《matlab语言及应用》教学大纲

课程编号X1602005《Matlab语言及应用》教学大纲

Matlab language and application

一、课程基本信息

二、课程教学目标

MATLAB语言与应用（Matlab language and application）是为信息工程专业开设的一门专业课，旨在向本专业学生介绍一种解决专业问题的快速有效且具有强大功能的科学与工程计算软件。通过本课程的学习，希望学生获得一种从专业问题中抽象出数学模型进而运用MATLAB语言去求解的思维方法，训练综合运用语言和专业知识去解决问题的能力。

三、实验指导的基本要求

1.掌握Matlab软件的基本使用。

2.掌握基本波形的产生的方法。

3.了解信号的各种运算和变换方法。

4.了解数据分析的相关函数。

5.掌握数字信号的变换技术。

6.掌握二维曲线和三维曲线绘制的步骤和方法。

7.掌握MATLAB程序设计的典型程序结构。

8.掌握数字滤波器的基本原理，掌握用Matlab设计实现IIR数字滤波器和FIR数字滤波器。

四、本课程的先导课程

《高等数学》《概率论与数理统计》《数字信号处理》

五、教学方法与手段

教师讲授和学生上机相结合，讲练结合，采用多媒体教学手段为主，重点难点辅以板书。

六、考核方式与成绩评定办法

考核形式为上机操作、提交Matlab程序文档及实验报告综合评定。

1、上机操作占总成绩的50%，主要由出勤率和上机表现构成。

2、提交Matlab程序文档占总成绩的30%，主要由程序文档内容达到当次实验要求的程度决定。

3、实验报告成绩占总成绩的20%，由各次实验报告撰写完成情况决定。

七、使用教材及参考书目

【使用教材】薛年喜编. MATLAB在数字信号处理中的应用. 清华大学出版社，2008年1月出版。【参考书目】

1、刘卫国等编著. MATLAB程序设计与应用(第二版). 高等教育出版社，2006年

2、张志涌等编著. 精通MATLAB6.5版. 北京航空航天大学出版社，2003年

3、陈亚勇等编著. MA TLAB 信号处理详解. 人民邮电出版社，2001年

八、课程结构和学时分配

九、教学内容

第一章 MATLAB R2006a基础（4学时）

【教学目标】

1. 了解Matlab语言的背景知识。

2. 掌握Matlab软件的安装方法。

3. 掌握Matlab软件的基本使用。

4. 掌握Matlab语言的基础知识。

【重点难点】

Matlab软件的基本使用和基础知识。

【教学内容】

第一节 Matlab概述

一、Matlab语言简介. 二、Matlab的主要功能. 三、MATLAB R2006a的主要特色. 四、MATLAB R2006a的目录结构.

第二节 Matlab的应用窗口

一、Matlab桌面平台的菜单栏和工具栏. 二、Matlab桌面平台的组建窗口. 三、MATLAB帮助系统的使用.

第三节 Matlab语言初步

一、矩阵. 二、运算符. 三、变量. 四、函数.

第二章数字信号处理基础（4学时）

【教学目标】

1. 掌握基本波形的产生的方法。

2. 了解信号的各种运算。

3. 理解信号采样率的各种转换。

4. 掌握离散时间系统模型的各种表示方法及相互间的转换。

【重点难点】

1. 重点

信号基本波形的产生方法，信号的运算方法，信号采样率的各种转换，离散时间系统模型的各种表示方法及相互间的转换。

2. 难点

信号采样率的各种转换，离散时间系统模型相互间的转换。

【教学内容】

第一节数字信号处理概述

第二节波形的产生

一、周期波形. 二、特殊波形. 三、脉冲信号. 四、扫频信号.

第三节信号的运算

第四节采样率转换

一、信号整数倍抽取. 二、信号整数倍插值. 三、任意倍数信号重采样.

第五节离散时间系统

第三章数字信号变换技术（8学时）

【教学目标】

1.理解信号变换的基本概念。

2.理解离散傅里叶变换的基本概念。

3.掌握快速傅里叶变换的引用方法。

4.掌握Z变换的应用方法。

【重点难点】

1. 重点

理解信号变换的基本概念，离散傅里叶变换的基本概念，快速傅里叶变换，Z变换。

2. 难点

离散傅里叶变换的使用方法，快速傅里叶变换的引用方法，Z变换的应用方法。

【教学内容】

第一节信号变换概述

第二节离散傅里叶变换

一、傅里叶逆变换的几种形式. 二、离散傅里叶级数. 三、离散傅里叶变换.

四、DFT的性质五、与DFT有关的几个问题

第三节快速傅里叶变换

一、概念. 二、函数应用. 三、离散傅里叶逆变换.

第四节 Z变换

第四章窗函数（4学时）

【教学目标】

1.理解窗函数的基本概念以及加窗原理。

2.掌握基本窗函数产生的方法。

3.了解广义余弦窗、凯塞窗函数和切比雪夫窗函数产生的方法。

【重点难点】

1. 重点

窗函数的基本概念以及加窗原理，基本窗函数产生的方法，广义余弦窗基本原理及实现方法。

2. 难点

基本窗函数产生的方法，凯塞窗函数和切比雪夫窗函数产生的方法。

【教学内容】

第一节窗函数基本概念

第二节基本窗函数

一、矩形窗函数. 二、三角窗函数. 三、巴特利特窗函数.

第三节广义余弦窗

一、汉宁窗函数. 二、汉明窗函数. 三、布莱克曼窗函数.

第四节凯塞窗

第五节切比雪夫窗

第五章 IIR数字滤波器的设计（8学时）

【教学目标】

1.了解数字滤波器的基本概念。

2.理解IIR数字滤波器的各种类型。

3.掌握IIR数字滤波器特性分析的方法。

4.掌握模拟滤波器的低通设计方法。

5.掌握高通、带通及带阻滤波器的设计方法。

6.掌握IIR数字滤波器阶数的选择。

【重点难点】

1. 重点

IIR数字滤波器的基本原理，IIR数字滤波器的各种类型，IIR数字滤波器特性分析的方法，模拟滤波器的低通设计方法，IIR数字滤波器阶数的选择。

2. 难点