信號(hào)與系統(tǒng)分析上機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

1、信號(hào)與系統(tǒng)分析上機(jī)買(mǎi)驗(yàn)指導(dǎo)吳冬梅閆紅梅石崟編西安科技大學(xué)2006年3月信號(hào)與系統(tǒng)分析i:機(jī)指導(dǎo)刖言“信號(hào)與系統(tǒng)分析”課程是電子與通信類(lèi)專(zhuān)業(yè)的主要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課z_,該課程是將學(xué)生 從電路分析的知識(shí)領(lǐng)域引入信號(hào)處理與傳輸領(lǐng)域的關(guān)鍵性課程，對(duì)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課起著承上啟下 的作用。該課程的基本方法和理論大量應(yīng)用于計(jì)算機(jī)信息處理的各個(gè)領(lǐng)域,特別是通信、數(shù) 字涪音處理、數(shù)字圖像處理、數(shù)字信號(hào)分析等領(lǐng)域，應(yīng)用更為廣泛。因此，讓學(xué)生學(xué)握對(duì)信 號(hào)與系統(tǒng)進(jìn)行分析的基木方法和理論，無(wú)論對(duì)今后專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)，述是學(xué)生畢業(yè)后從事專(zhuān)業(yè) 工作的能力，都具有重要的意義。長(zhǎng)期以來(lái)，''信號(hào)系統(tǒng)分析”課程一直采用黑板式的單

2、i教學(xué)方式，學(xué)生僅依靠做習(xí)題來(lái) 鞏i占i和理解教學(xué)內(nèi)容，對(duì)課程中大量的應(yīng)用性較強(qiáng)的內(nèi)容不能實(shí)際動(dòng)手設(shè)計(jì)、調(diào)試、分析， 嚴(yán)重彩響和制約了教學(xué)效果。因此，該課程迫切需要進(jìn)行教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革，即在 改進(jìn)教學(xué)方法和調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的同時(shí),實(shí)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，以計(jì)斃機(jī)輔助教學(xué)手段，用信號(hào) 分析的軟件幫助學(xué)生完成數(shù)值計(jì)算、信號(hào)與系統(tǒng)分析的可視化建模及仿真調(diào)試，培養(yǎng)學(xué)生主 動(dòng)獲取知識(shí)和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力，為學(xué)習(xí)后繼專(zhuān)業(yè)課打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。matlab語(yǔ)言在矩陣運(yùn)算和數(shù)值計(jì)算等方而具有強(qiáng)大的功能，非常直觀、簡(jiǎn)潔，且效率高, 交互性好，因而它在科學(xué)與丁程計(jì)算方面的優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的。采用matlab語(yǔ)言作為編程工

3、 具，便于學(xué)生快速學(xué)握和進(jìn)行白主創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)。本上機(jī)指導(dǎo)書(shū)主耍山九個(gè)實(shí)驗(yàn)組成，內(nèi)容包括：matlab的基本使用；信號(hào)的表示及可視 化；信號(hào)的時(shí)域運(yùn)算、時(shí)域變換及matlab實(shí)現(xiàn)：離散序列卷積和的matlab實(shí)現(xiàn)：周期信號(hào) 傅里葉級(jí)數(shù)；傅立葉變換及性質(zhì)：利ju matlab分析系統(tǒng)的頻率特性；拉普拉斯變換及其曲面 圖；離散系統(tǒng)的零極點(diǎn)分析。本指導(dǎo)書(shū)山石崟、閆紅梅共同編寫(xiě)，吳冬梅負(fù)責(zé)全書(shū)的修改審訂。在編寫(xiě)過(guò)程中得到通 信學(xué)院教師的大力支持,在此-并表示感謝！市于作者水平有限，木書(shū)難免會(huì)有錯(cuò)誤與不足之處，歡迎讀者對(duì)木書(shū)提出批評(píng)和建議。 來(lái)信請(qǐng)寄:西安科技大學(xué)51信箱(郵編710054),閆紅梅;電話

4、:(029) 85580827：電子郵 箱：yhm523163. com作者2006.2實(shí)驗(yàn)一matlab的基本使用1實(shí)驗(yàn)二信號(hào)的表示及可視化18實(shí)驗(yàn)三信號(hào)的時(shí)域運(yùn)算、時(shí)域變換及matlab實(shí)現(xiàn)27實(shí)驗(yàn)四離散序列卷積和的matlab實(shí)現(xiàn)34實(shí)驗(yàn)五周期信號(hào)傅里葉級(jí)數(shù)39實(shí)驗(yàn)六傅里葉變換及其性質(zhì)46實(shí)驗(yàn)七利用matlab分析系統(tǒng)的頻率特性50實(shí)驗(yàn)八拉普拉斯變換及其曲面圖54實(shí)驗(yàn)九離散系統(tǒng)的零極點(diǎn)分析58參考文獻(xiàn)63實(shí)驗(yàn)一 matlab的基本使用【一】實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解matalb程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的基本特點(diǎn)，熟悉matlab軟件的運(yùn)行環(huán)境；2掌握變量、函數(shù)等有關(guān)概念，掌握m文件的創(chuàng)建、保存、打開(kāi)的方法，

5、初步具備將一 般數(shù)學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)計(jì)算機(jī)模型處理的能力；3. 學(xué)握二維圖形繪制的方法，并能川這些方法實(shí)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果的可視化?！径縨atlab的基礎(chǔ)知識(shí)一. matlab 簡(jiǎn)介matlab是由美國(guó)math works公司推出的軟件產(chǎn)品。matlab是"mairic laboratory 的縮寫(xiě)，意及“矩陣實(shí)驗(yàn)室”。matlab是一完整的并可擴(kuò)展的計(jì)算機(jī)環(huán)境，是一種進(jìn)行科學(xué) 和工程計(jì)算的交互式程序語(yǔ)言。它的基木數(shù)據(jù)單元是不需要指定維數(shù)的矩陣，它可直接用于 表達(dá)數(shù)學(xué)的算式和技術(shù)概念,而普通的高級(jí)語(yǔ)言只能對(duì)一個(gè)個(gè)具體的數(shù)據(jù)單元進(jìn)行操作。因 此 解決同樣的數(shù)值計(jì)算問(wèn)題，使用matlab耍比使用

6、basic、fortran和c語(yǔ)言等捉高效率 許多倍。許多人贊譽(yù)它為萬(wàn)能的數(shù)學(xué)“演算紙”。matlab采用開(kāi)放式的環(huán)境，你可以讀到它 的算法，并能改變當(dāng)前的函數(shù)或增添你口己編寫(xiě)的函數(shù)。在歐美的大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)中， matlab是一種非常流行的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，許多重要的學(xué)術(shù)刊物匕發(fā)表的論文均是用matlab 來(lái)分析計(jì)算以及繪制出各種圖形。它還是一種有利的教學(xué)工具，它在大學(xué)的線性代數(shù)課程以 及其它領(lǐng)域的高一級(jí)課程的教學(xué)中，l2成為標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)工具。二. matlab的啟動(dòng)和退出1. matlab的啟動(dòng)有如下兩種方式：方式一：雙擊操作系統(tǒng)桌面上的matlab快捷方式，即可啟動(dòng)并打開(kāi)matlab命令窗 口。方

