實驗信號的基本操作與處理(附思考題程序)

實驗1MATLAB紹其基礎操作實驗目：（1熟悉MATLAB軟應用環(huán)境，學習常用窗口的功能和使用方法。（2掌握基本的MATLAB函操作及其使用。（3掌握簡單的計算及其繪圖操作。實驗原（1）簡MATLAB是美國公開的高性能的科學與工程計算軟件值算、自動控制、信號處理、神經(jīng)網(wǎng)絡、優(yōu)化計算、小波分析、圖像處理等領域有著廣泛的用途。近年來，在內(nèi)高等院校、科研院所的應用逐漸普及，成為廣大科研、工程技術人員必備的工具之一。MATLAB具矩陣和數(shù)組運算方便、編程效率極高、易學易用、可擴充性強和移植性好等優(yōu)點稱為“草稿紙式的科學計算語言”把程技術人員從煩瑣的程序代碼中解放出來，可以快速地驗證自己的模型和算法。MATLAB作為一種面向科學與工程計算的高級語言，它是一套功能強大的工程計算及數(shù)據(jù)處理軟件，廣泛應用于工通訊、信號處理、生物醫(yī)學、控制等眾多領域。它是一種面向對象的，交互式程序設計語言，其結構完整又優(yōu)良的可移植性MATLAB的主要特點就是其強大的矩陣計算能力及仿真能力習軟件的基本操作及其編程方法會逐步掌握它在矩陣運算、信號處理等方面的功能及其具體應用。另外提了方便的繪圖功能，便于用戶直觀地輸出處理結果。通過本課程實驗的學習，要求學生運用MATLAB編完成一些數(shù)字信號處理的基本能深信號處理理論課程內(nèi)的理解序漸進地培養(yǎng)學生運用所學知識分析和解決問題的能力。（2）MATLAB軟件的安裝與啟動安裝MATLAB軟件成功之后，并啟動，就可以直接進行相關的操作了。實驗內(nèi)及其步驟理解MATLAB的本原理，學習并掌握基本的運算與操作了解和掌握基本的數(shù)據(jù)表示與計算，掌握常用的繪圖命令，熟悉學習M文的編寫與調試，為信號的處理等做好準備。常用線性代數(shù)函數(shù)B=A’C=A+BC=A^k

矩陣轉置矩陣相加矩陣相乘矩陣冪

4]A(n)Aconv(p1,p2)

矩陣賦值查看矩陣A的n個元素查看矩陣A的容兩個多項式相乘

矩陣點乘，即兩維數(shù)相同[X,D]=eig(A)矩的特征向量X和以expm(A)det(A)

的矩陣各對應元素相乘指數(shù)矩陣，也就是eA矩陣的逆矩陣矩陣的行列式的值計算矩陣的秩矩陣的特征值

C=A(1,:)C=A(:,1)C=A(:,n)p=ploy(A)r=roots(p)

特征值為元素的對角陣C的容為矩陣A的一行C的容為矩陣A的一列C的容為矩陣A的列矩陣的特征多項式特征多項式方程的根（1基本的數(shù)據(jù)表示與常見的基本運算/

犏犏臌犏犏臌輸入簡單的矩陣：A=

，

=

，并計算A*B，A.*B，A.^B，比較各自結果有何不同。2參考：A*B;A.*B;A.^B。計算下列表達式的結果：a=

[123-43)]?

3參考：復數(shù)運算及其表示：已知

z=1+2i，3+4i，z=513

i

，利用計

=

z13

。參考：z1=1+2iz2=3+3iz3=5*exp(i*pi/6)z=z1*z2/z3（2基本的繪圖操作常用的繪圖函數(shù)有針（’函函繪圖采用的’繪圖函數(shù)，其函數(shù)功能比較強大；函數(shù)圖形的注釋（常subplot函來實現(xiàn)等繪圖函數(shù)簡介：Matlab簡單應用與運算已有一定的基礎，現(xiàn)介紹Matlab下二維繪制，具體的函數(shù)名以及功能簡介如下。函數(shù)名稱函功能簡介

函數(shù)名稱

函數(shù)功能簡介barfplotFill

長條圖較精確的函數(shù)圖形累計圖階梯圖實心圖羅盤圖

errorbarRoseStemFeather

圖形加上誤差范圍極坐標圖極坐標累計圖針狀圖羽毛圖向量場圖

在x-y平繪制等位線圖

繪拓撲圖

雙對數(shù)坐標曲線

Pcolor

偽彩圖x軸數(shù)坐標曲線

y軸數(shù)坐標曲線繪制正弦函數(shù)的圖形，可以通過以下參考代碼來實現(xiàn)：繪制簡單的針狀圖：x=-pi:.1:pi;y=sin(x);繪制曲線圖：plot(xy);sin(x),cos(x));/

圖形的注釋：x=-pi:.1axis([0,6,-1.2,1.2]);xlabel(Inputsingal);ylabel(Out’title(Twotrigonometricfunctions);‘y=sin(x)’y=cos(x));繪制視窗小圖：利用該命令同時畫出多個小圖形在同一個視窗之中subplot(2,2,1);plot(x,sin(x));subplot(2,2,2);plot(x,subplot(2,2,3);plot(x,sinh(x));subplot(2,2,4);plot(x,cosh(x));（3M件及M文編輯器一般MATLAB命令窗口編寫命令進行操作外程代碼所編寫的文件常以.m”為擴展名，即稱之為文。它可以在的單中打開，也可以直接在界圖標直接進行M件的編輯，創(chuàng)立自己的M文。Matlab中定義函數(shù)在matlab一個函數(shù)需要定義一個M文，文件名與函數(shù)名稱一致。例如：定義一個函數(shù)完成兩個矩陣的加法與乘法運算，函數(shù)名稱為matplus”則對應編寫一個名稱為matplus.m的M文。%算矩陣加法與乘法D=A*B;/

----在“Window”中輸入如下命令：>>A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9];>>[C,D]=matplus(A,A實用MATLAB數(shù)介紹其中在實驗過程中常用到的指（函數(shù)名）有：plot,figure,stem,subplot,gridylabel,exp,imag,abs,angle,help,命令等，具體調用格式參看”者查閱相關書籍。另外，在具體的實驗過程中也可以根據(jù)實際需要自己定義函數(shù)。思考題（1）MATLAB在理數(shù)據(jù)運算過程中與其他高級語言有何不同。MATLAB是一種面向對象的，交互式程序設計語言，其結構完整又優(yōu)良的可移植性。主要特點就是其強大的矩陣計算能力及仿真能力，另外MATLAB提供了方便的繪圖功能，便于用戶直觀地輸出處理結果。（2熟悉MATLAB的用數(shù)學運算符號，比較幾種乘法的運算符號有何不同。（3繪制振蕩曲線

e

t

t

及其包絡線

y=e

t

的圖形，其中

t的值范圍是p]

，并進行相應的標注。>>t=0:0.1:5*pi;>>y=exp(-t/4).*sin(3*t);>>>>>>title('Twofunctions');legend('x=exp(-t/4)','y=exp(-t/4).*sin(3*t)');>>/

犏犏犏犏犏犏（4已知A

ii，B=6ii

ii犏，算以及其實部，虛部，模i8i和相角real,imag,angle）>>A=[1-2i,3-4i;5-6i,7-8i];B=[1+2i,5+6i;3+4i,7+8i];>>C=A*BC=*-+0.0800i>