信号仿真分析实践课程设计

唐山学院

信号仿真分析实践课程设计

题目基于matlab的仿真分析

系(部)智能与信息工程学院

班级

姓名时雨

学号

指导教师

年月日至月日共周

年月日

信号仿真分析实践任务书

一、设计题目、内容及要求

设计题目：基于MATLAB的信号仿真分析的设计

设计内容：

(1)MATLAB程序入门和基础应用。学习MATLAB软件的基本使用方法，了解MATLAB的数值计算、符号运算、可视化功能以及MATLAB程序设计入门。

(2)连续时间LTI系统的时域分析。利用MATLAB求解连续系统的零状态响应、冲激响应及阶跃响应，利用MATLAB实现连续信号卷积的方法。

(3)连续时间LTI系统的频域分析。利用MATLAB实现连续时间信号傅里叶变换，分析LTI系统的频域特性和LTI系统的输出响应。

(4)连续时间LTI系统的复频域分析。利用MATLAB进行部分分式展开，分析LTI系统的特性，利用MATLAB进行Laplace正、反变换。

设计要求：

1.根据题目要求进行基于MATLAB的信号仿真分析的总体设计。

2.完成算法具体部分的设计。

（1）仿真原理图。（2）仿真分析说明。

3.仿真程序的设计。

（1）连续时间系统时域和变换域相关特性的仿真分析。

（2）完整源程序。

4.书写设计说明书。

二、设计原始资料

郑君里.信号与系统(第三版).高等教育出版社，2011

三、要求的设计成果（课程设计说明书、设计实物、图纸等）

设计结果能正确仿真演示

设计说明书一份（包括总体设计、算法原理图及说明、系统仿真演示、源程序清单等）

四、进程安排

周一：资料收集

周二：利用MATLAB完成信号仿真分析的设计

周三：程序调试

周四：书写仿真分析实践说明书

周五：答辩

五、主要参考资料

[1]钟麟,王峰.MATLAB仿真技术与应用教程，国防工业出版社，2005

[2]楼顺天,李博菡.基于MATLAB的系统分析与设计—信号处理，西安电子科技大学出版社，1998

[3]吴湘淇.信号、系统与信号处理的软硬件实现，电子工业出版社，2002指导教师（签名）：教研室主任（签名）：

课程实践成绩评定表

出勤情况出勤天数缺勤天数

成绩评定出勤情况及设计过程表现（20分）课程实践答辩（20分）

设计成果（60分）

总成绩（100分）

提问

（答辩）

问题

情况

综

合

评

定

指导教师签名：

年月日

目录

1引言 (1)

1.1MATLAB的发展历史 (1)

1.2MATLAB的系统结构 (1)

1.3MATLAB的主要特点 (1)

1.4MATLAB的影响 (1)

2总体设计 (3)

2.1设计框图 (3)

2.2设计思想 (4)

3详细设计 (4)

3.1基础运算 (5)

3.2连续时间LTI系统时域仿真分析 (7)

3.2.1设计方法与步骤 (8)

3.2.2连续时间系统零状态响应的数值求解 (8)

3.2.3卷积的计算 (9)

3.2.4连续时间系统冲激响应和阶跃响应的求解 (10)

3.3连续时间LTI系统频域仿真分析 (14)

3.3.1实验目的 (14)

3.3.2设计框图 (14)

3.3.2系统的频率特性 (15)

3.3.3连续时间信号傅里叶变换的数值计算方法 (16)

3.3.4涉及的MATLAB函数 (16)

3.4连续时间LTI系统复频域仿真分析 (18)

3.4.1实验目的 (18)

3.4.2利用MATLAB进行部分分式展开 (18)

3.4.3连续时间信号的拉普拉斯变换 (19)

3.4.4连续系统的复频域分析 (19)

3.4.5系统频率特性分析 (20)

4总结 (25)

5参考文献 (26)

1引言

MATLAB是一种面向科学与工程计算的高级语言,由于其集成了许多领域的工具箱,因此又被称之为“巨人肩上的工具”。本文以该软件的MATLAB7.0为例,在简单介绍MATLAB的基础上,详细阐述了其仿真功能在信号处理中的应用。

1.1MATLAB的发展历史

MATLAB语言是由美国的Clever Moler博士于1980年开发的；设计者的初衷是为解决“线性代数”课程的矩阵运算问题；取名MATLAB即Matrix Laboratory矩阵实验室的意思；1984年，MathWorks公司成立，MATLAB以商品形式出现，随着市场的推广，以其良好的开放性和运行的可靠性，成功地应用于各工程学科的研究领域。

1.2MATLAB的系统结构

MATLAB系统结构有三个层次、八个部分构成，每一个部分完成不同的功能，主要包括：

（1）MATLAB主包

（2）工具箱（Toolboxes）

（3）编译器（Compiler）

（4）建模仿真（Simulink）

（5）模块集（Blockset）

（6）实时仿真（Real-Time Worksho）

（7）状态流程（Stateflow）

（8）状态代码生成（Stateflow Coder）

1.3MATLAB的主要特点

（1）简单易学：与C语言几乎一致。

（2）编程简洁、效率高；语言规则不强，无需编译。

（3）强大而简单的绘图功能；二、三维绘图，直观展示结果。

（4）扩展性强——丰富的工具箱：MATLAB主工具箱、符号数学工具箱、SIMULINK仿真工具箱、控制系统工具箱、信号处理工具箱、图象处理工具箱、通信工具箱、系统辨识工具箱、神经元网络工具箱、金融工具箱等。

1.4MATLAB的影响

（1）matlab在教学中的应用

在大学里，诸如应用代数、数理统计、自动控制、数字信号处理、动态系统