MATLAB仿真教程[1]
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Matlab仿真详细教程
导读:MATLAB是美国著名公司MathWorks推出的一款商业数学软件,这款软件为用户提供了算法开发、数据可视化、数据分析等操作交互环境,本文主要是给大家介绍怎么用MATLAB这款软件仿真,下面看详细操作。
1、首先打开matlab软件,点击Simulink按钮打开Simulink仿真环境(需要一点时间),如下图所示:
2、打开Simulink后,主界面如下所示:
3、点击Simulink界面中的File/New/Model,如下图所示建立并保存模型文件:
4、在Simulink的左侧资源栏拖拽控件到model文件内并设置连线,完成后如下图所示:
5、检查系统框图无误后点击运行按钮(如下图箭头所指),大概几秒后仿真结束:
6、双击图中的示波器就可以查看系统仿真输出,如下图所示:
使用正版的MATLAB软件是英文版的,所以如果在英语方面能力比较弱的话,最好补补这些专业英语单词,不然使用这款软件会比较吃力。
以上便是MATLAB 仿真的详细操作,希望本篇教程对你有所帮助。
matlab软件仿真实验(信号与系统)(1)《信号与系统实验报告》学院:信息科学与⼯程学院专业:物联⽹⼯程姓名:学号:⽬录实验⼀、MATLAB 基本应⽤实验⼆信号的时域表⽰实验三、连续信号卷积实验四、典型周期信号的频谱表⽰实验五、傅⽴叶变换性质研究实验六、抽样定理与信号恢复实验⼀MATLAB 基本应⽤⼀、实验⽬的:学习MATLAB的基本⽤法,了解 MATLAB 的⽬录结构和基本功能以及MATLAB在信号与系统中的应⽤。
⼆、实验内容:例⼀已知x的取值范围,画出y=sin(x)的图型。
x=0:0.05:4*pi;y=sin(x);plot(y)例⼆计算y=sin(π/5)+4cos(π/4)例三已知z 取值范围,x=sin(z);y=cos(z);画三维图形。
z=0:pi/50:10*pi;x=sin(z);y=cos(z);plot3(x,y,z)xlabel('x')ylabel('y')zlabel('z')例四已知x的取值范围,⽤subplot函数绘图。
参考程序:x=0:0.05:7;y1=sin(x);y2=1.5*cos(x);y3=sin(2*x);y4=5*cos(2*x);subplot(2,2,1),plot(x,y1),title('sin(x)')subplot(2,2,2),plot(x,y2),title('1.5*cos(x)')subplot(2,2,3),plot(x,y3),title('sin(2*x)')subplot(2,2,4),plot(x,y4),title('5*cos(2*x)')连续信号的MATLAB表⽰1、指数信号:指数信号Ae at在MATLAB中可⽤exp函数表⽰,其调⽤形式为:y=A*exp(a*t) (例取 A=1,a=-0.4)参考程序:A=1;a=-0.4;t=0:0.01:10;ft=A*exp(a*t);plot(t,ft);grid on;2、正弦信号:正弦信号Acos(w0t+?)和Asin(w0t+?)分别由函数cos和sin表⽰,其调⽤形式为:A*cos(w0t+phi) ;A*sin(w0t+phi) (例取A=1,w0=2π,?=π/6) 参考程序:A=1;w0=2*pi; phi=pi/6; t=0:0.001:8;ft=A*sin(w0*t+phi);plot(t,ft);grid on ;3、抽样函数:抽样函数Sa(t)在MATLAB中⽤sinc函数表⽰,其定义为:sinc(t)=sin(πt)/( πt)其调⽤形式为:y=sinc(t)参考程序:t=-3*pi:pi/100:3*pi;ft=sinc(t/pi);plot(t,ft);grid on;4、矩形脉冲信号:在MATLAB中⽤rectpuls函数来表⽰,其调⽤形式为:y=rectpuls(t,width),⽤以产⽣⼀个幅值为1,宽度为width,相对于t=0点左右对称的矩形波信号,该函数的横坐标范围由向量t决定,是以t=0为中⼼向左右各展开width/2的范围,width的默认值为1。
