用matlab对正弦信号进行分析

燕山大学课程设计（论文）任务书

院（系）：电气工程学院 基层教学单位： 学 号 学生姓名 专业（班级） 设计题目 用MATLAB编写程序对机械振动信号进行分析 设 计 技 术 参 数 设 计 要 求 1，振动信号的时间域内的相关参数，如平均值、最大值、最小值、标准差、方差、峰峰值等； 2，振动信号的频率域分析，包括FFT频谱分析、倒谱分析以及功率谱分析等。 1，根据所拟合的振动信号，选取所需要的时域性能指标和频域分析的性能指标对振动信号进行分析。 2，编写信号的处理程序，对拟合信号进行处理。并对结果进行分析。 工 作 量 适中 工 作 计 划 6月29日到30日，查找与课程设计相关的资料； 7月1日到7月4日，用MATLAB编写程序并调试； 7月5日到7月7日，写课程设计的任务书； 7月8日，课程答辩。 参 考 资 料 1,宋爱国、刘文波等主编，测试信号分析与处理。北京：机械工业出版社，2005.9 2,谢平、王娜、林洪斌等主编，信号处理原理及应用。北京：机械工业出版社，2008.10 3，吴大正、高西全等主编，MATLAB及在电子信息课程中的应用。北

MATLAB分析

1 MATLAB函数编程

1.1 传递函数的整理

已知三阶系统的闭环传递函数为G(s)?2.71(s?1)(s2?0.8s?0.64)a，

整理成一般式得G(s)=

2.7a,其中a为未知32s?(0.8?a)s?(0.64?0.8a)s?0.64a参数。从一般式可以看出系统没有零点，有三个极点。（其中一个实数极点和一对共轭复数极点）

1.2 动态性能指标的定义

上升时间tr：指响应从终值10%上升到终值90%所需的时间；对于有振荡 系统，亦可定义为响应从零第一次上升到终值所需的时间。上升时间是系统 响应速度的一种度量。上升时间越短，响应速度越快。

峰值时间tp:指响应超过其终值到达第一个峰值所需的时间。 调节时间ts：指响应到达并保持在终值?5%内所需的最短时间。

超调量 σ%:指响应的最大偏离量h(tp)与终值h(∞)的差与终值h(∞)比的百分数，即σ%=

h(tp)?h(?)h(?)×100%

若h(tp)

在实际应用中，常用的动态性能指标多为上升时间、调节时间和超调量。通常，用tr或tp评价系统的响应速度；用σ%评价系统的阻尼程度；而ts是同时反映响应速度和阻尼程度的综合性能指标。应当指出，除简单的一、二阶系统外，要精确

MATLAB分析

1 MATLAB函数编程

1.1 传递函数的整理

已知三阶系统的闭环传递函数为G(s)?2.71(s?1)(s2?0.8s?0.64)a，

整理成一般式得G(s)=

2.7a,其中a为未知32s?(0.8?a)s?(0.64?0.8a)s?0.64a参数。从一般式可以看出系统没有零点，有三个极点。（其中一个实数极点和一对共轭复数极点）

1.2 动态性能指标的定义

上升时间tr：指响应从终值10%上升到终值90%所需的时间；对于有振荡 系统，亦可定义为响应从零第一次上升到终值所需的时间。上升时间是系统 响应速度的一种度量。上升时间越短，响应速度越快。

峰值时间tp:指响应超过其终值到达第一个峰值所需的时间。 调节时间ts：指响应到达并保持在终值?5%内所需的最短时间。

超调量 σ%:指响应的最大偏离量h(tp)与终值h(∞)的差与终值h(∞)比的百分数，即σ%=

h(tp)?h(?)h(?)×100%

若h(tp)

在实际应用中，常用的动态性能指标多为上升时间、调节时间和超调量。通常，用tr或tp评价系统的响应速度；用σ%评价系统的阻尼程度；而ts是同时反映响应速度和阻尼程度的综合性能指标。应当指出，除简单的一、二阶系统外，要精确

应用Matlab对图像信号进行频谱分析及滤波

实验目的

1. 巩固所学的数字信号处理理论知识，理解信号的采集、处理、传输、显示和存

储过程；

2. 综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力； 3. 学习资料的收集与整理，学会撰写课程设计报告。

实验环境

1. 微型电子计算机（PC）； 2. 安装Windows 10操作系统，MATLAB7.0，Formatfactory，绘画板等开发工具。

实验原理

在Matlab软件平台下，读取和显示彩色图像数据的相关函数和调用方法如下：

实验内容和任务要求

1. 选取一张彩色图像（注意不能出现雷同，否则记为0分），提取图像的灰度值，

并显示出灰度图像。 2. 在图像中增加正弦噪声信号(自己设置几个频率的正弦信号)，显示出加入噪声信

号后的灰度图像。

3. 给定滤波器的性能指标，分别设计FIR和IIR数字滤波器，并画出滤波器的幅

频响应曲线。

4. 用自己设计的滤波器对含噪声图像信号进行滤波，显示出滤波后的灰度图像。 5. 对原始灰度图像、加入噪声信号的灰度图像和滤波后的灰度图像进行频谱分析

和对比，分析信号的变化。

1

实验分析

本实验要求用Matlab软件完成对图像信息的处理。 对于任

西南科技大学

课 程 设 计 报

课程名称： 通信系统课程设计 设计名称： 正弦信号的谱分析及提取 姓 名： 学 号: 20095972 班 级： 通信0902 指导教师： 起止日期： 2012.6.4-2011.6.18

