《工程隨機(jī)過(guò)程》課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、作者:日期:成都理工大學(xué)課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)課程名稱(chēng)：工程隨機(jī)過(guò)程課程性質(zhì)：專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：8適用專(zhuān)業(yè)：信息與計(jì)算科學(xué)，信息工程等專(zhuān)業(yè)編寫(xiě)者：郭科審查者：編寫(xiě)日期：2007年1月信息管理學(xué)院信息與計(jì)算科學(xué)系編1課程實(shí)驗(yàn)?zāi)康?2課程實(shí)驗(yàn)要求12.1課程實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備要求 12。2課程實(shí)驗(yàn)過(guò)程要求 12.3課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 22.4課程實(shí)驗(yàn)考核要求 23課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3實(shí)驗(yàn)一 利用MATLAB 編程描繪出隨機(jī)過(guò)程 X (t) XCOS( wt )的圖像 3 實(shí)驗(yàn)二 利用MATLAB 繪制隨機(jī)相位正弦波 X (t) COS(Wt )的均值，方差和自相關(guān)函數(shù)的圖像 32實(shí)驗(yàn)三利用MATLAB 繪制隨機(jī)過(guò)程的譜密

2、度 Gx(w)-(和為正W 一數(shù))的圖像實(shí)驗(yàn)四 繪制白噪聲的功率譜密度函數(shù)G (w) N和自相關(guān)函數(shù) Rn() (_ 2 2的圖像實(shí)驗(yàn)五 分析低通白噪聲和帶通白噪聲的功率譜密度函數(shù)和自相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)拼舉例同時(shí)繪制其圖像。5附錄1課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式 7附錄2工程隨機(jī)過(guò)程課程實(shí)驗(yàn)大綱 81 課程實(shí)驗(yàn)?zāi)康墓こ屉S機(jī)過(guò)程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程， 根據(jù)課程理論教學(xué)的需要 安排了 8 學(xué)時(shí)的配套實(shí)驗(yàn)教學(xué)，主要內(nèi)容：利用 MATLAB 編程描繪出隨機(jī)過(guò)程 的圖像； 繪制并分析隨機(jī)相位正弦波的均值、方差和自相關(guān)函數(shù)； 繪制隨機(jī)過(guò)程 譜密度圖像；利用 MATLAB 實(shí)現(xiàn)白噪聲的功率譜密度函數(shù)和自相關(guān)函數(shù)；分

3、析 低通白噪聲和帶通白噪聲的功率譜密度函數(shù)和自相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)并繪制其圖像。 通過(guò)這五個(gè)實(shí)驗(yàn)一方面有助于學(xué)生消化、鞏固課程理論教學(xué)的知識(shí),另一方面又可培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力 ,掌握 MATLAB 軟件基本操作，養(yǎng)成嚴(yán)格、認(rèn)真和實(shí)事 求是的科學(xué)態(tài)度， 提高觀察、分析和解決問(wèn)題的能力，為學(xué)習(xí)后繼課程和將來(lái)從 事實(shí)際工作打下必要的基礎(chǔ)。2 課程實(shí)驗(yàn)要求2.1 課程實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備要求（1）課程實(shí)驗(yàn)包括驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)兩個(gè)類(lèi)型 ,要求學(xué)生熟悉掌握編 寫(xiě)和調(diào)試 MATLAB 程序的方法。（2）要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)所用到的預(yù)備知識(shí)?？梢圆殚喗滩幕蛘呦嚓P(guān) 的參考資料，這需要學(xué)生有自主的學(xué)習(xí)意識(shí)和整理知識(shí)的能力

4、。（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 ,按照已給函數(shù)的計(jì)算步驟，再轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的書(shū)面程序，并 進(jìn)行靜態(tài)檢查，盡量減少語(yǔ)法錯(cuò)誤和邏輯錯(cuò)誤。2.2 課程實(shí)驗(yàn)過(guò)程要求（1）生成源代碼 .將課前編寫(xiě)好的書(shū)面代碼， 利用 matlab 自帶的編輯器盡快 輸入為轉(zhuǎn)換為源代碼 ;（2）程序調(diào)試和軟件測(cè)試。 要求學(xué)生熟練掌握調(diào)試工具， 調(diào)試正確后 ,認(rèn)真整 理源程序和注釋 ,給出帶有完整注釋且格式良好的源程序清單和結(jié)果。（3）完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告 .根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和完成情況 ,按照附件 1 給定的格式完成課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告的編寫(xiě) .2。3 課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求在每次課程實(shí)驗(yàn)后要及時(shí)進(jìn)行總結(jié)和整理 ,并編寫(xiě)課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 報(bào)告格式見(jiàn) 附錄 1。2。