MATLAB技术工程仿真教程一、简介MATLAB是一个强大的技术计算软件,被广泛应用于工程、科学和数学领域。
其广泛的功能和灵活的使用方式使其成为许多工程师和科学家的首选工具。
本文将介绍MATLAB在技术工程仿真方面的应用和相关教程,通过实例演示该软件的基本功能和实用技巧。
二、数学建模和仿真数学建模和仿真是MATLAB的一大利器。
通过数学建模,我们可以将实际问题转化为数学模型,并运用MATLAB的计算能力进行仿真。
例如,考虑一个物体在空气中自由落体的问题,我们可以建立相应的数学模型和方程。
在MATLAB中,我们可以使用符号计算工具箱来推导出运动方程,然后用数值计算工具箱求解。
三、信号处理和滤波信号处理是工程领域的一个重要任务,MATLAB为此提供了丰富的工具箱。
其中,信号处理工具箱可以用于音频、图像和视频等信号的处理和分析。
例如,我们可以用MATLAB读取音频文件,并进行频谱分析、滤波和降噪等操作。
此外,MATLAB还提供了各种数字滤波器设计和实现方法,方便工程师进行滤波器设计和性能评估。
四、控制系统设计和仿真控制系统设计是工程领域的另一个重要任务,MATLAB也为此提供了强大的控制系统工具箱。
通过该工具箱,工程师可以进行控制系统建模、控制器设计和系统仿真等操作。
例如,我们可以在MATLAB中使用传递函数描述控制系统,并进行步响应、频率响应和稳态误差等性能分析。
此外,MATLAB还提供了各种经典和现代控制设计方法,如PID控制、根轨迹设计和模糊控制等。
五、图像处理和计算机视觉图像处理和计算机视觉是MATLAB的另一个强项。
利用图像处理工具箱,我们可以对图像进行各种操作,如滤波、增强、分割和特征提取等。
例如,我们可以使用MATLAB读取图像文件,并对其进行边缘检测和目标识别等处理。
此外,MATLAB还提供了计算机视觉工具箱,支持视觉特征提取、物体检测和图像拼接等高级任务。
六、统计分析和机器学习统计分析和机器学习在许多领域都有重要应用,MATLAB提供了丰富的统计和机器学习工具箱。
matlab电路仿真教程Matlab是一种功能强大的软件,用于进行电路仿真和分析。
通过Matlab,用户可以轻松地进行电路分析、验证和优化。
在本教程中,我将介绍如何使用Matlab进行电路仿真,并提供一些实例来帮助您更好地理解。
首先,我们需要了解Matlab中的电路仿真工具。
Matlab提供了许多函数和工具箱,用于电路建模和仿真。
其中最常用的是Simulink和Circuits工具箱。
Simulink是一个可视化的仿真环境,用于建立和模拟电路系统。
Circuits工具箱则提供了一些基本电路元件和函数,用于电路建模和分析。
要开始使用Matlab进行电路仿真,首先需要安装Matlab和Simulink软件,并确保您具有有效的许可证。
然后,打开Matlab并导航到Simulink库。
在Simulink库中,您将找到许多电路元件,例如电阻器、电容器和电感器,以及电压源和电流源。
将合适的元件拖放到工作区域中,然后连接它们以构建您的电路。
在电路建模完成后,您需要为电路设置适当的参数。
例如,您可以指定电阻、电容和电感的值,以及电压源和电流源的值。
您还可以添加信号源和观察点,以便在仿真期间监视电路的行为。
一旦您完成了电路建模和参数设置,接下来就可以对其进行仿真了。
在Simulink工具箱中,有几种不同类型的仿真可用,例如时域仿真和频域仿真。
通过选择合适的仿真类型,并设置仿真时间和步长,您可以开始执行仿真并观察电路的响应。
在仿真完成后,您可以使用Matlab绘图工具箱中的一些函数来绘制和分析电路响应。
例如,您可以绘制电压随时间的变化曲线,或者计算电源输出和负载电流之间的关系。
通过使用Matlab的分析工具,您还可以进行降阶、优化和参数估计等进一步分析。
让我们通过一个简单的示例来说明如何使用Matlab进行电路仿真。
假设我们有一个简单的RC电路,其中包括一个电阻器和一个电容器。
我们想要了解电容器的电压如何随时间变化。
