信号系统课程设计
姓名：##
专业：电子信息科学技术
班级：电子班
学号：
MATLAB概述
1入门操作
科技研究工程应中科技员常常会遇量科学计算数值分析高效快捷完成数值计算分析开发出众数学类科技应软件MATLAB中佼佼者MATLAB卓越数值计算功图形视化功专业级符号计算视化建模仿真力根满足科学员工程数学计算求科技员繁重数学运算中解脱出成国际公认优秀科技应软件
MATLAB包数十选工具箱组成特信号处理工具箱已成信号处理领域科技员力助手工具MATLAB基数结构矩阵MATLAB解决关矩阵量数值计算分析问题标量基数结构 C语言Fortran语言更加高效快捷MATLAB具强数视化功矩阵数进行二维三维四维视化直接表现丰富图处理渲染种图形控制表现功科技员量原始数分析处理变轻松心应手外VBVC等软件提供界面设计工具相类似MATLAB户提供功强集成图形户界面开发环境——GUIDE通GUIDE户方便快捷设计图形户界面开发应程序MATLAB述特点深受工程技术员科技专家欢迎目前MATLAB已成科学研究教学产品设计开发计算机辅助仿真标准工具软件国外高等院校MATLAB作科生研究生必须掌握基础软件国许理工院校已MATLAB列学生必须掌握工具软件软件引进相关课程教学中
MATLAB命令窗口基操作：MATLAB通命令行方式户进行交互户需命令窗口中输入MATLAB命令回车键系统便执行相应命令时出运行结果高级语言样MATLAB变量变量保存数（矩阵）MATLAB求户创建变量时进行变量声明户工作空间创建新变量MATLAB会动根变量存储数决定变量数类型该变量分配适存空间MATLAB中数值采惯十进制表示科学计数法莱表示数值MATLAB采命令行式表达式语言命令行条语句户命令窗口中输入命令回车键该命令MATLAB系统解释方式执行命令执行产生矩阵保存MATLAB工作空间中
2数值运算符号运算
矩阵MATLAB基数结构元素MATLAB部分运算命令矩阵运算意义执行MATLAB中矩阵普通数学意义矩阵标量者量数组MATLAB中非常重概念标表示次序标量数集合数集合角度二维数组矩阵没什运算角度矩阵运算数组运算遵循运算规MATLAB包含完备函数库户直接调函数完成种数值计算分析工作函数函数名参数（默认）组成函数名命名规变量相MATLAB符号运算语言Maple结合户提供集符号运算符号视化体强符号运算功数值数值变量数值表示种数值计算符号常量变量符号函数等代数微积分等运算法进行运算出解析表达结果
3程序设计语言
MATLAB语言MATLAB系统组成部分具完备流程控制函数调数输入输出面象编程等功种高效矩阵基数结构解释性高级编程语言MATLAB语言表达式实际应中数学表达式十分相似MATLAB编写程序犹便签列写公式求解语法简单易学户花太长时间编写出解决复杂工程应数值计算问题MATLAB程序编译链接编程效率远远高高级语言高级语言相似MATLAB通运行MATLAB语句执行户指定操作
4数图形视化
MATLAB提供强图形绘制功户方便简捷绘制图形更直观形象解决问题通常户需指定绘图方式提供绘图数利MATLAB提供丰富二维三维图形函数绘制出需图形
MATLAB图形系统建立诸线画等图形象集合基础户通设置象特征控制图形MATLB绘出图形提供种修饰方法图形更加美观精确
二电子信息类课程中应
1MATLAB 应信号线性系统分析理解
目前MATLAB已成数学信号处理通信原理动控制原理等电类专业重基础课程首选实验台学生言效学途径结合某专业课程学掌握该软件编程基信号系统课程电类专业中基础位开课时间该课程学生学掌握MATLAB佳切入点
2MATLAB 应信号线性系统分析基程（应举例分析）
例81
已知描述某连续系统微分方程
y(t)＇＇+2y(t)＇+y(t)f(t)＇+2f(t)
试MATLAB该系统输入信号f(t)时系统响应y(t)进行仿真绘出系统响应输入信号时域波形
解：
a[1 2 1]
b[1 2]
systf(ba) 定义系统函数象
p001 定义采样时间间隔
t0p5 定义时间范围量
fexp(2*t) 定义输入信号
lsim(sysft) 系统输出信号进行仿真
仿真结果：
三MATLAB完成项目
课程设计求：
1五项目
2项完成标准：题目程序结果
图形（ 印）
3分析讨结果（图形）物理含义
()基图形
P66 图314
题目：ezmesh()函数绘制f(xy)x*exp(x^2y^2)曲线
（1）程序代码：
syms x y 变量列表
f＇x*exp(x^2y^2)＇ 表达式
ezmesh(f) 绘制函数