5、4 課程實(shí)驗(yàn)考核要求每次實(shí)驗(yàn)按 20分記成績(jī),共 100 分，實(shí)驗(yàn)成績(jī)占該課程總成績(jī)的 20. 實(shí)驗(yàn)課無(wú)故缺席一次 ,扣除其全部實(shí)驗(yàn)成績(jī)， 缺席兩次則取消其本門(mén)課程的考 試資格 .3 課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)一 利用 MATLAB 編程描繪出隨機(jī)過(guò)程 X (t) xcos( wt ) 的圖像實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握應(yīng)用隨機(jī)過(guò)程的本質(zhì)含義，會(huì)用 MATLAB 語(yǔ)言編寫(xiě)目標(biāo)函數(shù)的程序。 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)1。5 學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 1熟悉隨機(jī)過(guò)程的本質(zhì)含義，以及 MATLAB 語(yǔ)言在隨機(jī)過(guò)程函數(shù)繪圖方面 的應(yīng)用；2編寫(xiě)隨機(jī)過(guò)程 X (t) xcos( wt ) 的書(shū)面程序代碼。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟編寫(xiě)描繪出隨機(jī)過(guò)程 X (t) xc

6、os( wt ) 的圖像說(shuō)明：(1) 確定函數(shù)中的常量、自變量和因變量；(2) 確定各個(gè)變量的取值范圍 .( 3)編寫(xiě)函數(shù) , 調(diào)試程序，并對(duì)程序進(jìn)行規(guī)范和優(yōu)化；( 4)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果，完成編寫(xiě)本次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告 .實(shí)驗(yàn)二 利用 MATLAB 繪制隨機(jī)相位正弦波 X(t) cos(wt ) 的 均值，方差和自相關(guān)函數(shù)的圖像實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)繪制圖像，深入理解隨機(jī)相位正弦波的均值，方差和自相關(guān)函數(shù) .實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí) 1.5 學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 1熟悉隨機(jī)相位正弦波的均值，方差和自相關(guān)函數(shù)含義，掌握其計(jì)算方法； 2編寫(xiě)隨機(jī)相位正弦波的均值，方差和自相關(guān)函數(shù)的書(shū)面程序代碼。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟繪制隨機(jī)相位正弦波 X(t

7、) cos(wt ) 的均值，方差和自相關(guān)函數(shù)的圖說(shuō)明：(1 )根據(jù)課本中計(jì)算隨機(jī)過(guò)程數(shù)字特征的方法萊確定X(t) cos(wt )的均值力差和自相關(guān)函數(shù)的取值；(2)確定上述均值 方差和自相關(guān)函數(shù)繪圖的坐標(biāo)范圍；(3) 利用matlab語(yǔ)言編寫(xiě)繪圖程序，并進(jìn)行調(diào)試；(4) 運(yùn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果，編寫(xiě)本次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)三利用MATLAB繪制隨機(jī)過(guò)程的譜密度 Gx(w)(和為正數(shù))的圖像實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握隨機(jī)過(guò)程的功率譜密度，了解它的圖像。實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)1.5學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1 熟悉隨機(jī)過(guò)程的功率譜密度的計(jì)算方法，；2編寫(xiě)所給隨機(jī)過(guò)程功率譜函數(shù)的書(shū)面程序代碼。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟2繪制隨機(jī)過(guò)程的譜密度Gx(w) 廠

8、(和 為正數(shù))的w圖像說(shuō)明：(1) 確定此譜密度函數(shù)的常量取值和變量的范圍；(2) 根據(jù)函數(shù)編程繪制譜密度函數(shù)圖像；(3) 調(diào)試、運(yùn)行程序；(4) 編寫(xiě)本次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。N實(shí)驗(yàn)四 繪制白噪聲的功率譜密度函數(shù)Gx(w)-和自相關(guān)函數(shù)Rn() -2()的圖像實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆瞻自肼暤墓β首V密度函數(shù)和自相關(guān)函數(shù)，了解它的圖像。實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)1。5學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1 熟悉白噪聲的功率譜密度函數(shù)和自相關(guān)函數(shù)的表達(dá)式并理解其含義2. 根據(jù)白噪聲的功率譜密度函數(shù)和自相關(guān)函數(shù)的表達(dá)式編寫(xiě)書(shū)面程序代碼。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟NN繪制白噪聲的功率譜密度函數(shù)Gx(w) 7和自相關(guān)函數(shù)rn()7()的圖像說(shuō)明：(1) 確定上述功率譜密度函

9、數(shù)和自相關(guān)函數(shù)中的 常量取值和變量范圍(2) 根據(jù)函數(shù)編程繪制譜密度函數(shù)圖像(3) 調(diào)試、運(yùn)行程序(4) 編寫(xiě)本次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)五 分析低通白噪聲和帶通白噪聲的功率譜密度函數(shù)和自相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)，并舉例同時(shí)繪制其圖像例子形式如下：低通白噪聲的功率譜:Gn()0其它低通白噪聲的相關(guān)函數(shù)：Rn()sin(色 )帶通白噪聲的功率譜：Gn ()0其它帶通白噪聲的相關(guān)函數(shù):RN()sin(其中，0和色是常數(shù)，噪聲功率。實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆盏屯ò自肼暫蛶ò自肼暤墓β首V密度函數(shù)和自相關(guān)函數(shù)，了解它的圖像。實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1熟悉低通白噪聲和帶通白噪聲的功率譜密度函數(shù)和自相關(guān)函數(shù)含義。2 根據(jù)書(shū)中低通白噪聲