7、式二：?jiǎn)螕簟鹃_(kāi)始】菜單，依次指向【程序】一【matlab - matlab 6.5即可 心動(dòng)并打開(kāi)matlab命令窗口。2. matlab的退出退出matlab非常簡(jiǎn)單，只需在matlab命令窗口內(nèi)鍵入命令quit或單擊命令窗口的 【關(guān)閉】按扭即可。三. matlab使用界面簡(jiǎn)介打開(kāi)matalb后，缺省的操作桌面如圖i所示。常川的有命令窗、歷史命令窗、當(dāng)前 門(mén)錄瀏覽器、工作空間瀏覽器、和交互界面分類(lèi)目錄窗5個(gè)窗口。如圖1所示。i. 命令窗(command window)該窗缺省地處在matlab桌而的右側(cè)，該窗功能足進(jìn)行各種matlab操作的主耍窗口。在該窗內(nèi)，可鍵入各種送給matlab運(yùn)作的

8、指令、函數(shù)、表達(dá)式；顯示除圖形外的所 有運(yùn)算結(jié)果。圖1.1 matlab操作桌面的缺省外貌2. 丿力史命令窗(command history)該窗缺省地處于matlab桌啲的左下方前臺(tái)。該窗記錄ll經(jīng)運(yùn)作過(guò)的指令、函數(shù)、表 達(dá)式；允許用戶(hù)對(duì)它們進(jìn)行選擇復(fù)制、重運(yùn)行、及產(chǎn)住m文件。3. 當(dāng)前目錄瀏覽器(cunenl directory browser)該瀏覽器缺省地位于matlab桌面左下方的后臺(tái)。在此交互界面中，可以進(jìn)行當(dāng)前h 錄的設(shè)置；展示和應(yīng)口錄上的m、mdl等文件；復(fù)制、編輯和運(yùn)行m文件；裝載mat數(shù) 據(jù)文件。4. t作空間瀏覽器(workspace browser)該交互界面缺省地位于

9、matlab桌面的左上方后臺(tái)。該窗口列出matlab工作空間 中所有的變量名、大小、字節(jié)數(shù)；在該窗屮，可對(duì)變量進(jìn)行觀察、編輯、提取和保存。5. 交互界而分類(lèi)u錄窗(launch pad)該交互界面缺省地位于matlab桌面的左上方前臺(tái)。該窗以可展開(kāi)的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)列肴 matlab提供的所有交互界面，包括：幫助界而、演示界面、各種應(yīng)用交互界面。用戶(hù)若 雙擊該樹(shù)狀結(jié)構(gòu)上的分類(lèi)圖標(biāo)，就可展現(xiàn)出相應(yīng)的交互界面。四. 幫助信息的獲取matlab里有以下幾種方法可獲得幫助：幫助命令(help)、look for命令、幫助窗口 (help window)、幫助桌血(help desk)在線幫助頁(yè)或直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連

10、接到maihworks公司。1. 幫助命令(help)幫助命令是查詢(xún)函數(shù)相關(guān)信息的最直接方式，信息會(huì)直接顯示在命令窗口屮。如杲你知 道要找的題材(topic)是什么,直接鍵入help <topic>o例1-1例如在命令窗口鍵入help sin ,會(huì)出現(xiàn)如下解釋?zhuān)簊in sine.sin(x) is the sine of the elements of x.overloaded methodshelp sym/sin.m2. lookfor 命令它可以從你鍵入的關(guān)鍵字(即使這個(gè)關(guān)鍵字并不是matlab的指令)列出所有相關(guān)的題 材，和help相比，lookfor所能覆蓋的范圍更寬，可

11、查找到包含在某個(gè)主題屮的所有詞組或短 語(yǔ)。例1-2例如在命令窗口鍵入lookfor sin會(huì)顯示：java.m: %using java from within matlabsyntax.m: % you can enter matlab commands using either a function subsindex subscript index.isinf true for infinite elementsacos inverse cosineacosh inverse hyperbolic cosine.asin inverse sine.asinh inverse hyperb

12、olic sine.cos cosine cosh hyperbolic cosine.sin sine.3. 幫助窗口 (help window)幫助窗口提供與幫助命令相同的信息，但窗口式的幫助界而更為方便直接。在matlab 命令窗口中有三種方法進(jìn)入幫助窗口： 選取幫助菜單里的“help window”項(xiàng)雙擊菜單條上的問(wèn)號(hào)按鈕鍵入 helpwin4. 幫助桌面(helpdesk)通過(guò)在命令窗口屮選擇幫助菜單的“help desk"選項(xiàng)后健入help desk命令即可進(jìn)入幫助 桌面。這兩種方法都會(huì)門(mén)動(dòng)啟動(dòng)瀏覽器，用戶(hù)可利用瀏覽器的功能來(lái)瀏覽幫助。5. 在線幫助頁(yè)幫助桌面的在線幫助均

13、有相應(yīng)的pdf格式文件，可以用adobe acrobat reader瀏覽器打開(kāi)。 可以方便的翻頁(yè)和查找。用戶(hù)選中幫助桌面的關(guān)于pdf格式文件的選項(xiàng)，或是在命令窗口鍵 入doc,便會(huì)口動(dòng)打開(kāi)文件。6. mathworks 網(wǎng)站對(duì)于已連入internet的用戶(hù)，可通過(guò)helpdesk直接訪問(wèn)math works公司的網(wǎng)站 詢(xún)問(wèn)有關(guān) 問(wèn)題。五. matlab的數(shù)值計(jì)算功能1.變量和其它島級(jí)語(yǔ)言一樣，matlab也是使川變量來(lái)保存信息。變量由變最名表示，變量的命名應(yīng)遵循如下規(guī)則: 變量名必須以字母開(kāi)頭。 變量名可以由字母、數(shù)字和下劃線混合組成。 變量名區(qū)分字母大小寫(xiě)。變量名的字符長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)31個(gè)。

14、在matlab內(nèi)部還存在著一些系統(tǒng)默認(rèn)的特殊變杲和常數(shù)，如表1.1表1-1 matlab內(nèi)部的特殊變量和常數(shù)變量或常數(shù)含義 1,)虛數(shù)單位ans在沒(méi)有定義變最名時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)的變最名為anspi圓周率兀inf無(wú)窮大nan表示不定值，由inf/inf或0/0產(chǎn)生why提供幾乎任何問(wèn)題的簡(jiǎn)捷回答matlab的變量分為字符變暈和數(shù)值變量?jī)煞N，字符變量必須用單引號(hào)括起來(lái)。 例1-3例如，用戶(hù)可輸入：a='happy new year'則表示將字符出'happy new year，賦值給字符變量a。若用戶(hù)輸入：b=365則表示將數(shù)值356賦值給數(shù)值變量b。和其它高級(jí)語(yǔ)言不同的是，m