MATLAB仿真技术作业合集页脚内容1页脚内容1第1章 习题5.利用直接输入法和矩阵编辑器创建矩阵A=⎥⎦⎤⎢⎣⎡642531。
解:⑴利用直接输入法输入程序A=[1 3 5;2 4 6]按Enter 键后,屏幕显示A = 1 3 52 4 6⑵用矩阵编辑器创建矩阵,如图1.1所示。
图1.1 MATLAB 编辑器7.用矩阵编辑器创建矩阵a,使a 具有如下矩阵形式。
页脚内容2a=⎥⎦⎤⎢⎣⎡642531⇒a=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡654321⇒a=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡987654321⇒a=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡098706540321⇒a=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡0000098706540321 解:用矩阵编辑器创建矩阵a 的过程如图1.2、1.3、1.4、1.5、1.6所示。
图1.2 图1.3图1.4 图1.5图1.6页脚内容39.已知矩阵B=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡922518113211912102201304161475231501017,试:①提取矩阵B 的第一行和第二行的第2、4、5个元素组成新矩阵1B ;②提取矩阵B 的第三行和第一行的全部元素组成新矩阵2B ;③使矩阵B 的第一行和第三行的第2;4个元素为0;④标出矩阵B 的第一行中小于5的元素。
解:①如上题,用矩阵编辑器生成矩阵B ,再输入程序B1=B([1,2],[2,4,5])按Enter 键后,屏幕显示B1 = 0 0 155 14 16②输入程序B2=B([1,3],:)按Enter 键后,屏幕显示B2 = 17 0 1 0 15 4 0 13 0 22③第一行和第三行的第2;4个元素原本就为0。
④输入程序如下C=B(1,:)<5; %将B矩阵第一行中小于5 的值标记为1D=B(1,C) %去B矩阵第一行中标为1的元素按Enter键后,屏幕显示D= 0 1 011.已知矩阵a为4阶魔方阵,令a+3赋值给b,a+b赋值给c,求b和c。
MATLAB仿真教程一、MATLAB的基本操作1.启动MATLAB:在桌面上双击MATLAB图标,即可启动MATLAB软件。
3.基本运算:在命令窗口中输入基本运算表达式,如加减乘除,然后按下回车键即可得到结果。
4.变量的定义和操作:在MATLAB中,可以定义变量,并对其进行各种运算操作。
例如,定义一个变量a,并对其进行加法运算,如a=2+35.矩阵操作:MATLAB中的矩阵操作非常方便。
可以使用矩阵运算符进行矩阵的相加、相乘等操作。
6. 绘图功能:MATLAB提供了丰富的绘图功能,可以绘制曲线、散点图、三维图等。
通过plot函数可以绘制曲线,scatter函数绘制散点图,surf函数绘制三维图。
二、MATLAB的仿真研究1.数值计算:MATLAB可以进行各种数值计算,如解线性方程组、求解微分方程、进行最优化等。
通过编写相应的代码,调用MATLAB提供的函数库,可以实现这些仿真研究。
2.信号处理:MATLAB提供了丰富的信号处理工具箱,可以进行信号的滤波、谱分析、频谱绘制等操作。
通过调用相应的函数库,可以实现这些功能。
3.控制系统仿真:MATLAB提供了强大的控制系统工具箱,可以进行控制系统的建模、仿真和优化。
可以使用MATLAB的控制系统工具箱进行系统的响应、稳定性分析和控制器设计。
4.图像处理与计算机视觉:MATLAB可以进行基本的图像处理操作,如图像的灰度化、二值化、滤波、边缘检测等。
通过调用MATLAB的计算机视觉工具箱,还可以进行目标检测、图像识别等高级图像处理操作。
5.多体动力学仿真:MATLAB提供了多体动力学仿真工具箱,可以进行机械系统的建模、动力学仿真和分析。
