成都理工大学MATLAB信号与系统课程设计实验报告.docx
《成都理工大学MATLAB信号与系统课程设计实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《成都理工大学MATLAB信号与系统课程设计实验报告.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
成都理工大学MATLAB信号与系统课程设计实验报告
信号与系统课程设计（论文）
设计（论文）题目信号系统课程设计和灰度图像频域处理
学院名称信息科学与技术学院
专业名称信息工程
学生姓名郑洪潮
学生学号201413010113
任课教师杨斯涵
设计（论文）成绩
教务处制
2016年2月28日
摘要
此次的信号与系统课程设计的任务是在MATLAB软件下进行离散系统的分析仿真及卷积运算。
。
技术内容是：
根据时域分析原理，利用MATLAB软件求解系统零状态响应，冲激响应。
对MATLAB软件进行程序操作，同时利用MATLAB软件也能对书本上的知识进行验证，在MATLAB软件下编写函数程序，然后运行程序，与书本上的信号的求解进行对照分析和比较。
对MATLAB软件进行一定的了解和运用之后，开始统零状态响应、冲激响应进行绘图求解，并且记录其分析过程。
关键字：
课程设计，函数程序，分析仿真。
基础设计实验1
一.实验目的
用matlab绘制出系统函数的零极点图,从而实现系统的稳定性分析.
二.实验内容
a=[12-3-21];
b=[10-4];
p=roots（a）
q=roots（b）
holdon
plot（real（p）,imag（p）,'x'）;
plot（real（q）,imag（q）,'o'）;
title（'H（s）的零极点图'）;
gridon;
ylabel（'虚部'）;
xlabel（'实部'）;
三.实验心得
由函数求得零级点并绘图,从而能够判断系统的稳定性.
实验2
一.实验目的
求出系统冲激响应h（t）的时域特性.
二.实验内容
clf
%图a
a=[10];
b=[1];
subplot（231）
impulse（b,a）
title（'图（a）冲激响应'）
%图b
a=[12];
b=[1];
subplot（232）
impulse（b,a）
title（'图（b）冲激响应'）
%图c
a=[1-2];
b=[1];
subplot（233）
impulse（b,a）
title（'图（c）冲激响应'）
%图d
a=[1116.25];
b=[1];
subplot（234）
impulse（b,a,5）
title（'图（d）冲激响应'）
%图e
a=[1016];
b=[1];
subplot（235）
impulse（b,a,5）
title（'图（e）冲激响应'）
%图f
a=[1-116.25];
b=[1];
subplot（236）
impulse（b,a,5）
title（'图（f）冲激响应'）
三.实验心得
学会了绘制各冲激响应时域波形的MATLAB.
实验3
一.实验目的
绘制f1到f2频率范围内系统的幅频特性曲线和相频特性曲线.
二.实验内容.
functionsplxy（f1,f2,k,p,q）
p=p';
q=q';
f=f1:
k:
f2;
w=f*（2*pi）;
y=i*w;
n=length（p）;
m=length（q）;
ifn==0
yq=ones（m,1）*y;
vq=yq-q*ones（1,length（w））;
bj=abs（vq）;
ai=1;
elseifm==0
yp=ones（n,1）*y;
vp=yp-p*ones（1,length（w））;
ai=abs（vp）;
bj=1;
else
yp=ones（n,1）*y;
yq=ones（m,1）*y;
vp=yp-p*ones（1,length（w））;
vq=yq-q*ones（1,length（w））;
ai=abs（vp）;
bj=abs（vq）;
end
Hw=prod（bj,1）./prod（ai,1）;
plot（f,Hw）;
title（'连续系统幅频响应曲线'）
xlabel（'频率w（单位:
赫兹）'）
ylabel（'F（jw）'）
clc
clearall;
a=[12321];
b=[10-4];
p=roots（a）
q=roots（b）
p=p';
q=q';
f1=0;
f2=1;
k=0.01;
splxy（f1,f2,k,p,q）
三.实验心得
分析系统频率特性之前,要先对系统的稳定性作分析.
实验4
一.实验目的
求出系统的稳分方程,并绘图.
二.实验内容
a=[156];
b=[10];
p=roots（a）
q=roots（b）
holdon
plot（real（p）,imag（p）,'x'）;
plot（real（q）,imag（q）,'o'）;
title（'H（s）的零极点'）;
gridon;
ylabel（'虚部'）;
xlabel（'实部'）;
clc
clearall;
a=[156];
b=[10];
p=roots（a）
q=roots（b）
p=p';
q=q';
f1=0;
f2=1;
k=0.01;
splxy（f1,f2,k,p,q）
a=[156];
b=[10];
p=roots（a）;
pxm=max（real（p））;
ifpxm>=0
‘系统不稳定’
else
freqs（b,a）
end
三.实验心得
学会编写M文件,绘出系统零极点图,频率响应的幅频,相频响应曲线.