15、atlab使川變量時(shí)不需要先對(duì)變量類(lèi)型進(jìn)行說(shuō)明，matlab 會(huì)口動(dòng)根據(jù)所輸入的數(shù)據(jù)來(lái)決定變量的數(shù)據(jù)類(lèi)型和分配存貯空間。2. 數(shù)值在matlab內(nèi)部，每一個(gè)數(shù)據(jù)元索都是用雙精度來(lái)表示和存儲(chǔ)的，大約有16位有效數(shù) 字。其數(shù)值有效范圍約為io-308 io+308o但在其進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入輸出時(shí)，matlab卻可以用不同的格式。如果參加運(yùn)算的每一個(gè)元 素均為幣數(shù)，則matlab將用不加小數(shù)點(diǎn)的純整數(shù)格式顯示運(yùn)算結(jié)果，否則，按默認(rèn)的輸出 格式顯示結(jié)果。matlab的默認(rèn)格式為short格式，該格式顯示運(yùn)算結(jié)果為保留小數(shù)點(diǎn)后4位 有效數(shù)字。用戶(hù)可以通過(guò)format命令改變輸出格式為long,以得到更多的有效

16、數(shù)字（小數(shù)點(diǎn) 后14位）。需耍注意的是，數(shù)據(jù)輸出格式的改變并不影響該數(shù)據(jù)在matlab內(nèi)部的存儲(chǔ)精度。 設(shè)s為short和long輸出格式的命令分別為：format shortformat longmatlab通常用十進(jìn)制數(shù)來(lái)表示一個(gè)數(shù)，亦可用科學(xué)計(jì)數(shù)法來(lái)表示一個(gè)數(shù)。另外， matlab還可以進(jìn)行復(fù)數(shù)運(yùn)算，復(fù)數(shù)運(yùn)算可以由如下語(yǔ)句來(lái)產(chǎn)生：c=a+j*b （或c=a+i*b）將實(shí)部為a虛部為b的復(fù)數(shù)值賦值給復(fù)變量cc=a*cxp（j*b）（或c=a*cxp（i*b） 將模為a幅角為b的復(fù)數(shù)賦值給復(fù)變戢c3. 矩陣矩陣是matlab進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算的基本元素，matlab的大部分運(yùn)算或命令都是在

17、矩陣運(yùn)算的盤(pán)義下執(zhí)行的。我們通常意義上的數(shù)量（標(biāo)量）在matlab系統(tǒng)中是作為1x1 的矩陣來(lái)處理的，而僅有一行或-列的矩陣在matlab屮稱(chēng)為向屋。1）矩陣的創(chuàng)建matlab屮矩陣的輸入-般有以卜-兒種方法：直接輸入矩陣元索。直接輸入矩陣元索必須注意：各元索z間用空格或逗號(hào)間隔,用分 號(hào)（¥ ”）或回午結(jié)朿矩陣行，用中括號(hào)“”把矩陣所有元索括起來(lái)。例1-4在命令窗口輸入如下形式：a二1,2,3;4,5,6;7,8,9或 a=l 2 34567 8 9結(jié)果為a =®matlab屮有許多特姝矩陣，可直接調(diào)用matlab函數(shù)產(chǎn)生。如衣1.2所示。表1.2 matlab中的特殊矩

18、陣特殊矩陣調(diào)用格式含義onesa=ones(m,n)生成mxn大小的全1矩陣zerosa=zeros(m,n)生成mx n大小的全0矩陣eyea=eye(m,n)生成m x n人小的單位陣randa=rand(m,n)生成mxn大小的隨機(jī)矩陣2) 矩陣的下標(biāo)在matlab系統(tǒng)中，矩陣的元索是通過(guò)其行、列的標(biāo)號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)的，矩陣元素所處的行號(hào) 和列號(hào)稱(chēng)為該元索的下標(biāo)。矩陣元索對(duì)以通過(guò)其下標(biāo)來(lái)引用，a(i,j)即表示矩陣a第i行第j 列的元索。例1-5定義矩陣a如下所示：a=11.21.31.41.51.61.71.8i.9j則a(2,3)表示矩陣a第2行笫3列的元素1.6。若輸入語(yǔ)句：x 二 a(l

19、,l)+1(2,2)+a(3,3)則x即是矩陣a對(duì)和線元素之和，運(yùn)行結(jié)果為x= 4.5000注意：在matlab中，矩陣下表的行、列號(hào)都是從1開(kāi)始的。3) 利用外部數(shù)據(jù)文件保存和裝載矩陣在運(yùn)行過(guò)程中，有時(shí)需耍將矩陣數(shù)據(jù)長(zhǎng)期保留下來(lái)，以備以后使用，這時(shí)就可以使用在 mat文件來(lái)對(duì)矩陣數(shù)據(jù)進(jìn)行保存,在需要時(shí)又將其裝載到matlab環(huán)境中。mat文件(即擴(kuò)展名為mat的文件)是matlab保存數(shù)據(jù)的-種標(biāo)準(zhǔn)格式的二進(jìn)制文件。mat文 件的生成和調(diào)用有專(zhuān)用命令save和1 oad來(lái)進(jìn)行。用戶(hù)可以將己定義過(guò)的矩陣(變最)以mat文件的格式存入到磁盤(pán)上，命令格式為：save路徑文件名變最名save命令可同

20、時(shí)將多個(gè)矩陣(變量)保存到一個(gè)mat文件中，此時(shí)變量名之間需用空格分 開(kāi)。例如，用戶(hù)輸入命令：save c:my a b則表示將變量a、b以文件名my. mat保存到c盤(pán)根目錄下。若路徑默認(rèn),則matlab自動(dòng)將變量保存到其默認(rèn)的目錄(work)中。以mat文件保存的矩陣，用戶(hù)在使用matlab的任何時(shí)候均可用load命令裝載到matlab的工 作空間中。例如，要將上述保存的變屋b直新裝載到matlab的工作空間，只需鍵入命令： load c:my4) 矩陣和數(shù)組的運(yùn)算在matlab屮，數(shù)組也是一個(gè)非常重耍的概念，矩陣在某些情況下可視為二階的數(shù)值型 數(shù)紐。但是在matlab中，數(shù)組和矩陣運(yùn)算規(guī)