可以通过编写相应的代码,定义机械系统的运动方程和控制方程,实现仿真研究。
总结:MATLAB是一种强大的数值计算和编程软件,广泛应用于科学、工程、金融等领域。
本教程介绍了MATLAB的基本操作以及如何进行仿真研究。
通过学习MATLAB,可以提高数值计算和仿真研究的效率,为科研工作提供有力的支持。
如何使用Matlab技术进行模拟仿真引言在科学研究和工程设计中,模拟仿真是一种重要的工具。
它可以帮助研究人员和工程师预测和评估系统的性能、优化设计方案、解决问题等。
近年来,Matlab成为了广泛使用的科学计算软件,具有强大的数值计算和仿真功能。
本文将介绍如何使用Matlab技术进行模拟仿真,以及一些常见的应用案例。
一、Matlab的基本介绍Matlab是由美国MathWorks公司开发的一种科学计算软件。
它具有丰富的数学函数库和各种工具箱,可以进行数值计算、数据可视化、统计分析、信号处理、控制系统设计等。
Matlab是一种解释性的编程语言,用户可以通过编写脚本文件或使用命令行进行交互式计算。
二、Matlab的仿真建模工具Matlab提供了Simulink这一强大的仿真建模工具。
Simulink使用图形化界面,可以直观地构建系统模型。
可以将系统抽象成各种不同的模块,通过连接这些模块来描述系统的结构和行为。
Simulink支持常见的连续时间仿真、离散时间仿真和混合仿真,并提供了丰富的仿真调试工具。
三、Matlab的数值计算和优化在模拟仿真过程中,通常需要进行数值计算和参数优化。
Matlab提供了强大的数值计算功能,可以进行矩阵运算、数值积分、微分方程求解、优化等。
用户可以通过编写自定义函数和调用内置函数来实现数值计算和优化任务。
Matlab还提供了各种优化算法,如遗传算法、模拟退火算法、粒子群优化算法等,可以解决复杂的优化问题。
四、Matlab在控制系统设计中的应用控制系统是一种常见的工程系统,如何设计合适的控制策略是一个重要的问题。
Matlab提供了专门的控制系统工具箱,包括系统建模、控制器设计、仿真测试等功能。
用户可以使用Matlab进行控制系统建模,通过调整控制器参数来达到所需的性能指标,并使用Simulink进行仿真测试。
Matlab还提供了自适应控制、最优控制、模糊控制等高级控制方法,可以满足不同的控制需求。
matlab仿真教程MATLAB是一款常用的科学计算软件,也是一个非常强大的数学仿真工具。
它可以用于解决各种数值计算问题,并且具有强大的绘图能力。
本文将介绍MATLAB的基本使用方法和仿真教程。
首先,我们需要了解MATLAB的基本界面。
MATLAB的界面通常分为几个主要部分,包括工作区、命令窗口、编辑器窗口、命令历史窗口、变量和文件目录窗口等。
在工作区中,我们可以查看当前的变量和数据;在命令窗口中,我们可以直接输入和运行MATLAB命令;而编辑器窗口则是用于编写和编辑MATLAB脚本和函数。
接下来,我们可以开始进行一些简单的数学仿真。
例如,我们可以用MATLAB计算一个数列的和。
在命令窗口中,我们可以输入以下命令:```x = 1:10;sum(x)```上述代码首先定义了一个长度为10的数列x,然后使用了sum函数计算了这个数列的和,并将结果显示在命令窗口中。
我们可以看到,MATLAB非常方便地完成了这个数学计算任务。
除了数学计算,MATLAB还可以进行各种科学计算和数据处理。
例如,我们可以使用MATLAB进行信号处理和滤波。
下面的代码演示了如何用MATLAB生成一个含有噪声的正弦信号,并对它进行滤波:```t = 0:0.01:2*pi;x = sin(t) + 0.1*randn(size(t));y = medfilt1(x, 5);subplot(2,1,1), plot(t,x), title('原始信号')subplot(2,1,2), plot(t,y), title('滤波后的信号')```上述代码首先生成了一个时间序列t,然后生成了一个含有噪声的正弦信号x。
接着,使用了medfilt1函数对信号x进行中值滤波,并将结果存储在变量y中。
