying exponential t=0:001:10; A=1; a=-0.4; ft=A*exp(a*t); plot(t,ft)
MATLAB简介
( Matrix Laboratory )
MATLAB的工作方式如何获取帮助
表达式——变量、数值、算数运算符、关系运算符、逻辑运算符、冒号运算符
数组及其运算
函数文件
循环（FOR、 WHILE 循环）基本绘图语句
PPT课件
2
一、MATLAB的工作方式
（1）窗口命令方式（2）运行以 .M 为扩展名磁盘文件
值为0时表示逻辑假(F)，其它任何非零值表示逻辑真。
PPT课件
9
三、表达式
运算符号
关系运算符 A<B A>B A <= B A >= B A == B A ~= B
小于大于小于等于大于等于等于不等于
PPT课件
10
三、表达式
运算符号
冒号运算符
表达式 1:10 表示产生一个行向量，它的值为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0.8 0.7
0.6
delta=[zeros(1,50),1,zeros(1,50)]; 0.5
0.4
stem(k,delta)
0.3
0.2
function [f,k]=impseq(k0,k1,k2)
0.1 0 -50 -40 -30 -20 -10

信号与系统matlab在信号与系统分析中的应用

解调技术
MATLAB提供了相应的解调算法，如相干解调和非相干解调。通过解调，可以将已调信号还原为原始基带信号，进而进行后续的信号处理和分析。
信道编码与解码技术
信道编码
在通信系统中，为了提高传输的可靠性，通常需要对信号进行信道编码。MATLAB支持多种信道编码方法，如线性分组码、卷积码和Turbo码等。通过编程实现编码过程，可以评估不同编码方案的性能。
相频响应
评估滤波器在不同频率下的相位响应是否满足系统要求。
群延迟
评估滤波器对信号传输时间的影响，即信号通过滤波器后的延迟时间。
阻带衰减
评估滤波器在阻带内的信号衰减程度，即阻止不需要信号的能力。
06
基于MATLAB的通信信号处理案例分析
调制与解调技术
调制技术
在MATLAB中，可以使用内置函数或自定义函数实现各种调制技术，如幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。通过模拟调制过程，可以观察和分析信号的时域和频域特性。
02
信号与系统基本概念及分析方法
信号与系统定义及分类
信号定义
信号是传递信息的物理量，可以是电信号、光信号、声信号等。在信号处理中，通常将信号表示为时间的函数。
系统定义
系统是对输入信号进行变换或处理的物理装置或算法。系统的输出信号通常是输入信号和系统特性的综合结果。
信号分类
根据信号的性质和特征，可以将其分为连续时间信号和离散时间信号、周期信号和非周期信号、能量信号和功率信号等。
数组与矩阵
MATLAB中的数组和矩阵是其基本数据结构，支持各种数学运算和矩阵操作。
函数与脚本
MATLAB中的函数是一段可重用的代码块，可以接受输入参数并返回输出值。脚本则是一系列按顺序执行的命令。

matlab教程ppt(完整版)

`int8()`,
`char()`, `logical()`等。
流程控制结构
顺序结构
按照代码的先后顺序执行。
选择结构
通过条件语句实现分支选择，包括`if`、`else`、 `elseif`等。
循环结构
通过循环语句实现重复执行代码块，包括`for`、 `while`等。
函数编写
函数定义
使用`function`关键字定义函数，指定输入和输出参数。
介绍MATLAB中的机器学习工具箱，包括工具箱中的函数、算法和使用方法等。
通过实际案例演示如何使用MATLAB进行机器学习，包括数据预处理、特征选择、模型训练和评估等。
THANKS
[ 感谢观看 ]
信号的傅里叶变换
介绍傅里叶变换的基本原理，以及如何使用MATLAB进行信号的傅里叶变换和逆变换。
滤波器设计
介绍滤波器的基本原理和设计方法，以及如何使用 MATLAB进行滤波器的设计和实现。
信号处理实例
通过实际案例演示如何使用 MATLAB进行信号处理，包括信号的频谱分析、滤波、降噪等。
数值计算基础
数值类型
介绍MATLAB中的数值类型，包括双精度、单精度、复数等。
变量声明
解释如何声明和初始化变量，以及如何使用 MATLAB的数据类型。
运算符
介绍基本的算术运算符、关系运算符和逻辑运算符及其用法。
方程求解
代数方程求解
介绍如何使用MATLAB求解一元和多元代数方程。
微分方程求解
介绍如何使用MATLAB求解常微分方程和偏微分方程。
MATLAB应用领域
MATLAB是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析和数值计算的高级编程语言和交互式环境。