21、則卻有著較大的區(qū)別。例如，兩矩陣相乘和兩 數(shù)組和乘所遵循的運(yùn)算規(guī)則就是完全不相同的。具體運(yùn)算規(guī)則如表13所示。表1.3 matlab中關(guān)于矩陣和數(shù)組的算術(shù)運(yùn)算符運(yùn)算符名稱(chēng)指令示例說(shuō)明+加a+b若a、b為同維矩陣，則表示a與b對(duì)應(yīng)元索相加；若其中 一個(gè)矩陣為標(biāo)量，則表示另一矩陣的所有元索加上該標(biāo)量減a-b若a、b為同維矩陣，則表示a與b對(duì)應(yīng)元索相減；若其中 一個(gè)矩陣為標(biāo)雖，則表示另一矩陣的所有元索減去該標(biāo)雖*矩陣乘a*b矩陣a與b相乘，a和b均可是向量或標(biāo)雖，但a和b的維數(shù)必須符合矩陣乘法的定義數(shù)組乘a.*b矩陣a與b對(duì)應(yīng)元素相乘，a與b必須為同維矩陣或其中z為標(biāo)量a矩陣乘方aaba、b均為標(biāo)量

22、時(shí)，表示a的b次方標(biāo)：a為方陣，b為正整 數(shù)時(shí)，表示矩陣a的b次乘積：a為方陣，b為負(fù)整數(shù)時(shí)， 表示雉陣a逆矩陣的b次乘積；當(dāng)a、b均為矩陣時(shí)無(wú)定義a數(shù)組乘方a. ab矩陣a的各元索與矩陣b的對(duì)應(yīng)元索的乘方運(yùn)算，即a(ij)ab(ij), a、b必須為同維矩陣矩陣左除ab方程a*x=b的解x數(shù)組左除a.b矩陣b的各元索與矩陣a的對(duì)應(yīng)元索，a與b必須為同維矩 陣或其中之一為標(biāo)量/矩陣右除a/b方程x*b=a的解x/數(shù)組右除a./b矩陣a的務(wù)元素與矩陣b的對(duì)應(yīng)元素，a與b必須為同維矩 陣或其中之一為標(biāo)量9共軌轉(zhuǎn)置a，矩陣a的共軌轉(zhuǎn)置另外，在matlab內(nèi)部有一些特殊的函數(shù)用于對(duì)矩陣進(jìn)行運(yùn)算，如下所

23、示。 size()函數(shù)size()函數(shù)用于計(jì)算矩陣的行數(shù)和列數(shù)，其調(diào)用格式為：d=size(a)將矩陣a的行數(shù)和列數(shù)賦俏給變量d(m,n=size(a) 將矩陣a的行數(shù)賦值給m、列數(shù)賦值給n lcngth()函數(shù)length()函數(shù)用于計(jì)算矩陣的長(zhǎng)度(列數(shù))，其調(diào)用格式為：a= length(b)將矩陣b的列數(shù)賦值給變量asum()函數(shù)sum()函數(shù)用于實(shí)現(xiàn)矩陣元素的求和運(yùn)算，其調(diào)用格式為：sum(a)若a為向量，則該調(diào)用格式將計(jì)算出向量a所有元索z和。若a為矩陣，則該 調(diào)用格式將產(chǎn)生一行向量，其元素分別為矩陣a的各列元素之和。 max()函數(shù)max ()函數(shù)用于求出矩陣元索的最大值，其調(diào)用格

24、式為：max (a)若a為向量，則該調(diào)用格式求出向屋a所有元索的最大值。若a為炬陣，則 該調(diào)用格式將產(chǎn)生一行向量，其元素分別為矩陣a的各列元素的最大值。4 運(yùn)算符matlab的基本運(yùn)算為算術(shù)運(yùn)算、關(guān)系運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和特殊運(yùn)算等，每一類(lèi)運(yùn)算都有自己專(zhuān)用的運(yùn)算符。關(guān)于矩陣和數(shù)組的算術(shù)運(yùn)算符已在表1.3中列出,如下表1.4、表1.5、表16分別列jut matlab的關(guān)系運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符、特殊運(yùn)算符和合其對(duì)應(yīng)的功能與示例。表1.5 matlab的邏輯運(yùn)算符運(yùn)算符名稱(chēng)=等于不等于>大于<小于>=大于等于<=小于等于表1.4 matlab的關(guān)系運(yùn)算符表運(yùn)算符名稱(chēng)&邏輯與

25、1邏輯或邏輯非運(yùn)算符名稱(chēng)說(shuō)明 冒號(hào)用于產(chǎn)生向屋方括號(hào)用于創(chuàng)建和表示矩陣分號(hào)用于分隔矩陣的行或不顯示屮間結(jié)果%百分號(hào)用于注釋語(yǔ)句9逗號(hào)用于分隔矩陣列=等號(hào)用于賦值()圓括號(hào)用于函數(shù)調(diào)用和指定運(yùn)算順序表1.6matlab的特殊運(yùn)算符六程序流程控制matlab為用戶(hù)提供了豐富的程序結(jié)構(gòu)語(yǔ)旬用來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)對(duì)程序流程的控制。1. 循環(huán)控制語(yǔ)句當(dāng)程序段中的某段指令需要根據(jù)一定能夠的條件多次重復(fù)執(zhí)行時(shí)，就需要用到循環(huán)控制。 在matlab中，循環(huán)控制由for語(yǔ)句和while語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)。1） for循環(huán)語(yǔ)句for循環(huán)語(yǔ)句的格式為：for變量=表達(dá)式語(yǔ)句組end在上述格式中，end是必需的,不可默認(rèn)。表達(dá)式是一個(gè)矩

26、陣，語(yǔ)句組則是一組合法的 matlab 命令。for循環(huán)語(yǔ)句則執(zhí)行過(guò)程是：從表達(dá)式的第一列開(kāi)始，依次將表達(dá)式（矩陣）的各列z值 賦值給變最，然后執(zhí)行語(yǔ)句組屮的語(yǔ)句，直到故后一列。for語(yǔ)句的典型格式是表達(dá)式為冒號(hào)運(yùn)算的行向屋，即：for i=m:p:n語(yǔ)句組end其中m為循環(huán)起始值，n為循環(huán)終止值，p為步長(zhǎng)值。例1-6.我們用for語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)求和運(yùn)算s=l+3+5+7+-+99,對(duì)應(yīng)的matlab命令如下： s=0;for i=l:2:99s=s+i;ends運(yùn)行結(jié)果為：s=2500在上述格式中，步長(zhǎng)p可以默認(rèn)，系統(tǒng)將默認(rèn)步長(zhǎng)為1。例1-7.我們可用如下語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)求和運(yùn)算s=l+2+3+4+1