最后,使用subplot函数将原始信号和滤波后的信号绘制在一张图中。
我们可以看到,MATLAB不仅提供了丰富的信号处理函数,而且具有强大的绘图能力。
simulink matlab仿真环境教程Simulink是面向框图的仿真软件。
演示一个Simulink的简单程序【例1.1】创建一个正弦信号的仿真模型。
步骤如下:(1) 在MATLAB的命令窗口运行simulink 命令,或单击工具栏中的图标,就可以打开Simulink模块库浏览器(Simulink Library Browser) 窗口,如图1.1所示。
图7.1 Simulink界面(2) 单击工具栏上的图标或选择菜单“File”——“New”——“Model”,新建一个名为“untitled”的空白模型窗口。
(3) 在上图的右侧子模块窗口中,单击“Source”子模块库前的“+”(或双击Source),或者直接在左侧模块和工具箱栏单击Simulink下的Source子模块库,便可看到各种输入源模块。
(4) 用鼠标单击所需要的输入信号源模块“Sine Wave”(正弦信号),将其拖放到的空白模型窗口“untitled”,则“Sine Wave”模块就被添加到untitled窗口;也可以用鼠标选中“Sine Wave”模块,单击鼠标右键,在快捷菜单中选择“add to 'untitled'”命令,就可以将“Sine Wave”模块添加到untitled窗口,如图1.2所示。
(5)用同样的方法打开接收模块库“Sinks”,选择其中的“Scope”模块(示波器)拖放到“untitled”窗口中。
(6) 在“untitled”窗口中,用鼠标指向“Sine Wave”右侧的输出端,当光标变为十字符时,按住鼠标拖向“Scope”模块的输入端,松开鼠标按键,就完成了两个模块间的信号线连接,一个简单模型已经建成。
如图1.3所示。
(7) 开始仿真,单击“untitled”模型窗口中“开始仿真”图标,或者选择菜单“Simulink”——“Start”,则仿真开始。
双击“Scope”模块出现示波器显示屏,可以看到黄色的正弦波形。
Matlab技术仿真方法引言:在科学研究和工程实践中,仿真方法已成为一种重要的手段。
Matlab作为一种强大的计算工具和开发环境,能够提供丰富的仿真技术和工具。
本文将介绍Matlab中常用的技术仿真方法,包括数值仿真、系统仿真和优化仿真。
一、数值仿真数值仿真是一种基于数值计算的仿真方法,它通过数值算法对特定问题进行求解,并获得数值结果。
Matlab具备强大的数值计算能力,提供了丰富的数值计算函数和工具箱。
在使用Matlab进行数值仿真时,可以按照以下步骤进行操作:1. 建立数学模型:首先需要分析仿真问题,建立数学模型。
模型可以是线性或非线性的,可以是连续或离散的,可以是时变或稳态的。
根据问题的特点,选择合适的数学模型进行描述。
2. 确定数值方法:根据数学模型的特点,选择合适的数值方法。
常见的数值方法包括差分法、插值法、数值积分法等。
Matlab提供了丰富的数值计算函数和工具箱,可以方便地使用这些数值方法。
3. 编写仿真程序:根据数值方法,使用Matlab编写仿真程序。
程序中需要包括数学模型的描述、数值方法的实现、参数的设置等内容。
4. 运行仿真程序:运行仿真程序,获得数值结果。
Matlab提供了直观的界面和交互式工具,可以方便地输入参数、运行程序,并查看仿真结果。
二、系统仿真系统仿真是一种基于建模和仿真的方法,用于研究和分析复杂系统的行为和性能。
Matlab提供了丰富的建模和仿真工具,可以方便地对系统进行建模和仿真。
1. 建立系统模型:根据实际系统的特点,选择合适的建模方法。
常见的系统建模方法包括系统方程法、状态空间法等。
Matlab提供了系统建模工具箱,可以方便地进行系统建模。
2. 确定仿真参数:确定仿真参数,包括系统初始条件、系统输入等。
在Matlab 中,可以通过设定初始条件和输入信号进行仿真参数的设置。
3. 进行仿真分析:运行仿真程序,对系统进行仿真分析。
Matlab提供了丰富的仿真工具和函数,可以对系统的行为和性能进行分析,并获得仿真结果。
