福建农林大学金山学院科研实践论文.docx
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福建农林大学金山学院科研实践论文
论文题目:
MATLAB中离散信号的可视化及卷积和
学院：
金山学院
专业年级：
电子信息工程2012级
学号：
姓名：
任课教师、职称：
讲师
2015年12月25日
目录
1引言………………………………………………………………………………1
2主要内容及习题解………………………………………………………………1
2.1MATLAB基础知识…………………………………………………………1
2.1.1主要内容…………………………………………………………………1
2.1.2习题解……………………………………………………………………1
2.2MATLAB的数值分析与MATLAB的符号运算…………………………4
2.2.1主要内容…………………………………………………………………4
2.2.2习题解……………………………………………………………………5
2.3MATLAB的绘图功能………………………………………………………9
2.3.1主要内容…………………………………………………………………9
2.3.2习题解……………………………………………………………………9
2.4Simlink基础…………………………………………………………………12
2.4.1主要内容………………………………………………………………12
2.4.2习题解…………………………………………………………………12
3MATLAB中离散信号的可视化及卷积和……………………………………13
3.1算法原理……………………………………………………………………13
3.2实现过程……………………………………………………………………13
3.3结果与分析…………………………………………………………………14
4结束语……………………………………………………………………………16
参考文献……………………………………………………………………………16
MATLAB中离散信号的可视化及卷积和
1引言
本文介绍了MATLAB的基础知识以及基本使用方法，介绍了MATLAB的数值分析、符号运算、绘图等功能，介绍了Simlink的基础知识及基本使用方法，并运用这些功能实现离散信号可视化及卷积和的结果图与波形。
2主要内容及习题解
2.1MATLAB基础知识
2.1.1主要内容
1、基本运算与函数
2、重复命令
3、逻辑命令
4、集合多个命令于一个M文件
5、搜寻路径
6、资料的储存与载入
7、结束MATLAB
2.1.2习题解
1．实现下列运算，并观察它们的结果，理解运算规则。
（1）矩阵加减：
已知矩阵A=[111;222;333];B=A;求A+B=？
、A-B=？
、A+2=？
、A-1=？
（2）矩阵乘：
已知矩阵C=ones（1,3）;D=ones（3,1）;求C*D=?
、D*C=?
（3）矩阵乘和数组乘：
已知矩阵A=[11111;22222;33333];B=A;求矩阵乘A*B=？
数组乘A.*B=?
、B.*A=?
矩阵乘和数组乘有何区别？
（4）矩阵除：
已知矩阵A=[123;426;749];B=[432;751;1272];求A\B=？
、A/2=？
、B/A=？
数组除：
已知矩阵A=[223344;112233;445566];B=[113322;111111;225533];求A./B=？
、B./A=？
2、已知A=[223344;112233;445566];
（1）用size（）函数计算矩阵A的维数，调用格式：
d=size（A）%将矩阵A的行数和列数赋给变量d
[m,n]=size（A）%将矩阵A的行数赋给变量m、列数赋给变量n
（2）用rand（）函数产生随机矩阵，调用格式：
rand（n）%产生值在0~1之间随机分布的n*n的随机方阵
rand（m,n）%%生值在0~1之间随机分布的n*m的随机矩阵
（3）计算矩阵长度（列数）的函数length（），调用格式：
a=length（B）%将矩阵B的列数赋值给变量a
（4）矩阵元素的求积运算函数prod（），调用格式：
prod（A）%若A为向量，将计算矩阵A所有元素之积；若A为矩阵，将产生一行向量，其元素分别为矩阵A的各列元素之积。
prod（A,k）%将对矩阵A按k定义的方向进行示积运算，若k=1则按列的方向求积，若k=2则按行的方向求积。
（5）矩阵元素的求和运算函数sum（），调用格式同prod（）函数。
2.2MATLAB的数值分析与MATLAB的符号运算
2.2.1主要内容
（1）矩阵运算与数组运算
1．矩阵加减与数组加减
2．矩阵乘与数组乘
3．矩阵除与数组除
4．常用的矩阵运算函数
（2）多项式及其运算
1．多项式的表达与创建
2．多项式求根
3．由指定根求多项式
4．多项式相乘（卷积）
5．多项式相除（解卷）
（3）线性代数方程（组）求解
（4）信号的MATLAB表示举例
（5）符号对象的创建和使用
1．符号运算入门
2．定义符号变量
3．定义符号表达式和符号方程
4．定义抽象函数和符号数学函数
（6）数值与符号的转换
（7）符号算术运算
1．定义符号矩阵
2．符号矩阵的加、减运算
3．符号矩阵的乘、除运算
4．符号变量替换
（8）符号微积分运算
1．确定符号变量
2．符号微分运算
3．符号积分运算
4．符号微积分运算示例
（9）符号绘图函数ezplot（）