27、00s=0;for 1=1:100s=s+i;end運(yùn)行結(jié)果為:5050for語(yǔ)句也訓(xùn)實(shí)行多重循環(huán)的嵌套，其格式為：for變量1二表達(dá)式ifor變量2=表達(dá)式2語(yǔ)句組endend注意:在用for語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)多重循環(huán)時(shí)，for和end必須成對(duì)出現(xiàn)。2) while 語(yǔ)句while語(yǔ)句用來(lái)實(shí)現(xiàn)在某一邏輯關(guān)系控制下的循環(huán)。while語(yǔ)句的格式為：while關(guān)系表達(dá)式語(yǔ)句組end在while語(yǔ)句中,end也是必需的,不可默認(rèn)。while語(yǔ)句的執(zhí)行過(guò)程是:首先判斷關(guān)系表達(dá)式是否成立，如果成立則運(yùn)行語(yǔ)句組中的語(yǔ)句，否則停止循環(huán)。通常是通過(guò)在語(yǔ)句中對(duì)關(guān)系表達(dá)式進(jìn)行改變來(lái)控制循環(huán)是否結(jié)束。(111 1例1-8.我

28、們用while語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)下列級(jí)數(shù)求和：s = 1 + + + + 234100命令如下：s=0;n=l;while n<= 100s=s+l/n:n=n+1;end運(yùn)行結(jié)果為:5.18742 條件控制語(yǔ)句和其他高級(jí)程序語(yǔ)言樣，matlab也為用戶(hù)提供了方便的條件控制語(yǔ)句，用以實(shí)現(xiàn)程 序的條件分支運(yùn)彳亍。實(shí)現(xiàn)條件控制的matlab命令是if語(yǔ)句和switch語(yǔ)句。1) if語(yǔ)句if語(yǔ)句有兩種格式。當(dāng)分支條件z有兩利箭況時(shí)，可采用if語(yǔ)句的第一種格式，即if表達(dá)式語(yǔ)句組ielse語(yǔ)句組2end上述if語(yǔ)句的運(yùn)行結(jié)果是,如果表達(dá)式成立，則運(yùn)行語(yǔ)句組1,若表達(dá)式不成立，則運(yùn)行 語(yǔ)句組2。當(dāng)程序運(yùn)

29、行的分支條件多于兩個(gè)時(shí)，則可采用if語(yǔ)句的第二種格式，即：if 表達(dá)式1語(yǔ)句組1cl seif表達(dá)式2語(yǔ)句組2else語(yǔ)句組3end上述if語(yǔ)句的運(yùn)行結(jié)果是，若果表達(dá)式1成立，則運(yùn)行語(yǔ)句組1；若表達(dá)式2成立，則運(yùn) 行語(yǔ)句組2；否則，則運(yùn)行語(yǔ)句組3。2) switch 語(yǔ)句當(dāng)程序運(yùn)行過(guò)程屮需要根據(jù)某個(gè)變量的多種不同取值悄況來(lái)運(yùn)行不同的語(yǔ)句時(shí)，就要用 到switch語(yǔ)句。switch語(yǔ)句適合于多個(gè)條件的分支程序，其基木格式為：switch控制變量case變量1語(yǔ)句組1case變量2語(yǔ)句組2case變量3語(yǔ)句組3otherwise語(yǔ)句組n在上述格式屮，switch語(yǔ)句通過(guò)判斷控制變量的取值悄況來(lái)決定

30、運(yùn)行哪一個(gè)語(yǔ)句組，即當(dāng) 控制變最的值為變最值1時(shí)，則運(yùn)行語(yǔ)句組1；當(dāng)控制變最的值為變杲值2時(shí)，則運(yùn)行語(yǔ)句組 2,依此類(lèi)推。若所有條件購(gòu)不滿(mǎn)足，則運(yùn)行otherwise后的語(yǔ)句組。注意，在switch語(yǔ)句中，end是必需的，不對(duì)默認(rèn)。七.m文件matlab為用戶(hù)提供了專(zhuān)用的m文件編輯器，用業(yè)幫助用戶(hù)完成m文件的創(chuàng)建、保存 及編輯等工作。1. 創(chuàng)建新m文件利用m文件編輯器創(chuàng)建新m文件有如下兩種方法：方法一：?jiǎn)?dòng)matlab,選中命令窗口菜單欄file菜單下new菜單選項(xiàng)的m-file 命令，打開(kāi)matlab的m文件編輯窗口。方法二：?jiǎn)螕鬽atlab命令窗口工具欄的“new m-file"

31、圖標(biāo)按鈕，也町打開(kāi)m文件編 輯器。2. 保存m文件當(dāng)用戶(hù)的m文件己輸入或編輯完畢后，則可將m文件保存到磁盤(pán)上。保存m文件的方 法超，單擊m文件編輯器窗口的匸具欄中的“save”圖標(biāo)按鈕或選中m文件編輯器窗口菜單 欄file菜單的【save】命令，打開(kāi)m文件保存對(duì)話框。如果是新建m文件,則系統(tǒng)默認(rèn)的文件名為“untitledl.m”,用戶(hù)可以對(duì)要保存的文件 進(jìn)行重新命名。系統(tǒng)默認(rèn)的文件保存li錄為“work”，用戶(hù)也可以通過(guò)保存對(duì)話框?qū)ξ募４?位置進(jìn)行更改和設(shè)置。當(dāng)保存的文件名和保存位置設(shè)定完成后，按下【保存】按鈕，即可將m 文件保存到指定位賈。3. 打開(kāi)m文件若需要對(duì)己保存過(guò)的4文件進(jìn)行修改

32、和編輯，則可單擊matlab命令窗口工具欄血open file”圖標(biāo)按鈕或選中命令窗口菜單欄【file】菜單下的【open】命令,系統(tǒng)即啟動(dòng)m文件編 輯器并打開(kāi)用戶(hù)指定的h文件。4. 搜索與執(zhí)行m文件m文件中的命令是通過(guò)在matlab命令窗口中鍵入m文件的文件名并按下冋年鍵來(lái)執(zhí)行 的。當(dāng)用戶(hù)在命令窗口屮鍵入m文件的文件名并按下回車(chē)鍵后，系統(tǒng)先搜索該文件，若該文 件存在，則以解釋方式按順序逐條執(zhí)行m文件語(yǔ)句?！皐ork”冃錄是系統(tǒng)m文件的默認(rèn)保存冃錄。若用戶(hù)的m文件保存在“work”冃錄以外 的其他位置，則町通過(guò)如下兩種方式在matlab命令窗口中直接調(diào)丿ij該m文件。方式一：?jiǎn)?dòng)matlab后

33、，用“cd”命令將當(dāng)前工作口錄更改為m文件的保存口錄， 如:cd a:mydata方式二：用“path”命令將m文件的保存口錄添加到matlab的默認(rèn)搜索路徑中。設(shè)待執(zhí)行的m文件的保存位置為“d:myfile”，則添加的搜索路徑的命令為：path( path.'d:myfilc')運(yùn)行該命令后，即可直接在matlab命令窗口屮直接調(diào)用并執(zhí)行d:myfile冃錄下的所 有m文件。八. 函數(shù)文件函數(shù)文件是m文件的另一種類(lèi)型，它也是山matlab語(yǔ)句構(gòu)成的ascii碼文本文件，擴(kuò) 展名為用戶(hù)可用前述的m文件的創(chuàng)建、保存及編輯的方法來(lái)進(jìn)行函數(shù)文件的創(chuàng)建、保存 與編輯，但待別需要注意以下