西南科技大学信息工程学院制

告

课 程 设 计 任 务 书

学生班级：通信0902 学生姓名： 学号： 20095972

设计名称： 正弦信号的谱分析及提取 起止日期：2012.6.4—2012.6.18 指导教师：

设计要求： 基本要求： ? 采用matlab或者其他软件工具产生不同频率，不同幅度的两种正弦波信号sin1(n)与sin2(n)，并将这两个信号叠

使用DFT对语音信号进行压缩处理

学生姓名：XXX

学号：XXXXX 指导老师：XXXXX

摘要：本文要解决的问题是如何对音频文件（本文仅研究了wav格式的文件）进行微失真

压缩，文中使用DFT算法将对音频信号中部分对声音影响较小的部分给去除，以实现音频压缩的目的。

关键词：DFT，音频压缩。 1．DFT原理：

对于一个有限长信号，我们可以使用DTFT算法得到其频谱，但是一个有限长的信号，其频谱都是无限长的：

但是对于人耳而言，能听到的频率在10Hz到44，1KHz之间，这样频谱中大部分的成分都是不需要的，而且对于计算机而言，无法模拟出一段连续的频谱。这时候我们只能对频谱进行采样，在保证最大程度不失真的程度上模拟出频谱，但是对频谱进行采样后，对得到的频谱信号进行IDTFT，得到的语音信号被周期话，成为一个无限长的序列，这样计算机还是无法模拟。

DFT算法就很好的解决了这个问题，时域中的N点序列x[n]的DFT定义为：

N?1?j2?NnkX[k]??x[n]en?0，k=0,1,…N-1

一个有限长信号序列，通过DFT变换后得到的频谱为：

由上式可知n个点的DFT仍是n点，这时候我们可以对得到的频谱序列进行裁剪，搬移等操作，得到我们

西南科技大学

程 设 计 报

课程名称： 通信系统课程设计 设计名称： 正弦信号的谱分析及提取 姓 名： 学 号: 班 级： 指导教师： 起止日期： 2012.6.4-2012.6.18

西南科技大学信息工程学院制

课告

课 程 设 计 任 务 书

学生班级： 学生姓名： 学号： 设计名称： 正弦信号的谱分析及提取 起止日期： 2012.6.11-2012.6.25 指导教师：

设计要求： 基本要求： 采用matlab或者其他软件工具产生不同频率，不同幅度的两种正弦波信号sin1(

应用Matlab对含噪声语音信号进行频谱分析及滤波

应用Matlab对含噪声的语音信号进行频谱分析及滤波

一、实验内容

录制一段个人自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；在语音信号中增加正弦噪声信号(自己设置几个频率的正弦信号)，对加入噪声信号后的语音信号进行频谱分析；给定滤波器的性能指标，采用窗函数法和双线性变换设计数字滤波器，并画出滤波器的频率响应；然后用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比试听，分析信号的变化。

二、实现步骤

1．语音信号的采集

利用Windows下的录音机，录制一段自己的话音，时间在1 s内。然后在Matlab软件平台下，利用函数wavread对语音信号进行采样，（可用默认的采样频率或者自己设定采样频率）。

2．语音信号的频谱分析

要求首先画出语音信号的时域波形；然后对语音号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性。

在采集得到的语音信号中加入正弦噪声信号，然后对加入噪声信号后的语音号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性。并利用sound试听前后语音信号的不同。

分别设计IIR和FIR滤波器，对加入噪声信号的语音信号进行去噪，画出并分析去噪

1.连续信号的波形表示(单边指数信号、正弦信号、复指数信号、Sinc函数、单位阶跃信号、单位冲击信号)2.信号的基本运算(相加、相乘、反折、移位、尺度变换)3.信号的奇偶分解

实验一：连续信号的时域分析

1.连续信号的波形表示（单边指数信号、正弦信号、复指数信号、Sinc函数、单位阶跃信号、单位冲击信号）

新建M-File:u.m

function y=u(t)

y=(t>0);

end

a>> t=linspace(0,3,1000);

>> y=exp(-t).*cos(10*pi*t).*[u(t-1)-u(t-2)];

>> plot(t,y,'r');

>> grid on;

>> xlabel('t'),ylabel('f(t)')

b>> t=linspace(-5*pi,5*pi,1000);

>> Sa=sin(t)./t;

>> plot(t,Sa);

>> grid on;

>> xlabel('t'),ylabel('Sa(t)')

1.连续信号的波形表示(单边指数信号、正弦信号、复指数信号、Sinc函数、单位阶跃信号、单位冲

数学建模 matlab 聚类分析

用matlab做聚类分析

MATLAB提供了两种方法进行聚类分析：

一、利用clusterdata 函数对数据样本进行一次聚类，这个方法简洁方便，其特点是使用范围较窄，不能由用户根据自身需要来设定参数，更改距离计算方法；

二、步聚类：（1）用pdist函数计算变量之间的距离，找到数据集合中两辆变量之间的相似性和非相似性；（2）用linkage函数定义变量之间的连接；（3）用cophenet函数评价聚类信息；（4）用cluster函数进行聚类。 下边详细介绍两种方法:

1、一次聚类

Clusterdata函数可以视为pdist、linkage与cluster的综合，即Clusterdata函数调用了pdist、linkage和cluster，用来由原始样本数据矩阵X创建系统聚类，一般比较简单。

clusterdata函数的调用格式：T=clusterdata(X,cutoff)

输出参数T是一个包含n个元素的列向量，其元素为相应观测所属类的类序号。输入参数X是n p的矩阵,矩阵的每一行对应一个观测（样品），每一列对应一个变量。Cutoff 为阈值。

（1）当0