matlab教程ppt(完整版)

，展示数据和模型结果。
数据处理
应用MATLAB的信号处理和统计分析函数库，进行数据预处理、
特征提取和模型训练。
机器学习与深度学习
机器学习
介绍MATLAB中的各种机器学习算法，如线性回归、决策树、支持向量机等，以及如何应用它们进行分类、回归和聚类。
深度学习
介绍深度学习框架和网络结构，如卷积神经网络（CNN）、循环神经网络（RNN）等，以及如何使用MATLBiblioteka B进行训练和部署。感谢观看
THANKS
符号微积分
进行符号微分和积分运算，如极限、导数和积分。
符号方程求解
使用solve函数求解符号方程。
符号矩阵运算
进行符号矩阵的乘法、转置等运算。
05
MATLAB应用实例
数据分析与可视化
数据分析
使用MATLAB进行数据导入、清洗、处理和分析，包括描述性统
计、可视化、假设检验等。
可视化
利用MATLAB的图形和可视化工具，如散点图、柱状图、3D图等
数值求和与求积
演示如何对数值进行求和与求积操作。
数值计算函数
介绍常用数值计算函数，如sin、 cos、tan等。
方程求解
演示如何求解线性方程和非线性方程。
03
MATLAB编程基础
控制流
01
02
03
04
顺序结构
按照代码的先后顺序执行，是最基本的程序结构。
选择结构
通过if语句实现，根据条件判断执行不同的代码块。
数据分析
数值计算
MATLAB提供了强大的数据分析工具，支持多种统计分析方法，可以帮助用户进行数据挖掘和预测分析。
MATLAB可以进行高效的数值计算，支持多种数值计算方法，包括线性代数、微积分、微分方程等。

matlab ppt课件

算法控制台
使用GUI来控制其他应用程序或软件的功能，例如打开文件、保存数据、调整参数等。
应用程序控制面板
07
matlab在信号处理中的应用
信号的定义与分类
信号是传递或携带信息的物理量，可以是离散的或连续的，单通道或多通道的。
信号处理的含义
信号处理是对信号进行变换、分析和解释的过程，以适应不同的应用需求。
matlab ppt课件
matlab简介matlab基础知识matlab矩阵运算matlab数据分析matlab科学计算matlab图形界面设计matlab在信号处理中的应用
contents
目录
01
matlab简介
MATLAB诞生于美国，作为方便易用的科学计算工具，它被引入到数值计算领域。
1980年代初期
02
matlab基础知识
01
在MATLAB中，用户可以通过命令行输入命令，进行计算、绘图等操作。
命令行交互
02
用户可以通过编写脚本文件，保存一组相关的命令，以供多次使用。
脚本文件
03
用户可以编写函数文件，实现特定功能的代码块，并在命令行或脚本文件中调用。
函数文件
单元数组
单元数组是一种灵活的数据类型，可以包用于设置组件的激活状态，例如使按钮可点击或不可点击。
通过编写回调函数，可以定义当用户与组件交互时要执行的操作。
uimenu
uiactive
uicontrol
1
2
3
使用GUI接收数据，通过图形呈现数据信息，例如绘制曲线图或散点图。
数据可视化
通过GUI接收用户输入的参数，调用算法进行处理，并将结果显示在GUI上。
03
matlab矩阵运算