默认绘制范围2*pi（2）图形：
（3）物理含义：
P94 图512
题目：函数f(xy)x*exp(x^2y^2)meshgrid()命令生成绘图数plot3()命令绘制图形
（1）程序代码：
[XY]meshgrid([2012]) meshgrid()命令生成绘图数
ZX*exp(X^2Y^2) 利函数公式计算z坐标
plot3(XYZ)
grid on
（2）图形：
（3）物理含义：
(二)LTI系统时域分析
P187
题81 (1)(改写版)
题目：已知描述连续时间系统微分方程激励信号f(t)：
y＇＇(t)+3y＇(t)+2y(t)2f＇(t)+6f(t)f(t)eu(t)
(1)程序代码：
a[1 3 2]
b[0 2 6] 定义离散系统
systf(ba) 调tf函数生成系统函数象sys
p01 定义采样时间间隔
t0p10 定义时间范围量
fexp(2*t) 定义输入信号
ylsim(sysft) 求出系统响应数值解
plot(ty)
(2)图形：
(3)物理含义：
(三)连续系统频域分析
P247 例题1014
题目：图常见RLC元件构造二阶高通滤波器MATLAB求频率响应H(jw)绘制幅度响应相位响应曲线
解：
电路频率响应函数：
H(jw)
设RL04HC005F R2Ω截止频率
Wc
丨H(jw)丨丨wwcwwc≈0707
LCR值代入H(jw)表达式
H(jw)
（1）程序代码：
dm10502
二阶高通滤波器频率响应
b[004 0 0] 生成量b
a[004 04 2] 生成量a
[hw]freqs(ba100) 求频率响应函数H(jw)设定100频率点
h1abs(h) 求幅频响应
h2angle(h) 求相频响应
subplot(211)
plot(wh1)
hold on
plot([70711 70711][0 0707]＇＇) 截止频率位置
plot([0 70711][0707 0707]＇＇)
axis([0 40 0 11])
grid
xlabel(＇角频率(＼omega)＇)
ylabel(＇幅度＇)
title(＇H(j＼omega)幅频特性＇)
subplot(212)
plot(wh2*180pi)
axis([0 40 0 200])
grid
xlabel(＇角频率(＼omega)＇)
ylabel(＇相位(度)＇)
title(＇H(j＼omega)相频特性＇)
END
（2）图形：
（3）物理含义：图出w0增时该高通滤波器幅度0开始升ww70711时幅度等0707w>w进入通带
(四)连续系统复频域分析
例121 （1）
P267
题目：已知连续时间信号f(t)相函数：
F(s)(4s+5)(s+5s+6)
(1)程序代码：
syms s 定义复变量s
L(4*s+5)(s^2+5*s+6) 定义拉普拉斯变换(函数)符号表达式
Filaplace(L) 计算拉普拉斯逆变换
(2) 运行结果
>> Syms s
L(4*s+5)(s^2+5*s+6)
Filaplace(L)
F 7*exp(3*t)3*exp(2*t)
（3）物理意义：程序运行结果F(s)拉普拉斯变换
f(t)(7e3e)u(t)
例122
P270
题目：已知连续时间信号f(t)拉普拉斯变换：
F(s)(s+1)*(s+4)[s*(s+2)*(s+3)]
试MATLAB实现部分分式展开求拉普拉斯逆变换f(t)
(1)程序代码：
a[1 5 4] 定义拉普拉斯变换分子项式行量a
b[1 5 6 0] 定义拉普拉斯变换分母项式行量b
[kpc]residue(ab) 计算部分分式展开系数kc拉普拉斯变换极点p
(2)运行结果：
>> a[1 5 4]
b[1 5 6 0]
[kpc]residue(ab)
k
06667
10000
06667
p
30000
20000
0
c
[]
（3）物理含义：述程序运行结果F(s)三单实极点p3p2
p0应部分分式展开系数kk1kF(s)部分分式展开结果F(s)直接求该信号拉普拉斯逆变换
f(t)()u(t)
(五)离散系统函数分析
例132 （1）
P312
题目：已知果离散时间序列x(n)z变换X(z)：
X(z)z^2[(z+1)*(z2)]
试利MATLAB分求离散时间序列x(n)时域表达式
(1)程序代码：
dm13105
计算逆z变换
syms z 定义符号变量z
Z(z^2)((z+1)*z2) 定义z变换符号表达式Z
Xiztrans(Z) 计算Z逆z变换符号表达式X
