成都理工大学MATLAB信号与系统课程设计实验报告.docx

1、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

2、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=1 2 -3 -2 1;b=1 0 -4;p=roots(a)q=roots(b)hold onplot(real(p),imag(p),x);plot(real(q),imag(q),o);title(H(s)的零极点图);grid on;ylabel(虚部);xlabel(实部);三.实验心得

3、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 aa=1 0;b=1;subplot(231)impulse(b,a)title(图 (a) 冲激响应)%图 ba=1 2;b=1;subplot(232)impulse(b,a)title(图 (b) 冲激响应)%图 ca=1 -2;b=1;subplot(233)impulse(b,a)title(图 (c) 冲激响应)%图 da=1 1 16.25;b=1;subplot(234)impulse(b,a,5)title(图 (d) 冲激响应)%图 ea=1

4、0 16;b=1;subplot(235)impulse(b,a,5)title(图 (e) 冲激响应)%图 fa=1 -1 16.25;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.function splxy(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);if n=0 yq=ones(m,1)*y;

5、vq=yq - q*ones(1,length(w); bj=abs(vq); ai=1;elseif m=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);endHw=prod(bj,1)./prod(ai,1);plot(f,Hw);title(连续系统幅频响应曲线)xlabel(频率w

6、 (单位:赫兹)ylabel(F(jw)clcclear all;a=1 2 3 2 1;b=1 0 -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=1 5 6;b=1 0;p=roots(a)q=roots(b)hold onplot(real(p),imag(p),x);plot(real(q),imag(q),o);title(H(s)的零极点);grid on;ylabel(虚部)

7、;xlabel(实部);clcclear all;a=1 5 6;b=1 0;p=roots(a)q=roots(b)p=p;q=q;f1=0;f2=1;k=0.01;splxy(f1,f2,k,p,q)a=1 5 6;b=1 0;p=roots(a);pxm=max(real(p);if pxm=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functionljdt(A,B)p=roots(A);q=roots(B);p=p;q

8、=q;x=max(abs(pq1);x=x+0.1;y=x;clfholdonaxis(-xx-yy)w=0:pi/300:2*pi;t=exp(i*w);plot(t)axis(square)plot(-xx,00)plot(00,-yy)text(0.1,x,jImz)text(y,1/10,Rez)plot(real(p),imag(p),x)plot(real(q),imag(q),o)title(pole-zerodiagramfordiscretesystem)holdoffa=132;b=1-0.70.1;ljdt(a,b)a=1-1b=1subplot(231)impz(b,a

9、)title(图a)a=1-0.8;b=1;subplot(232)impz(b,a,10)title(图b)a=1-12;b=1;subplot(233)impz(b,a,10)title(图c)a=1-2*0.8*cos(pi/4)0.82;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)1.22;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

10、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=10.30.2;B=010;H,w=freqz(B,A,whole);Hf=abs(H);Hx=angle(H);clfsubplot(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

11、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

12、图像);subplot(222);imshow(GrayImage);title(灰度图像);rows,cols=size(GrayImage);ZhiFang=zeros(1,256);fori=0:255ZhiFang(1,i+1)=length(find(GrayImage=i)/(rows*cols);endfigure(1);subplot(223);bar(0:255,ZhiFang,grouped);xlabel(灰度值);ylabel(出现次数);axis(030001000);M=imread(D:123.jpg); F=fft2(M);F=fftshift(F);figur

13、e;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);for i=1:M for j=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); endendresult=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); for i=1:M for j=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