matlab ppt 课件

算术运算符关系运算符逻辑运算符元素运算符赋值运算符
包括加、减、乘、除等。
用于比较两个值，返回逻辑值（真或假）。
包括与、或、非等。
用于对数组的元素进行操作。
用于将右侧的值赋给左侧的变量。
MATLAB的函数
内置函数
MATLAB自带的函数库，如sin、 cos等。
文件函数
从外部文件中读取或写入数据。
。
概率统计计算
概率计算
包括概率、概率密度函数、累积分布函数等计算。
数据拟合与回归分析
使用MATLAB的统计工具箱中的函数，如`ttest`或`anova`等，进行假设检验。
统计计算
包括均值、中位数、方差、标准差等统计量计算。
假设检验
使用MATLAB的`fitlm`或`fitglm`等函数进行线性或广义线性模型拟合，并进行回归分析。
数值微分
可以使用差分法或中心差分法进行数值微分。
微分方程求解
MATLAB提供了`ode45`等函数，可以求解常微分方程。
矩阵运算与特征值分解
01
矩阵的转置、逆、
行列式等基本运算
。
02
矩阵的秩、迹、范数等属性计算。
04
奇异值分解：使用
MATLAB的`svd`函
03
数进行奇异值分解。
特征值分解：使用 MATLAB的`eig`函数进行特征值分解
图像滤波与去噪
总结词
支持多种滤波器对图像进行处理，包括平滑滤波、锐化滤波、边缘检测等，以实现去噪、增强边缘等效果。
详细描述
MATLAB提供了各种滤波器函数，如高斯滤波器、中值滤波器、边缘检测滤波器等。这些滤波器可以对图像进行平滑处理、锐化处理和边缘检测等操作，有助于去除图像中的噪声，增强图像的边缘信息。

《Matlab的应用》课件

滤波器类型
01
低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器
等。
滤波器设计
02 根据应用需求，选择合适的滤波器类型和参数。
信号变换
03
包括傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等，用于将
信号从一种表示形式转换到另一种表示形式。
06
Matlab在机器学习中的应用
机器学习基础
机器学习的定义
机器学习是人工智能的一个子集，通过算法让机器基于数据进行自我学习，并做出预测或决策。
控制系统的Simulink优化
通过Simulink的优化工具，可以对控制系统参数进行优化，提高系统性能。
05
Matlab在信号处理中的应用
信号处理基础
信号分类
根据不同特性，信号可以分为连续信号和离散信号、确定性信号和随机信号等。
信号表示法
可以用多种方式表示信号，如时间域、频域、复数域等。
信号处理目的
01
优势
02
广泛应用于学术界和工业界，拥有庞大的用户社区和丰富的资源。
03
支持多种操作系统，包括Windows、 Linux和Mac OS。
04
可与其他编程语言（如C、Python）进行集成，方便用户进行混合编程。
02
Matlab基础操作
Matlab编程基础
01
命令行交互模式
介绍Matlab的命令行交互模式，包括输入命令和查看结果。
《Matlab的应用》PPT课件
目录
• Matlab简介 • Matlab基础操作 • Matlab在科学计算中的应用 • Matlab在控制系统中的应用 • Matlab在信号处理中的应用 • Matlab在机器学习中的应用

Matlab与信号与系统的应用.ppt

二、线性卷积及其MATALB实现
多项式乘法
y1 [am am1 ... a0 ] y2 [an an1 ... a0 ] y1* y2 conv( y1, y2)
注意：y1和y2的幂次是按照降幂顺序排列的，这样a0对应的幂次为0，因此如果多项式没有常数项，则多项式也要写出a0的取值为0
y(-1)=3*2+ (-3) *(-5)+7*0+0*3+(-1)*2=19 由右下图k=-2: 2五个点上的x和h乘积之和，得到
y(2)=7*1+0*2+(-1)*(-5)+5*0+2*3=18 对每一个n值，都要这样运算y(n)，很繁。
序列的卷积运算算例
7
3
5 23 2 21
0 -1 -3
-5
相关函数与线性卷积的关系
n
卷积：y(k) x(n)h(k n) n
注意：计算相关性时，两个序列都不翻转，只是将h(k)移动后对应相乘再相加；卷积时，要将其中一个序列翻转后再移动；
相关表示两个信号之间的关联性，与系统无关，卷积则表示的是时不变系统中输入、单位响应和输出之间的关系
三、系统描述与转换
K为系统增益，zi为零点，pj为极点。零极点增益模型用[z,p,K]矢量组表示，即：
z=[z1,z2,…,zm]’ p=[p1,p2,...,pn]’ K=[k] 注意：这里的零点、极点都是列向量表示
零极点增益模型
G(s) 0.5
s(s 6)(s 5)
(s 1)(s 2)(s 3 4 j)(s 3 4 j)
Matlab与信号与系统的应用
提纲
一、信号系统的MATLAB表示二、线性卷积及MATALB实现三、系统描述与转换四、时域分析五、频域分析