34、兒點(diǎn)：函數(shù)文件必須以關(guān)鍵字"function 11開(kāi)頭。函數(shù)文件的第1行為函數(shù)說(shuō)明語(yǔ)句，其格式為：function 返回參數(shù)1,返回參數(shù)2,匸函數(shù)名(傳入?yún)?shù)1,傳入?yún)?shù)2,)其中西數(shù)名為用戶(hù)自己定義的怖數(shù)名(與變量的命名規(guī)則相同)。函數(shù)文件保存的文件名應(yīng)與用戶(hù)定義的函數(shù)名一致，例如，若函數(shù)文件說(shuō)明語(yǔ)句中定義 的函數(shù)名為"example ”，則該函數(shù)文件保存的文件名為"examplem"。用戶(hù)對(duì)通過(guò)函數(shù)說(shuō)明語(yǔ)句屮的返回參數(shù)及傳入?yún)?shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)函數(shù)參數(shù)傳遞。返回參數(shù)和傳 入?yún)?shù)并不是必需的。下面是函數(shù)文件調(diào)用及參數(shù)傳遞的例子。例1-9.首先創(chuàng)建如f所示的函數(shù)文

35、件并保存。function |s,m=pjz(a) %定義函數(shù)文件pjz.m» a為傳入?yún)?shù)，m、s為返冋參數(shù) l=length(a); %計(jì)算傳入向量長(zhǎng)度s=sum(a);%對(duì)傳入向最a求和并賦值給sm=s/l;%計(jì)算傳入向量的平均侑并賦值給返回向量m上述函數(shù)文件定義了 1個(gè)新的函數(shù)pjz,其作用是對(duì)指定向量求和及平均值，并通過(guò)向量 s、m返回計(jì)算結(jié)果。用戶(hù)可通過(guò)如下所示的命令調(diào)川該函數(shù)：a=l:9;s,m=pjz(a)運(yùn)行結(jié)果為：s =45m =5九. matlab的可視化matlab在數(shù)據(jù)可視化方面的表現(xiàn)力很強(qiáng)。它的圖形處理能力不僅功能強(qiáng)大，而且充分 考慮了高低不同層次用戶(hù)的不

36、同需求，系統(tǒng)具有兩個(gè)層次的繪圖指令：一個(gè)層次是直接對(duì)圖 形句柄進(jìn)行操作的底層繪圖指令，它具有控制和表現(xiàn)數(shù)據(jù)圖形能力強(qiáng)，控制靈活多變等優(yōu)點(diǎn)， 對(duì)于有較高和特殊需求的用戶(hù)而言，該層次能夠完全滿(mǎn)足他們的需求；另一層次是在底層指 令基礎(chǔ)上建立的爲(wèi)層繪圖指令，它的指令簡(jiǎn)單明了，易于學(xué)握，適用于普通用戶(hù)。常用的matlab繪圖語(yǔ)句有figure、plot、subplot、stem,等，圖形修飾語(yǔ)句有title、axis、 text 等。1 .figure 語(yǔ)句figure涪句有兩種用法，只用一句figure命令，會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的圖形窗口，并返回一個(gè)整 數(shù)型的窗口編號(hào)。figure(n)表示將第n號(hào)圖形窗口作

37、為當(dāng)前的圖形窗口，并將其顯示在所有窗 口最前面；如果該圖形窗口不存在，則新建一個(gè)窗口，并輔以編號(hào)n。2. plot語(yǔ)句線型繪圖函數(shù),將點(diǎn)和點(diǎn)z間用直線段連接。用法為plot(x,y；s,),參數(shù)x為橫軸變量，y 為縱軸變量，s用以控制圖形的基本特征如顏色、粗細(xì)，通常可以省略。常用方法如表1.7 所示。表1.7 plot命令的參數(shù)及其含義參數(shù)含義參數(shù)含義參數(shù)含義y黃色點(diǎn)實(shí)線m紫色o圓虛線c育色x打叉點(diǎn)劃線r紅色+加號(hào)破折線g綠色*星號(hào)a向上的三角形b藍(lán)色s正方形<向左的三角形w白色d菱形>向右的三角形k黑色v向下的三角形p五角星形3. stem語(yǔ)句繪制離散序列圖，常用格式stem(y

38、)和stem(x,y)分別和相應(yīng)的plot的函數(shù)繪圖規(guī)則相同, 只是用slem命令繪制的是離散序列圖。4. subplot 語(yǔ)句subplot(m,n,i)圖形顯示時(shí)分割窗口命令，把一個(gè)圖形窗口分為m行，n列，mx n個(gè)小窗 口，并指定第i個(gè)小窗口為當(dāng)前窗口。5. 繪圖修飾命令在繪制圖形時(shí)，我們通常需要為圖形添加備種標(biāo)注以增加可讀性。在plot語(yǔ)句后使用title (，標(biāo)題，)可以在圖形上方添加標(biāo)題;使用xlabelc標(biāo)記')或ylabelc標(biāo)記')為x軸和y軸添加 說(shuō)明；使用tcxt(x值、y值、想加的標(biāo)示，)可以在圖形屮任童位置添加標(biāo)示；使用 axis(xmin,xmax,

39、ymin,ymax)設(shè)置坐標(biāo)軸的最小最大值;gtext(*string,)利用鼠標(biāo)添加說(shuō)明性文本 信息；grid on(off)給當(dāng)而圖形標(biāo)記添加(取消)網(wǎng)格。例1-10用matlab語(yǔ)句繪正弦圖，其運(yùn)行結(jié)果見(jiàn)圖1.2x=0:0.01*pi:2*pi;figure(l);subplot(2,2j); plot(x,sin(x); title('正弦線')； subplot(2,2,2);plot(x,sin(x)/r); xlabel(x);ylabelcsin(x)*);subplot(2,2,3);plo(x,sin(x)；");subplot(2,2,4);pl

40、ot(x,sin(x)/r+,);text(4,0；注記')；10.50-0.5-1%定義x向量%創(chuàng)建-個(gè)新的圖形窗口,編號(hào)為1%將窗口劃分為2行2列，在第i個(gè)窗口中作圖%畫(huà)圖%給圖形加標(biāo)題%在第2個(gè)窗口中作圖%畫(huà)正弦波，紅色%給x軸加說(shuō)明%給丫軸加說(shuō)明%在第3個(gè)窗口中作圖%畫(huà)一正弦波,破折線%在第4個(gè)窗口中作圖%畫(huà)一正弦波，紅色加號(hào)%在位置(4,0)處加一注記正弦線0246810.50-0.5'102468圖1.2例l10的運(yùn)行結(jié)果6. 添加圖利函數(shù)legend()基本格式：legend('stringl','string2',.)lege n

