matlab在信号与系统中的应用论文

MATLAB论文

MATLAB在“自动控制原理”课堂教学中的应用

学号：2010111165

姓名：黄健

1

班级：电工1011

2

MATLAB在“自动控制原理”课堂教学中的应用

摘要：根据“自动控制原理”的课程特点和目前在教学中存在的问题，结合教学实践提出借助MATLAB工具辅助课堂板书教学的现代化教学手段，从而促进教学质量的提高。 关键词：自动控制原理；教学手段；MATLAB

“自动控制原理”是自动化专业、农业电气化、电气工程、通信与电子等专业的基础课程，用来指导自动控制系统分析和设计，其概念、方法和体系已经渗透到许多学科领域。

该课程的主要特点是理论性强、内容丰富、概念抽象、数学含量大、公式多、习题多、计算繁杂，学生容易产生厌学情绪，教学效果不够理想。[1]为了改变这种状况，提高教学质量，改善教学效果，在教学方法方面，根据课程内容的安排，需采用多媒体与传统板书教学相结合、启发与讨论相结合、师生交流与习题辅导相结合等灵活多样的教学方法，提高学生学习的积极性和主动性，改善教学效果。

一、借助MATLAB工具辅助课堂板书教学

传统的教学方法，往往是“满堂灌”和

MATLAB论文

MATLAB在“自动控制原理”课堂教学中的应用

学号：2010111165

姓名：黄健

1

班级：电工1011

2

MATLAB在“自动控制原理”课堂教学中的应用

摘要：根据“自动控制原理”的课程特点和目前在教学中存在的问题，结合教学实践提出借助MATLAB工具辅助课堂板书教学的现代化教学手段，从而促进教学质量的提高。 关键词：自动控制原理；教学手段；MATLAB

“自动控制原理”是自动化专业、农业电气化、电气工程、通信与电子等专业的基础课程，用来指导自动控制系统分析和设计，其概念、方法和体系已经渗透到许多学科领域。

该课程的主要特点是理论性强、内容丰富、概念抽象、数学含量大、公式多、习题多、计算繁杂，学生容易产生厌学情绪，教学效果不够理想。[1]为了改变这种状况，提高教学质量，改善教学效果，在教学方法方面，根据课程内容的安排，需采用多媒体与传统板书教学相结合、启发与讨论相结合、师生交流与习题辅导相结合等灵活多样的教学方法，提高学生学习的积极性和主动性，改善教学效果。

一、借助MATLAB工具辅助课堂板书教学

传统的教学方法，往往是“满堂灌”和

信号与系统实验

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

2 0 1 3年

第1 3期

S C I E N C E&T E C H N OL OG YI N F O R MA T I O N

o本刊重稿0

科技信息

MA T L A B仿真在信号与系统实验课程中的应用许广宾张涛赵丽莉王莎莎 (河北联合大学，河北唐山 0 6 3 0 0 9 )【摘要】信号与系统是概念性和原理性较强的通信、信息类专业核心基础课程，本文借助于 M A T L A B软件提出了一系列有关信号与系统课程实验教学的改革措施，改变了传统实验教学的单一性、封闭性，给学生广阔的独立思考和实践的空间.提高了实验教学质量在教学内容上分别从编程、 S i m u l i n k仿真、 G U I界面仿真三方面入手，提高学生对信号与系统课程在直观上的认知，培养学生的学习兴趣及工程实践和创新的能力。

【关键词】信号与系统；实验教学； MA T L A BAp pl i c a t i o n o f Ma t l a b Si mu l a t i o n i n t he S i g n a l s a n d S y s t e ms Co u r s e XU Gu an g -b i n ZHANG Ta o ZH

MATLAB软件在《信号与系统》课程实践中的应用

【摘 要】美国20世纪80年代中期推出的数学软件MATLAB，具有强大的数值计算能力和卓越的数据可视化能力，可以提供与矩阵有关的强大的数据处理和图形处理功能， 是科学分析和科学计算领域最优秀的应用软件之一。鉴于《信号与系统》这门课程传统“黑板式”教学存在的理论计算繁琐、信号及系统分析时图像较多甚为抽象难以理解等弊端，不妨在《信号与系统》课程教学的各个环节中引入MATLAB软件，教学成果有效地验证了MATLAB软件在《信号与系统》课程教学中的真实有效性以及优越性。

【关键词】MATLAB；信号与系统；课程教学改革 0 引言

《信号与系统》课程是通信工程电子信息工程等专业的一门重要的专业基础课，然而，在传统的黑板式教学过程中，我们不难发现学生普遍觉得该课程较为抽象学习起来难以理解。联系到该课程传统教学的模式，结合《信号与系统》这一课程较为抽象的特点，深入改革与实践后，不难发现，将MATLAB软件灵活地运用到《信号与系统》课程的各个教学环节，能明显地激发学生学习热情、活跃学生学习气氛以及提高该课程的教学效果。