PPT课件 matlab在数字信号处理中的应用(第2版)

1-26
2.1 句柄图形
2.1.4 句柄对象的属性和设置
在MATLAB中所有的句柄对象都有属性。在创建图形对象的同时，可以根据自己的实际需要，通过设置这些属性可以来定义或者修改所需要的图形。对象属性包括两部分：属性名和对应的数值。
句柄对象有两个重要的操作函数： Get函数：
用来获取指定对象的属性值。 Set函数：
1.1.5 MATLAB R2006a的卸载
1-6
1.2 MATLAB的应用窗口
1.2.1 MATLAB桌面平台的菜单栏和工具栏
图1 MATLAB的桌面系统
1-7
1.2 MATLAB的应用窗口
MATLAB桌面平台的菜单栏
MATLAB桌面平台的菜单栏比较简单，由File(文件) 菜单、Edit(编辑)菜单、Debug菜单、Desktop菜单、 Window(窗口)菜单和Help(帮助)菜单组成。
1-38
3.2 波形的产生
波形是数字信号处理的最基础内容。没有波形信号，数字信号处理就没了工作对象。MATLAB 2006a 内部提供了大量的函数，用来产生常用的信号波形。产生波形的函数，如表3-1所示。
第1章 MATLAB R2006a 基础
1-1
主要内容
本章的学习目标： • 了解MATLAB语言的背景知识 • 掌握MATLAB安装的方法过程 • 掌握MATLAB基本窗口的使用 • 掌握MATLAB语言的基础知识
1-2
1.1 MATLAB概述
1.1.1 MATLAB语言简介
MATLAB是在20世纪80年代初期，由美国的MathWorks软件开发公司正式推出的一种数学工具软件。利用MATLAB可以实现科学计算、符号运算、算法研究、数学建模和仿真、数据分析和可视化、科学工程绘图以及图形用户界面设计等强大功能。

MATLAB在信号与系统中的应用

7.2傅里叶分析
• 傅里叶变换的定义

F ( jw) f (t)e jwt dt

• 傅里叶反变换的定义

f (t) F ( jw)e jwt dw
• 1.傅里叶变换的调用格式
F=ifourier(f):符号函数f的fourier变换，默认返
回是关于w的函数。
F=ifourier(f,v):返回函数F是关于符号对象v的函
x1=zeros(1,st); %把全部信号先初始化为零
x1(n1)=1/dt; %给出t1处的脉冲信号
stairs(t,x1),grid on %绘图
axis([0,5,0,22]) %使脉冲顶部避开图框，改变图框坐标
程序运行结果如下：
• 7.1.2连续系统的冲激响应、阶跃响应及MATLAB实现
MATLAB
2
实现下列分析过程（1）画出输入序列的时域波形
（2）求出系统零状态响应在0～20区间的样值；（3）
• 解： • MATLAB程序： • a=[1 -0.25 0.5]; • b=[1 1]; • t=0:20; • x=(1/2).^t; • y=filter(b,a,x); • subplot(2,1,1) • stem(t,x) • title('输入序列') • subplot(2,1,2) • stem(t,y) • title('输出序列')
数向量，则函数[r,p,k]=residue(B,A)将产生3个
向量r,p,k。
r：为包含F（s）的所有极点的列向量；
p：为包含F（s）的部分分式展开系数的列向量；
K：为包含F（s）部分分式展开的多项式项的系数