(2)运行结果：
>> syms z
Z(z^2)((z+1)*z2)
Xiztrans(Z)
X
23*(2)^n+13
（3）物理含义：程序运行结果离散时间序列x(n)
x(n)[]u(n)
例133
P315
题目：已知某离散时间系统系统函数示：
H(z)z^2[(z05)*(z025)]
试MATLAB求该系统单位序列响应h(n)绘出h(n)时域波形观察时域特性根h(n)时域波形判断系统否稳定
(1)程序代码：
dm130106
计算逆z变换
B[1 0 0] 定义z变换分子项式系数量B注意缺项补零
Aplot([0 05 025]) 定义z变换分母项式系数量A
[rpk]residue(BA) 计算部分分式展开系数量r极点位置量p
项式系数量k
n1020 定义离散时间量n
u[zeros(110) ones(121)] 产生序列
h(4*(12)^n2*(14)^n)*u 产生序列响应h
stem(nh’filled’) 产生序列响应h时域波形
title(单位序列相应h(n)’) 定义标题
xlabel(n’) 定义横坐标
(2)运行结果：>>B
2 0 0
A
10000 07500 01250 0
（3）物理含义：图出系统单位序列响应时间增加指数规律衰减果序列满足时域绝条件该系统稳定系统
例1310 (1)
P340
题目：已知离散系统函数：
H(z)34*(z1)(z12)
试MATLAB绘出系统幅频特性曲线观察分析系统频率特性
(1)程序代码：
num1[1 1] 定义系统分子项式系数量
num1num1*34 定义系统分母项式系数量
den1[1 12]
[H1w1]freqz(num1den1) 计算系统频率响应样值
H1mabs(H1) 计算频率响应样值
w1w1pi 化角频率
plot(w1H1m) 绘制系统幅频特性曲线
title(＇幅频特性曲线＇)
xlabel(＇＼theta＼pi＇)
ylabel(＇Magnitude＇)
（2）图形：
（3）物理含义：系统幅频响应特性曲线进行观察分析
出该系统呈高通特性数字高通滤波器
课程设计总结：
请行编写
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专业：电子信息科学技术
班级：电子班
学号：
MATLAB概述
1入门操作
科技研究工程应中科技员常常会遇量科学计算数值分析高效快捷完成数值计算分析开发出众数学类科技应软件MATLAB中佼佼者MATLAB卓越数值计算功图形视化功专业级符号计算视化建模仿真力根满足科学员工程数学计算求科技员繁重数学运算中解脱出成国际公认优秀科技应软件
MATLAB包数十选工具箱组成特信号处理工具箱已成信号处理领域科技员力助手工具MATLAB基数结构矩阵MATLAB解决关矩阵量数值计算分析问题标量基数结构 C语言Fortran语言更加高效快捷MATLAB具强数视化功矩阵数进行二维三维四维视化直接表现丰富图处理渲染种图形控制表现功科技员量原始数分析处理变轻松心应手外VBVC等软件提供界面设计工具相类似MATLAB户提供功强集成图形户界面开发环境——GUIDE通GUIDE户方便快捷设计图形户界面开发应程序MATLAB述特点深受工程技术员科技专家欢迎目前MATLAB已成科学研究教学产品设计开发计算机辅助仿真标准工具软件国外高等院校MATLAB作科生研究生必须掌握基础软件国许理工院校已MATLAB列学生必须掌握工具软件软件引进相关课程教学中
MATLAB命令窗口基操作：MATLAB通命令行方式户进行交互户需命令窗口中输入MATLAB命令回车键系统便执行相应命令时出运行结果高级语言样MATLAB变量变量保存数（矩阵）MATLAB求户创建变量时进行变量声明户工作空间创建新变量MATLAB会动根变量存储数决定变量数类型该变量分配适存空间MATLAB中数值采惯十进制表示科学计数法莱表示数值MATLAB采命令行式表达式语言命令行条语句户命令窗口中输入命令回车键该命令MATLAB系统解释方式执行命令执行产生矩阵保存MATLAB工作空间中
2数值运算符号运算
矩阵MATLAB基数结构元素MATLAB部分运算命令矩阵运算意义执行MATLAB中矩阵普通数学意义矩阵标量者量数组MATLAB中非常重概念标表示次序标量数集合数集合角度二维数组矩阵没什运算角度矩阵运算数组运算遵循运算规MATLAB包含完备函数库户直接调函数完成种数值计算分析工作函数函数名参数（默认）组成函数名命名规变量相MATLAB符号运算语言Maple结合户提供集符号运算符号视化体强符号运算功数值数值变量数值表示种数值计算符号常量变量符号函数等代数微积分等运算法进行运算出解析表达结果