41、d( .,pos)功能:給圖加圖例,對(duì)于每個(gè)已經(jīng)畫(huà)出的曲線,可以配置想要的圖例。參數(shù):itringl丫string/,解釋圖例的字符串pos 決定放置圖例的位置pos=-l將圖例放在軸邊距外右邊pos= 0將圖例放在軸邊距內(nèi)右邊占用盡量少的點(diǎn)pos= 1將圖例放在軸的右上方(缺省值)pos= 2將圖例放在軸的左上方pos=3將圖例放在軸的左下方pos=4將圖例放在軸的右下方例1-11. legend用法舉例x=-pi:pi/20:pi;plot(x,cos(x)/-rox,sin(x)/-.b*)圖1.3例111的運(yùn)行結(jié)果【三】上機(jī)練習(xí)1. 仔細(xì)預(yù)習(xí)第二部分內(nèi)容，關(guān)于m/xtlab的基礎(chǔ)知識(shí)。

42、2. 熟悉matlab環(huán)境，將第二部分所有的例子在計(jì)算機(jī)上練習(xí)一遍j23_987_3.已知矩陣a =456,b =654。求a*b, a.* b,比較二者結(jié)789321果是否和同。并利用matlab的內(nèi)部函數(shù)求矩陣a的大小、元素和、長(zhǎng)度以及最 大值。4. fibonacci數(shù)組的元索滿(mǎn)足fibonacci規(guī)則：cl* =，伙=】，2,)；且4 =色=1?，F(xiàn)要求該數(shù)組中第一個(gè)大于10000的元索。1）在命令窗口中完成;2）利用m文件完成：3）白己定義一個(gè)函數(shù)文件，并在命令窗口中調(diào)用該函數(shù)完成。5. 在同一個(gè)圖形窗口的兩個(gè)子窗口中分別畫(huà)出cos（彳兀）（紅色、虛線）和cos（ x）（藍(lán)色、星號(hào)）的

43、波形。要求有標(biāo)題，x、y軸有標(biāo)注?！舅摹克伎碱}1. 在語(yǔ)句末加分號(hào)“；”和不加分號(hào)有什么區(qū)別？2. m文件和函數(shù)文件有什么異同z處？3. 矩陣乘（*）和數(shù)組乘（*）有何不同？【五】實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果分析：1）附上源程序淸單，要求可讀性好，必要處要加注釋?zhuān)?）實(shí)驗(yàn)結(jié)果，包括運(yùn)行的數(shù)值結(jié)果或圖形；3）結(jié)果分析，正確與否，謀差原因。3. 簡(jiǎn)?；卮鹚伎碱}；4. 簡(jiǎn)述本次實(shí)驗(yàn)的體會(huì)和建議。實(shí)驗(yàn)二信號(hào)的表示及可視化【一】實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握連續(xù)信號(hào)的matlab表示方法(表達(dá)式及圖形描述)；2. 拿握離散序列的matlab表示方法(表達(dá)式及圖形描述)；【二】實(shí)驗(yàn)原理在mat

44、lab中通常用兩種方法來(lái)表示信號(hào)，一種是向量表示信號(hào)，另種則是用符號(hào)運(yùn) 算的方法來(lái)表示信號(hào)。用適當(dāng)?shù)膍atlab語(yǔ)句表示出信號(hào)后，我們就訓(xùn)以利用matlab的 繪圖命令繪出比觀的信號(hào)波形。連續(xù)時(shí)間信號(hào)的表示及可視化從嚴(yán)格意義上來(lái)講，matlab并不能處理連續(xù)信號(hào)，在matlab中，是用連續(xù)信號(hào)在 等時(shí)間間隔點(diǎn)的樣值來(lái)近似地表示連續(xù)信號(hào)的，當(dāng)収樣時(shí)間間隔足夠小時(shí)，這些離散的樣值 就能較好的近似出連續(xù)信號(hào)。1向量表示法對(duì)于連續(xù)時(shí)間信號(hào)f(t),我們可以用兩個(gè)行向量f和t來(lái)表示，其中t向量是形如t=h：p:t2 的matlab命令定義的時(shí)間范刖向量，u為信號(hào)起始時(shí)間，s為終止時(shí)間，p為時(shí)間間隔。向

45、量f為連續(xù)信號(hào)f(t)在向量t所定義的時(shí)間點(diǎn)上的樣值。例2-1.例如對(duì)于連續(xù)信號(hào)f(t)=sa(l),我們可以用如下兩個(gè)向量來(lái)表示：= 10:1.5:10;f=sin(t)7t;觀察執(zhí)行結(jié)果。用上述向量對(duì)連續(xù)信號(hào)進(jìn)行表示后，就可以用plot命令來(lái)繪出該信號(hào)的時(shí)域波形。plot 命令可將點(diǎn)與點(diǎn)間用直線連接，當(dāng)點(diǎn)與點(diǎn)間的距離很小時(shí)，繪出的圖形就成了光滑的曲線。 matlab命令如下：plot(t,f)title(*f(t)=sa(o，)xlabel('t')2.符號(hào)運(yùn)算表示法如果信號(hào)對(duì)以用-個(gè)符號(hào)表達(dá)式來(lái)表示它，則我們可用ezplot命令繪制出信號(hào)的波形。例22對(duì)于連續(xù)信號(hào)/= s

46、in(蘭/)，我們可以用符號(hào)表達(dá)式表示為：然后用ezplol命令繪制其波形：ezplot(f,-16,16)3. 常用連續(xù)信號(hào)的表示1) 單位階躍信號(hào)單位階躍信號(hào)的定義為：£(a = 1f>00 r<0單位階躍信號(hào)是信號(hào)分析的基本信號(hào)z-,在信號(hào)與系統(tǒng)分析中有著十分垂要的作用， 常用于簡(jiǎn)化信號(hào)的時(shí)域表示。根據(jù)單位階躍信號(hào)的特性，我們可以用它來(lái)表示時(shí)限信號(hào)和單 邊信號(hào)(因呆信號(hào))。方法一：一種得到單位階躍信號(hào)的方法是在matlab的symbolic math toolbox中調(diào)用單 位階躍函數(shù)heaviside,這樣可方便地表示出單位階躍信號(hào)。但是，在用函數(shù)ezplol實(shí)現(xiàn)

47、其可 視化時(shí)，就出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題：函數(shù)czplot只能畫(huà)出既存在于symbolic math t具箱屮，又存在于 總matlab工具箱中的函數(shù)，而heaviside函數(shù)僅存在symbolic math toolbox中，因此，就 需要在自己的工作目錄work卜創(chuàng)建heaviside的m文件，該文件如下：function f=ieaviside(t)批注$2： h 小藥批注s3:保存m文件。文件名=函數(shù)名heavisidc.nif=(t>0);%t>0 時(shí) f 為 1,否則為 0正確定義出該函數(shù)并牖稠例2-3.用matlab畫(huà)出信號(hào)/(/)二+ 3) 2g(f)的波形f=sym(*hea