MATLAB语言在信号与系统中的应用

y (t ) + 2 y (t ) + 100 y (t ) = f (t )
" '
MATLAB语言在信号与系统中的应用 MATLAB语言在信号与系统中的应用Байду номын сангаас
• 练习三：MATLAB命令来实现计算加周期外力的位移y(t)：练习三：
与微分方程对应
MATLAB语言在信号与系统中的应用 MATLAB语言在信号与系统中的应用
在该调用格式中，sys描述系统的微分方程系统模型。x和t 则是表示输入信号的行向量，其中t 为表示输入信号时间范围的向量，x 则是输入信号在向量t 定义的时间点上的取样值。
• impulse（sys,t）/y= impulse（sys,t） :求解系统冲激响应。（）（） • step（sys,t）/y= step（sys,t） :求解阶跃响应。（）（）
MATLAB语言在信号与系统中的应用 MATLAB语言在信号与系统中的应用
• 执行结果
MATLAB语言在信号与系统中的应用 MATLAB语言在信号与系统中的应用
• 执行结果
MATLAB语言在信号与系统中的应用 MATLAB语言在信号与系统中的应用
• 练习二：二阶无源高通滤波器仿真练习二：
clear; b=[-1.000e-10 0 0]; %生成向量b a=[-1.000e-5 -2.000e-5 -1];%生成向量a [h,w]=freqs(b,a,100) %求系统响应函数H(jw),设定100个频率点 figure(1) subplot(3,1,1);plot(w,abs(h));%绘制幅频特性 grid xlabel('w');ylabel('abs(h)'); subplot(3,1,2);semilogx(w,20*log10(abs(h))); %绘制对数频率特性 grid;xlabel('w');ylabel('分贝'); subplot(3,1,3);plot(w,angle(h));%绘制相频特性 grid;xlabel('w');ylabel('angle(h)');

matlab应用(信号与系统)课件

y(n) x(n)
代码： y=fliplr(x)
5）累加求和
n2
y(n) x(n)
n n1
代码： y=sum(x(n1:n2));
6）信号能量和功率
Ex | x(n) |2
n
Px
1
N 1
| x(n) |2
N n0
代码： Ex=sum(abs(x).^2)); Px= sum(abs(x).^2))/N;
x=sin(2*pi*t);
序列的运算
1）信号加 x(n) x1(n) x2(n)
代码： x=x1+x2;
x1和x2长度相同，位置对应才能相加，否则应作处理。如：
function [y,n]=sigadd(x1,n1,x2,n2)
n_min=min(min(n1),min(n2));
n_max=max(max(n1),max(n2));
n=n_min:n_max;
y1=zeros(1,length(n)); y2=y1;
y1(find((n>=min(n1))&(n<=max(n1))==1))=x1;
y2(find((n>=min(n2))&(n<=max(n2))==1))=x2;
y=y1+y2;
例如 n1=-2:1; x1=1:4; n2=-1:2; x2=1:4;
解：首先用解析的方法求出信号的离散傅里叶变换为
X (e jw )
x(n)e jwn
e jw e jw 0.5
再画出相应的图形，代码如下：
w=[0:1:500]*pi/500; X=exp(j*w)./(exp(j*w)-0.5); magX=abs(X); angX=angle(X); realX=real(X); imagX=imag(X) ; subplot(2,2,1);plot(w/pi,magX);grid xlabel('freqency in pi units');ylabel('Magnitude'); subplot(2,2,3);plot(w/pi,angX);grid xlabel('freqency in pi units');ylabel('Angle') subplot(2,2,2);plot(w/pi,realX);grid xlabel('freqency in pi units');ylabel('Real') subplot(2,2,4);plot(w/pi,imagX);grid xlabel('freqency in pi units');ylabel('Image')