（10）求解常微分方程式
（11）连续信号的微分与积分
2.2.2习题解
1、实现下列连续时间信号
（1）（画t=-1~3）
（2）
（3）（画t=-1~3）
（4）（画t=-1~3）
解：
（1）
（2）
（3）
（4）
2、已知x（t）的波形如下图，
（1）编写实现该信号波形的函数x（t）的MATLAB函数；
（2）画出x（t），x（0.5t）和x（2-0.5t）。
解：
（1）t=-4:
0.01:
10;
subplot（3,1,1）;
plot（t,x（t））;title（'x（t）'）;
axis（[-4,10,-2,3]）
t=-4:
0.01:
10;
subplot（3,1,2）;
plot（t,x（0.5*t））;title（'x（0.5t）'）;
axis（[-4,10,-2,3]）
t=-6:
0.01:
8;
subplot（3,1,3）;
plot（t,x（2-0.5*t））;title（'x（2-0.5t）'）;
axis（[-6,8,-2,3]）
（2）
3、用符号表达式表示信号，并绘制波形；求f的微分并绘出结果的波形f1；求f的微分并绘出结果的波形f2；求f2的二次积分并绘出结果的波形g；比较f与g。
解：
4、实现下列连续时间信号x（t）的微分和积分。
解：
5、信号，用MATLAB符号运算的相关命令求：
、、、、，并绘出其时域波形。
解：
symst%定义符号变量t
f=sym（'（t/2+1）*（heaviside（t+2）-heaviside（t-2））'）
%创建符号表达式f，heaviside函数见第二讲
subplot（2,3,1）,ezplot（f,[-3,3]）
%subplot把图形窗口分成2行3列的6个小窗口，当前波形画在第1个小窗口中，下同
y1=subs（f,t,t+2）
%subs（）函数指将连续信号f中的时间变量t用t+2替换，下同
subplot（2,3,2）,ezplot（y1,[-5,1]）
y2=subs（f,t,t-2）
subplot（2,3,3）,ezplot（y2,[-1,5]）
y3=subs（f,t,-t）
subplot（2,3,4）,ezplot（y3,[-3,3]）
y4=subs（f,t,2*t）
subplot（2,3,5）,ezplot（y4,[-2,2]）
y5=-f
subplot（2,3,6）,ezplot（y5,[-3,3]）
2.3MATLAB的绘图功能
2.3.1主要内容
（1）二维图形绘制命令
（2）三维网图的高级处理
1．三维绘图函数plot3
2．消隐处理
3．裁剪处理
4．三维旋转体的绘制
2.3.2习题解
1、绘制曲线y=x3+x+1，x的取值范围为[-5,5]。
2、有一组测量数据满足y=e-at，t的变化范围为0~10，用不同的线型和标记画出a=0.1,a=0.2,a=0.5三种情况下的曲线；在结果图中添加标题“y=e-at”，并用箭头线标识出各曲线a的取值；在结果图中添加图例框。
3、用subplot语句在一个图形窗口上开多个大小不等的子窗口进行绘图并添加注释，见图。
解：
subplot（'position',[0.1,0.15,0.3,0.65]）
hist（randn（1,1000）,20）;
xlabel（'直方图'）
subplot（'position',[0.45,0.52,0.25,0.28]）
[xp,yp,zp]=peaks;
contour（xp,yp,zp,15,'k'）
holdon
pcolor（xp,yp,zp）
shadinginterp
holdoff
axisoff
text（-1.2,-4,'伪彩色图'）
subplot（'position',[0.72,0.5,0.25,0.3]）
sphere（25）;
axisequal,axis（[-0.75,0.75,-0.75,0.75,-0.75,0.75]）
light（'Position',[132]）;
light（'Position',[-3-13]）;
materialshiny
axisoff
text（-0.8,-0.7,-1,'三维图'）
subplot（'position',[0.45,0.15,0.5,0.25]）
t=0:
pi/15:
pi;
y=sin（4*t）.*sin（t）/2;
plot（t,y,'-bs','LineWidth',2,...
%设置线型
'MarkerEdgeColor','k',...
%设置标记点边缘颜色
'MarkerFaceColor','y',...
%设置标记点填充颜色
'MarkerSize',5）
axis（[0,3.14,-0.5,0.5]）
xlabel（'带标记点的线图'）
subplot（'position',[0.1,0.9,0.8,0.1]）
text（0.25,0.2,'多窗口绘图示例',...
'fontsize',25,'fontname','隶书','color','b'）
axisoff
2.4Simlink基础
2.4.1主要内容
（1）演示一个Simulink的简单程序
（2）Simulink的文件操作和模型窗口
1Simulink的文件操作
2Simulink的模型窗口
（3）模型的创建
1模块的操作
2信号线的操作
3给模型添加文本注释
（4）Sim
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