10、和帶通白噪聲的功率譜密度函數(shù)和自相關(guān)函數(shù)的實(shí)例編寫(xiě)書(shū)面程序代碼。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟繪制低通白噪聲和帶通白噪聲的功率譜密度函數(shù)和自相關(guān)函數(shù)的圖像說(shuō)明：(1)確定上述低通和帶通白噪聲的 功率譜密度函數(shù)和自相關(guān)函數(shù)中的常量取值和變量范圍(2)根據(jù)函數(shù)編程繪制譜密度函數(shù)圖像(3)調(diào)試、運(yùn)行程序(4) 編寫(xiě)本次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。附錄1課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式封面格式：工程隨機(jī)過(guò)程課程實(shí)驗(yàn)報(bào)學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師:完成日期：正文格式（另起一頁(yè)）:一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容1、實(shí)驗(yàn)題目2、算法及其程序3、程序運(yùn)行結(jié)果附錄2工程隨機(jī)過(guò)程課程實(shí)驗(yàn)大綱工程隨機(jī)過(guò)程課程實(shí)驗(yàn)大綱課程類(lèi)型：專(zhuān)業(yè)必修課課程學(xué)時(shí):8課時(shí)(驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

11、 6,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)2)適用專(zhuān)業(yè)：信息與計(jì)算科學(xué)，信息工程，數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)，通訊工程、自動(dòng)控制等專(zhuān)業(yè) 編寫(xiě)人員：郭科負(fù)責(zé)審查：范安東編寫(xiě)年月：2006年03月 修訂年月：2007年07月一、課程實(shí)驗(yàn)的地位、作用和目的應(yīng)用隨機(jī)過(guò)程是信息與計(jì)算科學(xué)的專(zhuān)業(yè)必修課之一，也是系統(tǒng)識(shí)別、隨機(jī)控制、非線性科學(xué)等后續(xù)專(zhuān)業(yè)課的重要基礎(chǔ)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生加深對(duì)隨機(jī)過(guò)程、隨機(jī)信號(hào)的基本理論的理解，掌握如何構(gòu)建隨機(jī)模型，如何提取隨機(jī)過(guò)程的數(shù)字特征以及應(yīng)用隨機(jī)過(guò)程的數(shù)字特征對(duì)典型的隨機(jī)過(guò)程、平穩(wěn)過(guò)程、各態(tài)歷經(jīng)過(guò)程、馬爾可夫過(guò)程等進(jìn)行分析處理，并將 其應(yīng)用于線性系統(tǒng)。通過(guò)隨機(jī)過(guò)程的實(shí)驗(yàn)，掌握基本操作技能，養(yǎng)成嚴(yán)格、認(rèn)真

12、和實(shí)事求是 的科學(xué)態(tài)度，提高觀察、分析和解決問(wèn)題的能力，為學(xué)習(xí)后繼課程和將來(lái)從事實(shí)際工作打下 必要的基礎(chǔ)。二、課程實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定1 考核方式：考查，提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2每次實(shí)驗(yàn)按20分記成績(jī),共100分，實(shí)驗(yàn)成績(jī)占該課程總成績(jī)的20%。三、課程實(shí)驗(yàn)要求序號(hào)項(xiàng)目名稱(chēng)實(shí)驗(yàn)課時(shí)內(nèi)容提要教學(xué)要求實(shí)驗(yàn)類(lèi)別實(shí)驗(yàn)方式適用專(zhuān)業(yè)備注1利用MATLAB編程繪制隨機(jī)過(guò)程X(t) x cos( wt )的圖像11 .編寫(xiě)程序2.描繪圖像掌握應(yīng)用隨機(jī)過(guò)程的本質(zhì)含義，會(huì)用MATLAB語(yǔ)言編寫(xiě)目標(biāo)函數(shù)的程序.驗(yàn)證性教師指導(dǎo)獨(dú)立完成信息與計(jì)算科學(xué)信息工程數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)通訊工程必修2利用MATLAB繪制隨機(jī)相位正弦波X(t)cos(wt)的均值，方差和自相關(guān)函數(shù)的圖像21 .編寫(xiě)程序2.描繪圖像掌握相位正弦波的均值，方差和自相關(guān)函數(shù)，了解它的圖 像。驗(yàn)證性教師指導(dǎo)獨(dú)立完成必修3利用MATLAB繪制隨機(jī)過(guò)程的譜密度2Gx(w) 二2的圖像w11 .編寫(xiě)程序2.描繪圖像掌握隨機(jī)過(guò)程的功率譜密度， 了解它的圖像。驗(yàn)證性教師指導(dǎo)獨(dú)立完成必修4繪制白噪聲