1 传统教学模式下《信号与系统》教学现状 在过去很

MATAB在信号处理中的应用

绪言：MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如

C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 MATLAB和Mathematica、Maple、MathCAD并称为四大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，

第 4 章 MATLAB在信号处理中的应用

第4章 MATLAB在信号处理中的应用4.1 信号及其表示

4.2 信号的基本运算4.3 信号的能量和功率 4.4 线性时不变系统 4.5 线性时不变系统的响应 4.6 线性时不变系统的频率响应

4.7 傅里叶(Fourier)变换4.8 IIR数字滤波器的设计方法 4.9 FIR数字滤波器设计

x

p

i

x p i

p

第 4 章 MATLAB在信号处理中的应用

4.14.1.1连续时间信号的表示

信号及其表示

连续时间信号：时间变化连续。如y=x(t) 离散时间信号(序列):时间离散，如x(nT)=x(t)|t=nT.

4.1.2工具箱中的信号产生函数函数名 sawtooth square sinc chirp gauspuls vco 功能 产生锯齿波或三角波信号 产生方波信号 产生sinc函数波形 产生调频余弦信号 产生高斯正弦脉冲信号 电压控制振荡器 函数名 pulstran rectpule tripuls diric gmonopuls 产生冲激串 产生非周期的方波信号 产生非周期的三角波信号 产生Dirichlet或周期sinc函数 产生高斯单脉冲信号 功能

第 4 章 MATLAB在信号处理

实 验 报 告

理学院 物理1203班

Q1-1：修改程序Program1_1，将dt改为0.2，再执行该程序，保存图形，看看所得图形

的效果如何？

dt = 0.01时的信号波形 dt = 0.2时的信号波形

这两幅图形有什么区别，哪一幅图形看起来与实际信号波形更像？

答：第一幅图看起来更加圆滑，第一幅的与实际信号更像

Q1-2：以Q1_2为文件名存盘，产生实门信号g2(t)和信号f(t)?g2(t)cos10?t。 要求

在图形中加上网格线，并使用函数axis()控制图形的时间范围在-2~2秒之间。然后执行该程序，保存所的图形。

t=-2:0.01:2;

y=g(t).*cos(10*pi*t); plot(t,y) grid on;

axis([-2,2,-2,2])

title ('y=g(t).*cos(10*pi*t)')

Q1-3：将实验原理中所给的单位冲激信号和单位阶跃信号的函数文件在MATLAB文件编

辑器中编写好，并分别以以文件名delta和Heaviside存入work文件夹中以便于使用。

抄写函数文件delta如下：

信号与系统的MATLAB仿真

一、信号生成与运算的实现

1.1 实现f(t)?Sa(t)?sint(t??3?) ttsin(?)sint??sin(?t?)?sinc(t?) f(t)?Sa(t)??tt?t???m11.m

t=-3*pi:0.01*pi:3*pi; % 定义时间范围向量t f=sinc(t/pi); % 计算Sa(t)函数 plot(t,f); % 绘制Sa(t)的波形 运行结果：

1.2 实现f(t)?sinc(t)?sin(?t)(t??10) ?tm12.m

t=-10:0.01:10; % 定义时间范围向量t f=sinc(t); % 计算sinc(t)函数 plot(t,f); % 绘制sinc(t)的波形 运行结果：

1.3 信号相加：f(t)?cos18?t?cos20?t

m13.m

syms t; % 定义符号变量t

f=cos(18*pi*t)+cos(20*pi*t); % 计算符号函数f(t)=cos(18*pi*t)+cos(20*pi*t

书名：信号与系统——时域、频域分析及MATLAB软件的应用 作者：吴新余 周井泉 沈元隆 页数：417页 开数：16开 字数：680千字

出版日期：1999年12月第1版 2000年5月第2次印刷 出版社：电子工业出版社

书号：ISBN 7–5053–5669–0 定价：35．00元

内容简介

本书为一本面向21世纪教学的有关信号与系统分析的教材。全书共分为八章，即信号与系统的基本概念，卷积积分，傅分变换，系统的性能分析，Z变换，状态变量分析以及Matlab软件在信号与系统分析中的应用。

本书各章附加了与内容相配合的例题和习题，书末附有习题答案，以便于自学。为了适应科技形势迅速发展的需要，本书加强了学生计算机应用能力的培养。编排了30余个Matlab应用程序以供学生训练用。

本书可作为通信、电子和自控类的各种专业本科生的教材，也可供有关技术人员参考。 未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。 版权所有，翻印必究。

作者简介

吴新余，男，1939年8月生，1962年毕业于哈军工航空系，现为南京邮电学院电子工程系教授(1992)，IEEE高级会员(1994)。在1986—1998年间，曾三次赴美国芝加哥伊里诺