3程序设计语言
MATLAB语言MATLAB系统组成部分具完备流程控制函数调数输入输出面象编程等功种高效矩阵基数结构解释性高级编程语言MATLAB语言表达式实际应中数学表达式十分相似MATLAB编写程序犹便签列写公式求解语法简单易学户花太长时间编写出解决复杂工程应数值计算问题MATLAB程序编译链接编程效率远远高高级语言高级语言相似MATLAB通运行MATLAB语句执行户指定操作
4数图形视化
MATLAB提供强图形绘制功户方便简捷绘制图形更直观形象解决问题通常户需指定绘图方式提供绘图数利MATLAB提供丰富二维三维图形函数绘制出需图形
MATLAB图形系统建立诸线画等图形象集合基础户通设置象特征控制图形MATLB绘出图形提供种修饰方法图形更加美观精确
二电子信息类课程中应
1MATLAB 应信号线性系统分析理解
目前MATLAB已成数学信号处理通信原理动控制原理等电类专业重基础课程首选实验台学生言效学途径结合某专业课程学掌握该软件编程基信号系统课程电类专业中基础位开课时间该课程学生学掌握MATLAB佳切入点
2MATLAB 应信号线性系统分析基程（应举例分析）
例81
已知描述某连续系统微分方程
y(t)＇＇+2y(t)＇+y(t)f(t)＇+2f(t)
试MATLAB该系统输入信号f(t)时系统响应y(t)进行仿真绘出系统响应输入信号时域波形
解：
a[1 2 1]
b[1 2]
systf(ba) 定义系统函数象
p001 定义采样时间间隔
t0p5 定义时间范围量
fexp(2*t) 定义输入信号
lsim(sysft) 系统输出信号进行仿真
仿真结果：
三MATLAB完成项目
课程设计求：
1五项目
2项完成标准：题目程序结果
图形（ 印）
3分析讨结果（图形）物理含义
()基图形
P66 图314
题目：ezmesh()函数绘制f(xy)x*exp(x^2y^2)曲线
（1）程序代码：
syms x y 变量列表
f＇x*exp(x^2y^2)＇ 表达式
ezmesh(f) 绘制函数
默认绘制范围2*pi
（3）物理含义：
P94 图512
题目：函数f(xy)x*exp(x^2y^2)meshgrid()命令生成绘图数plot3()命令绘制图形
（1）程序代码：
[XY]meshgrid([2012]) meshgrid()命令生成绘图数
ZX*exp(X^2Y^2) 利函数公式计算z坐标
plot3(XYZ)
grid on
（2）图形：
（3）物理含义：
(二)LTI系统时域分析
P187
题81 (1)(改写版)
题目：已知描述连续时间系统微分方程激励信号f(t)：
y＇＇(t)+3y＇(t)+2y(t)2f＇(t)+6f(t)f(t)eu(t)
(1)程序代码：
a[1 3 2]
b[0 2 6] 定义离散系统
systf(ba) 调tf函数生成系统函数象sys
p01 定义采样时间间隔
t0p10 定义时间范围量
fexp(2*t) 定义输入信号
ylsim(sysft) 求出系统响应数值解
plot(ty)
(2)图形：
(3)物理含义：
(三)连续系统频域分析
P247 例题1014
题目：图常见RLC元件构造二阶高通滤波器MATLAB求频率响应H(jw)绘制幅度响应相位响应曲线
解：
电路频率响应函数：
H(jw)
设RL04HC005F R2Ω截止频率
Wc
丨H(jw)丨丨wwcwwc≈0707
LCR值代入H(jw)表达式
H(jw)
（1）程序代码：
dm10502
二阶高通滤波器频率响应
b[004 0 0] 生成量b
a[004 04 2] 生成量a
[hw]freqs(ba100) 求频率响应函数H(jw)设定100频率点
h1abs(h) 求幅频响应
h2angle(h) 求相频响应
subplot(211)
plot(wh1)
hold on
plot([70711 70711][0 0707]＇＇) 截止频率位置
plot([0 70711][0707 0707]＇＇)
axis([0 40 0 11])
grid
xlabel(＇角频率(＼omega)＇)
ylabel(＇幅度＇)
title(＇H(j＼omega)幅频特性＇)
subplot(212)
plot(wh2*180pi)
axis([0 40 0 200])
grid