Matlab在信号与系统中的应用

Matlab在信号与系统中的应用摘要:Matlab作为目前国际上最流行的工程类应用软件,较为广泛的应用于财务分析、计算机技术、图像信号处理、汽车行业、语音处理等多种工程性行业当中。

信息与系统是现代大学院校当中通信工程系、电信系等专业的必修课程,其中理论性的知识较强,概念知识点较多,再加上系统分析当中的时域图与频谱图难以绘制,所以Matlab的出现给信号与系统的实践带来了很多便捷。

本文主要介绍在Matlab和“信号与系统”的基本概述,以及详细阐明Matlab在信号与系统中的实践应用。

关键词:Matlab软件时域图频谱图1 Matlab及信号与系统的概述1.1 Matlab基本概述Matlab是由美国mathwork公司研制,一种具备了交互式的程序设计以及可视化、科学计算的高科技计算机环境。

其中主要技术包含了数值分析、工程绘图、控制系统的设计、数字图像处理、数字信号处理等。

它集聚了丰富的应用工具箱为一体,构成了一个方便且界面友好的用户平台,同样也是适合应用于多种硬件平台的数学计算应用软件。

1.2 信号与系统基本概述信号与系统是现代大学院校当中通信系、电信系等专业的较为核心的基础课程,其中主要是涉及到了信号分解以及系统分析。

同时该门课程的学习又以高等数学和工程数学作为基础,当中较多的计算与推导,涉及到诸如微积分方程、差分方程求解、卷积、多项式求解等基础类知识,而该门课程的开展也是为了对后续专业课程“通信原理”等课程的奠定基础。

2 Matlab在信号与系统当中的实际应用在信息与系统当中时常会出现对于图形的绘制以及数学类课程基本知识点的运算。

Matlab的指令表达式与数学、工程中所使用的表达公式相似,在信号与系统当中Matlab的应用更是屡见不鲜。

而其中主要的实践应用方面如下。

2.1 Matlab在处理复杂模型中的应用在信号与系统的实践探索当中,经常会遇到复杂类的结构图,需要我们根据系统当中的模拟框图秋种系统的函数,一般情况下,我们会运用到关于梅森公式对其进行求解,但其中的计算过程尤为的复杂,小步骤的失误都会导致计算结果全部出错。

MATLAB及在电子信息课程中的应用.ppt

1.3.1 命令窗(Command Window) 单行命令执行方式
执行结果直接显示
1.3.2 图形窗(Figure Window) 用图形方式表示计算结果
1.3.3 文本编辑窗(File Editor) 多行命令组成语言组，可以文件方式存盘
•
下面就具体看一下MATLAB 的工作环境演示。
2020/8/16
• 1.1.1 MATLAB 概述
MATLAB是集数值计算、符号运算及图形处理等强大功能于一体的科学计算语言，是一种交互式的以矩阵为基础的系统计算平台,它用于科学和工程的计算与可视化。它的优点在于快速开发计算方法，而不在于计算速度。
MATLAB已成为一门高校必修的课程，也是最为普遍的计算工具之一。
2020/8/16
8
1.2 MATLAB语言的特点
• 友好的工作平台和编程环境 • 简单易用的程序语言 • 强大的科学计算及数据处理能力 • 出色的图形处理功能 • 应用广泛的模块集和工具箱 • 实用的程序接口和发布平台 • 模块化的设计和系统级的仿真
2020/8/16
9
1.3 MATLAB的工作环境
2020/8/16
3
第1章 MATLAB语言概述
• 1.1 MATLAB语言的发展 • 1.2 MATLAB语言的特点 • 1.3 MATLAB的工作环境
1.3.1 命令窗 1.3.2 图形窗 1.3.3 文本编辑窗 • 1.4 演示程序 • 1.5 网络资源
2020/8/16
4
1.1 MATLAB语言的发展
t=t+dt; theta=theta0*cos(sqrt(g/l)*t); x=l*sin(theta);y=-l*cos(theta); set(head,'xdata',x,'ydata',y); set(body,'xdata',[0;x],'ydata',[0;y]); drawnow; end