实验5
一.实验目的
求系统函数的零极点,并绘图,同时绘出Z平面的单位圆.
二.实验内容
function ljdt（A,B）
p=roots（A）;
q=roots（B）;
p=p';
q=q';
x=max（abs（[p q 1]））;
x=x+0.1;
y=x;
clf
hold on
axis（[-x x -y y]）
w=0:
pi/300:
2*pi;
t=exp（i*w）;
plot（t）
axis（'square'）
plot（[-x x],[0 0]）
plot（[0 0],[-y y]）
text（0.1,x,'jIm[z]'）
text（y,1/10,'Re[z]'）
plot（real（p）,imag（p）,'x'）
plot（real（q）,imag（q）,'o'）
title（'pole-zero diagram for discrete system'）
hold off
a=[1 3 2];
b=[1 -0.7 0.1];
ljdt（a,b）
a=[1 -1]
b=[1]
subplot（231）
impz（b,a）
title（'图a'）
a=[1 -0.8];
b=[1];
subplot（232）
impz（b,a,10）
title（'图b'）
a=[1 -1 2];
b=[1];
subplot（233）
impz（b,a,10）
title（'图c'）
a=[1 -2*0.8*cos（pi/4） 0.8^2];
b=[1];
subplot（234）
impz（b,a,20）
title（'图d'）
a=[1 -2*cos（pi/8） 1];
b=[1];
subplot（235）
impz（b,a,20）
title（'图e'）
a=[1 -2*1.2*cos（pi/4） 1.2^2];
b=[1];
subplot（236）
impz（b,a,20）
title（'图f'）
三.实验心得
离散系统的稳定性,系统单位响应的时域特性;离散系统的频率特性,且对系统零极点图的绘制,可以使用MATLAB的zplane函数绘制.
实验6
一.实验目的
使用freqz（）函数绘出幅频和相频特性曲线,调用freqz（）函数计算出离散系统频率响应的值,然会绘图.
二.实验内容
A=[1 0.3 0.2];
B=[0 1 0];
[H,w]=freqz（B,A,'whole'）;
Hf=abs（H）;
Hx=angle（H）;
clf
subplot（211）
plot（w,Hf）
title（'离散系统幅频特性曲线'）
subplot（212）
plot（w,Hx）
title（'离散系统的相频特性曲线'）
三.实验心得
通过系统函数的分析从而得到系统的频率响应,通常可以采用直接法来求.,同时调用freqz（）函数求得系统的频率响应.
二、综合设计
灰度图像频域处理
实验目的：
正确理解二维傅里叶变换及滤波的基本概念，掌握低通、高通滤波器。
内容：
提供一幅灰度图像；
（1）使用Matlab中的imread命令读取图像，并用imshow显示图像；
（2）将图像数据变换到二维频域（采用命令fft），判断该图像的截止频率。
（3）在频域进行低通滤波和高通滤波，恢复空域结果（采用命令ifft），比较滤波前后的图像差异。
灰度图像频域处理
I=imread（'D:
\123.jpg'）;
GrayImage=rgb2gray（I）;
figure
（1）;
subplot（221）;
imshow（I）;
title（'原始图像'）;
subplot（222）;
imshow（GrayImage）;
title（'灰度图像'）;
[rows,cols]=size（GrayImage）;
ZhiFang=zeros（1,256）;
for i=0:
255
ZhiFang（1,i+1）=length（find（GrayImage==i）/（rows*cols））;
end
figure
（1）;
subplot（223）;
bar（0:
255 , ZhiFang , 'grouped'）;
xlabel（'灰度值'）;
ylabel（'出现次数'）;
axis（[0 300 0 1000]）;
M=imread（'D:
\123.jpg'）;
F=fft2（M）;
F=fftshift（F）;
figure;imshow（log（abs（F））,[]）;
title（'快速傅里叶变换（FFT）图像'）
[M,N]=size（F）;
nn=2;
d0=100;
m=fix（M/2）;n=fix（N/2）;
fori=1:
M
forj=1:
N
d=sqrt（（i-m）^2+（j-n）^2）;
h=1/（1+0.414*（d/d0）^（2*nn））;
result（i,j）=h*F（i,j）;
end
end
result=ifftshift（result）;
J1=ifft2（result）;
J2=uint8（real（J1））;
figure,imshow（J2）;
title（'低通滤波图像100'）
M=imread（'D:
\123.jpg'）;
[M,N]=size（F）;
nn=2;
d0=50;
m=fix（M/2）;n=fix（N/2）;
fori=1:
M
forj=1:
N
d=sqrt（（i-m）^2+（j-n）^2）;
if（d==0）
h=0;
else
h=1/（1+0.414*（d0/d）^（2*nn））;
end
result（i
升级会员 