xlabel(＇角频率(＼omega)＇)
ylabel(＇相位(度)＇)
title(＇H(j＼omega)相频特性＇)
END
（2）图形：
（3）物理含义：图出w0增时该高通滤波器幅度0开始升ww70711时幅度等0707w>w进入通带
(四)连续系统复频域分析
例121 （1）
P267
题目：已知连续时间信号f(t)相函数：
F(s)(4s+5)(s+5s+6)
(1)程序代码：
syms s 定义复变量s
L(4*s+5)(s^2+5*s+6) 定义拉普拉斯变换(函数)符号表达式
Filaplace(L) 计算拉普拉斯逆变换
(2) 运行结果
>> Syms s
L(4*s+5)(s^2+5*s+6)
Filaplace(L)
F 7*exp(3*t)3*exp(2*t)
（3）物理意义：程序运行结果F(s)拉普拉斯变换
f(t)(7e3e)u(t)
例122
P270
题目：已知连续时间信号f(t)拉普拉斯变换：
F(s)(s+1)*(s+4)[s*(s+2)*(s+3)]
试MATLAB实现部分分式展开求拉普拉斯逆变换f(t)
(1)程序代码：
a[1 5 4] 定义拉普拉斯变换分子项式行量a
b[1 5 6 0] 定义拉普拉斯变换分母项式行量b
[kpc]residue(ab) 计算部分分式展开系数kc拉普拉斯变换极点p
(2)运行结果：
>> a[1 5 4]
b[1 5 6 0]
[kpc]residue(ab)
k
06667
10000
06667
p
30000
20000
0
c
[]
（3）物理含义：述程序运行结果F(s)三单实极点p3p2
p0应部分分式展开系数kk1kF(s)部分分式展开结果F(s)直接求该信号拉普拉斯逆变换
f(t)()u(t)
(五)离散系统函数分析
例132 （1）
P312
题目：已知果离散时间序列x(n)z变换X(z)：
X(z)z^2[(z+1)*(z2)]
试利MATLAB分求离散时间序列x(n)时域表达式
(1)程序代码：
dm13105
计算逆z变换
syms z 定义符号变量z
Z(z^2)((z+1)*z2) 定义z变换符号表达式Z
Xiztrans(Z) 计算Z逆z变换符号表达式X
(2)运行结果：
>> syms z
Z(z^2)((z+1)*z2)
Xiztrans(Z)
X
23*(2)^n+13
（3）物理含义：程序运行结果离散时间序列x(n)
x(n)[]u(n)
例133
P315
题目：已知某离散时间系统系统函数示：
H(z)z^2[(z05)*(z025)]
试MATLAB求该系统单位序列响应h(n)绘出h(n)时域波形观察时域特性根h(n)时域波形判断系统否稳定
(1)程序代码：
dm130106
计算逆z变换
B[1 0 0] 定义z变换分子项式系数量B注意缺项补零
Aplot([0 05 025]) 定义z变换分母项式系数量A
[rpk]residue(BA) 计算部分分式展开系数量r极点位置量p
项式系数量k
n1020 定义离散时间量n
u[zeros(110) ones(121)] 产生序列
h(4*(12)^n2*(14)^n)*u 产生序列响应h
stem(nh’filled’) 产生序列响应h时域波形
title(单位序列相应h(n)’) 定义标题
xlabel(n’) 定义横坐标
(2)运行结果：>>B
2 0 0
A
10000 07500 01250 0
（3）物理含义：图出系统单位序列响应时间增加指数规律衰减果序列满足时域绝条件该系统稳定系统
例1310 (1)
P340
题目：已知离散系统函数：
H(z)34*(z1)(z12)
试MATLAB绘出系统幅频特性曲线观察分析系统频率特性
(1)程序代码：
num1[1 1] 定义系统分子项式系数量
num1num1*34 定义系统分母项式系数量
den1[1 12]
[H1w1]freqz(num1den1) 计算系统频率响应样值
H1mabs(H1) 计算频率响应样值
w1w1pi 化角频率
plot(w1H1m) 绘制系统幅频特性曲线
title(＇幅频特性曲线＇)
xlabel(＇＼theta＼pi＇)
ylabel(＇Magnitude＇)
（2）图形：
（3）物理含义：系统幅频响应特性曲线进行观察分析
出该系统呈高通特性数字高通滤波器
课程设计总结：
请行编写
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