48、viside(t+3)-2*heaviside(t)>)ezplot(f,-5,4j)hold on,plot(0,0,-l,l),axis(卜5,4廠 1,1.1),hold off1 r>0方法二：用符號(hào)函數(shù)sgn(f) = 0 ; = 0 來(lái)生成單位階躍函數(shù)，即-1t<0£(/) = + sgn(r)。而sgn(t)的表示|j調(diào)用matlab中的符號(hào)函數(shù)sign來(lái)實(shí)現(xiàn)。例24若定義向量：=5:0.05:5;f=sign(t)；然后，用下面的命令就可繪出符號(hào)函數(shù)的波形：plot(t,f),axis(-5,5,-1.1,1.!)再用以下的命令表示單位階躍信號(hào)并繪出

49、它的波形ff=l/2+i/2*f;plot(t,ff),axis(-5,5,-0.l ,1.11)2)甲位沖激信號(hào)單位沖激信號(hào)的定義為加)del5(/) = 0,心0s (t)的定義表明，該信號(hào)除原點(diǎn)以外，處處為零，且信號(hào)ihi積為一。即設(shè)有矩形脈沖 pn(z),則由 8 (t)的定義可得5(/) = limpjz)§ (t)是信號(hào)與系統(tǒng)分析的基本信號(hào)之一，是我們進(jìn)行信號(hào)分析的基礎(chǔ)。嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，matlab是不能表示單位沖激信號(hào)的，但我們可用時(shí)間寬度為dt ,髙度為1/dt 的矩形脈沖來(lái)近似地表示沖激信號(hào)。當(dāng)dt趨近于零時(shí)，就較好地近似出沖激信號(hào)的實(shí)際波形。 下面是繪制單位沖激信號(hào)及其

50、在時(shí)間軸上的平移信號(hào)s (t+to)的hatlab予程序，其中s , t2 表示信號(hào)的起始時(shí)刻，表示信號(hào)沿坐標(biāo)的平移量。繪圖命令用stairs,該命令一般用于繪 制類(lèi)似樓梯形狀的步進(jìn)圖形，在這里使用該命令是因?yàn)轱@示連續(xù)信號(hào)中的不連續(xù)點(diǎn)用stairs 命令繪圖效果較好。function chongji(t 1 ,l2,t0)dt=o.ol;t=ti:dt:t2;n=length(t);x=zcros(l5n);x(l,(-to-tl)/dt+l)=l/dt;stair s(t,x);axis(tl,t250j.2/dt)title('單位沖激信號(hào)j例2-5.下面就調(diào)用chongji函數(shù)繪

51、制6(i), -kk5的波形。matlab調(diào)用命令為：chongji (-1, 5, 0)程序執(zhí)行后結(jié)果為:甲2沖激借號(hào)-til二.離散時(shí)間信號(hào)的表示及可視化1. 一般離散信號(hào)的表示i般說(shuō)來(lái)，離散時(shí)間信號(hào)用f(k)表示，其中變量k為整數(shù)，代表離散的采樣時(shí)間點(diǎn)。在matlab中，用一個(gè)向量f即可表示一個(gè)有限長(zhǎng)度的序列。但是，這樣的向量并沒(méi)有 包含其對(duì)應(yīng)的時(shí)間序號(hào)信息。所以，耍完整地表示離散信號(hào)需要用兩個(gè)向量。例 2-6.如序列：f(k) = p,2,-l,3,2,4,-lk=0在matlab屮應(yīng)表示為：k=-3,-2,-l,0,l,2,3或是 k=-3:3;f=l,2,t,3, 2, 4,-1；

52、在用matlab表示離散序列并將其可視化時(shí)，我們要注意以下兒點(diǎn)：第一，與連續(xù)時(shí)間 信號(hào)不同，離散時(shí)間信號(hào)無(wú)法用符號(hào)運(yùn)算來(lái)表示；第二，由于在matlab中，矩陣的元素個(gè) 數(shù)是有限的，因此，matlab無(wú)法表示無(wú)限序列：第三，在繪制離散信號(hào)波形時(shí)，耍使用專(zhuān) 門(mén)的繪制離散數(shù)據(jù)的stem命令，而不是plot命令。如對(duì)于上面的定義的二個(gè)向雖f和k,可 用如下的命令繪圖：siem(k,f,'filled'),axis(卜 4,4, 1.5,4.5)得到對(duì)應(yīng)波形，如圖2.2。0 123圖2.2例2.6的運(yùn)行結(jié)果2 典型離散序列的表示下面通過(guò)一些典型的離散信號(hào)來(lái)說(shuō)明如何用matlab實(shí)現(xiàn)離散序

53、列的表示利可視化。1) 單位序列6 (k)單位序列的定義為5(k) = <由單位序列定義知,只有在加0時(shí),6 (k)的值為1,而其它時(shí)刻為0,因此，用matlab 來(lái)表示單位序列及繪制其波形非常簡(jiǎn)單。下面是繪制6 (k+ko)的子程序,其中k0為6 (k)在時(shí)間軸上的位移量,k0<0則右移,k0>0 則左移，kl, k2分別為時(shí)間序列的起始和終止時(shí)間序號(hào)，且klwkok2，調(diào)用該函數(shù)就可以 繪出單位序列及其移位序列的波形圖：function dwxulie(kl,k2,k0)k=kl :k2;n=lcngth(k)f=zeros(l,n)f(l,-ko-kl + l)=l%在

54、1<0時(shí)刻，信號(hào)賦值為1stem(k,f,'filled')axis(kljc2,0,15)titlec ip-位序列 8 (k)')例2-7.畫(huà)出6 (k)在-5wkw5區(qū)間的圖形。調(diào)用上述函數(shù)dwxulie來(lái)完成，調(diào)用命令為:dwxulie(-5,5, 0)2）單位階躍序列單位階躍序列8（k） = <1 *>00 k<0與單位序列類(lèi)似,下面給出繪制單位階躍序列£ （k+ko）的matlab子程序:function jyxulie(kl, k2, ko)k=kl:-kot;kk=-ko:k2;n=length(k);nn=length

55、 (kk);u=zeros (1, n);%k0詢(xún)信號(hào)賦值為零uu=ones(l, nn):%k0后信號(hào)賦值為一stem(kk, uu,j filled，)hold onstem(k, u,' filled')hold offaxis(kl, k2, 0, 1.5)titlec單位階躍序列')例2-8.用matlab繪出單位階躍序列£ (k)在-3wkw8區(qū)間的圖形?？烧{(diào)用上述程序來(lái)完成，調(diào)用命令為：jyxulie(-3, & 0)單位階躍序列3) 正弦序列正弦序列的表達(dá)式為：/伙)=a cos伙q +(p)式中£為無(wú)最綱的無(wú)數(shù)，q和0以弧度為單位，d稱(chēng)為正弦序列的數(shù)字角頻率，0為 初柑位。需耍注意