基于Matlab信号课程设计

目录

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前言·1 项目概况 ·1 正文·2

3．1 设计的目的与意义·2 3．1．1 设计目的·2 3．1．2 设计意义·2 3．2 设计的目标与总体方案·2 3．2．1 设计目标·3 3．2．2 总体方案·.3 3．3 设计方法与容·3

3．3．1 学习并掌握Matlab软件运行相关程序·3 3．3．2 设计原理·3 3．3．3 详细容·5 3.4 结论·16 4 致·17 5 参考文献·17

前言

《信号与线性系统分析》是电子信息类专业本科生的一门必修专业基础课。通过本门课的学习，使学生能够熟练掌握信号的表示、运算，了解系统的性质及表示；掌握连续系统的时域分析、连续系统的时域响应的求法；熟练掌握卷积、卷积和；了解信号的分解、掌握周期信号的傅立叶级数及频谱、熟练掌握傅立叶变换的性质、线性时不变系统的频域分析、取样定理；掌握拉普拉斯变换、熟练掌握拉普拉斯变换的性质、复频域分析；掌握离散信号的z变换、熟练掌握z变换的性质；在学生完成本课程的学习后，能够进行线性系统的分析工作，并为后续《数字信号处理》、《通信原理》、《自动控制原理》、《随机信号分析》等课程的学习奠定理论基础。

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的特点有：

1高效的数值计算和符号计算功能，使我们从繁杂的数学运算分析中解脱出来； 2完备的图形处理功能，实现计算结果和编程的可视化；

3友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言，易于学习和掌握； 4功能丰富的应用工具箱，为我们提供了大量方便实用的处理工具；

MATLAB的这些特点，深受大家欢迎，由于个人电脑地普及，目前许多学校已将它做为本科生必须掌握的一种软件。

此次课程设计是在MATLAB软件下进行LTI连续系统时域分析仿真，有助于我对连续信号的分析和进一步的理解。Matlab如此强大的功为此次求解连续系统的零状态响应、零输入响应、冲激响应以及阶跃响应等各种信号提供了很不错的视觉效果，这对我们有很大的学习有很大帮助。

项目概况

此次我所做的信号与系统课程设计的题目是，能够在MATLAB软件运行环境下，进行连续系统的分析。

此次课程设计的设计容是：根据连续系统分析原理，利用MATLAB软件求解连续系统零输入响应、零状态响应、冲激响应、阶跃响应，系统的频率特性分析以及求解零极点并判断系统的稳定性等。

此次课程设计的相关函数有：冲激响应函数impulse(b,a)，阶跃响应step(b,a)，零状

态响应lsim(b,a,x,t)，零输入响应initial（b，a，x，t），频率函数freqs（b，a，w），求解零极点函数pzmap（sys）。

在开始做这次课程设计的时候，首先要先对MATLAB软件进行相关的了解和认识，会使用MATLAB软件的一些基本常用函数，能够对MATLAB软件进行程序操作。同时学会利用MATLAB软件能对课本上的知识进行验证，能够在MATLAB软件下编写函数程序，运行程序，然后与书本上的信号的求解进行对照分析和比较。在对MATLAB软件进行一定的了解和运用之后，再开始做此次课程设计的容——连续系统的分析，用MATLAB软件对此次课程设计的系统零状态响应、零输入响应、冲激响应及阶跃响应进行绘图求解，并且记录其分析过程。对所做的连续系统分析课程设计完成以后撰写论文，说明自己的实习过程和实习心得等容。

正文

3.1 设计的目的与意义

3.1.1 设计的目的

通过本设计，熟悉信号的变换和运算能力，具有对信号的时域和频域的分析能力，知道信号的发送、传输和接受的过程，要会根据信号的传输指标要求，设计能完成某种功能的电路系统，并且整个系统物理可实现性和对信号的不失真传输进行检验。

（1）熟悉并熟练掌握常用于二阶连续系统时域分析的MATLAB函数及Simulink仿真技术；

（2）掌握系统的单位冲激响应、单位阶跃响应、零输入响应及零状态响应的概念，掌握系统单位冲激响应、单位阶跃响应、零输入响应及零状态响应的表达式及其物理意义，掌握单位冲激响应、单位阶跃响应、零输入响应及零状态响应的计算方法及其基本性质；

（3）掌握MATLAB描述系统的常用方法及有关函数，并学会利用MATLAB求解LTI系统响应，绘制相应曲线。

（4）掌握系统频率特性的有关概念，了解其物理意义，掌握求解系统频率特性的相关方法。

（5）学会使用MATLAB求解系统频率特性的函数，并绘制出相关的幅频及相频特性曲线。 （6）掌握系统稳定性的判断方法，了解并学会求解系统零极点的方法。

（7）学会使用MATLAB求解零极点并判断系统稳定性的方法，并绘出相关的零极点图。 基本要求：掌握用MATLAB描述连续时间信号的方法，能够编写MATLAB程序，实现各种信号的时域变换和运算，并且以图形的方式再现各种信号的波形。掌握线性时不变连续系统的时域数学模型用MATLAB描述的方法，掌握零状态、零输入、阶跃响应及冲激响应等方程的求解编程，熟悉信号的转换和运算，并能对信号进行分析；会根据信号的传输和课题的要求，设计完成某功能的子系统；通过实验，熟悉信号的时域和频域的分析方法并掌握分析结果的方法；要在计算机上能模拟信号与系统分析的基本流程，进行系统分析。 3.1.2 设计意义

通过此次课程设计能使我掌握一些MATLAB软件的操作方法，会编写MATLAB程序，并能够利用MATLAB求解此次课程设计所要求的各种系统响应、频率特性及零极点，并能绘制出相关的波形图。掌握了信号的时域分析方法及分析试验结果的方法，对原本不是特别理解的地方，通过此次课程设计也有了进一步的了解和理解。并且，学会了MATLAB的操作方法，对以后学习相关的课程，会带来更多的方便，也有利于这些课程的掌握学习。此次课程设计