前言MA TLAB的简介MATLAB是一种适用于工程应用的各领域分析设计与复杂计算的科学计算软件,由美国Mathworks公司于1984年正式推出,1988年退出3.X(DOS)版本,19992年推出4.X(Windows)版本;19997年腿5.1(Windows)版本,2000年下半年,Mathworks公司推出了他们的最新产品MATLAB6.0(R12)试用版,并于2001年初推出了正式版。
随着版本的升级,内容不断扩充,功能更加强大。
近几年来,Mathworks公司将推出MATLAB语言运用于系统仿真和实时运行等方面,取得了很多成绩,更扩大了它的应用前景。
MATLAB已成为美国和其他发达国家大学教学和科学研究中最常见而且必不可少的工具。
MATLAB是“矩阵实验室”(Matrix Laboratory)的缩写,它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言,着重针对科学计算、工程计算和绘图的需要。
在MATLAB中,每个变量代表一个矩阵,可以有n*m个元素,每个元素都被看做复数摸索有的运算都对矩阵和复数有效,输入算式立即可得结果,无需编译。
MATLAB强大而简易的做图功能,能根据输入数据自动确定坐标绘图,能自定义多种坐标系(极坐标系、对数坐标系等),讷讷感绘制三维坐标中的曲线和曲面,可设置不同的颜色、线形、视角等。
如果数据齐全,MATLAB通常只需要一条命令即可做图,功能丰富,可扩展性强。
MATLAB软件包括基本部分和专业扩展部分,基本部分包括矩阵的运算和各种变换、代数和超越方程的求解、数据处理和傅立叶变换及数值积分风,可以满足大学理工科学生的计算需要,扩展部分称为工具箱,它实际上使用MATLAB的基本语句编成的各种子程序集,用于解决某一方面的问题,或实现某一类的新算法。
现在已经有控制系统、信号处理、图象处理、系统辨识、模糊集合、神经元网络及小波分析等多种工具箱,并且向公式推倒、系统仿真和实时运行等领域发展。
matlab通信原理仿真教程
Matlab通信原理仿真教程如下:
1. 导入Simulink和Communications Toolbox。
Simulink是MATLAB的一个扩展,用于建模、仿真和分析动态系统。
Communications Toolbox
是用于通信系统仿真的附加工具箱。
2. 创建通信系统模型。
在Simulink中,可以使用各种模块来创建通信系统
模型,例如信号源、调制器、解调器、信道和噪声源等。
3. 配置模块参数。
根据所需的通信系统参数,配置各个模块的参数。
例如,在调制器模块中,可以选择所需的调制类型(如QPSK、QAM等),并设
置相应的参数。
4. 运行仿真。
在Simulink中,可以使用“开始仿真”按钮来运行仿真。
Simulink将自动进行系统建模和仿真,并显示结果。
5. 分析仿真结果。
使用MATLAB中的各种工具和分析函数来处理仿真结果,例如频谱分析、误码率计算等。
以上是Matlab通信原理仿真教程的基本步骤,具体实现过程可能会因不同的通信系统和仿真需求而有所不同。
建议参考Matlab官方文档和相关教程进行学习。
M A T L A B仿真教程-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1一、设计目的通过运用MATLAB对函数进行Z域分析和单边带信号的调制与解调,使我们进一步加深对MATLAB的认识和运用,以实现以下目的:1.本次试验进一步熟悉了MATLAB软件的使用方法及相关的操作。
2.对Z变换及其反变换函数在MATLAB中的调用有了掌握。
3.理论与实际的仿真相结合,更直观的看到结果。
4.观察了单边带信号调制与解调后的图像,加深认识。
二、设计原理MATLAB是The MathWorks公司在1984年推出的一种商品化软件,它提供了大量丰富的应用函数,并且具有扩充的开放性结构。
目前,该软件包涵盖了控制系统应用、数字信号处理、数字图像处理、通讯、神经网络、小波理论分析、优化与统计、偏微分方程、动态系统实时仿真等多学科专业领域。
其中单边带调制信号是将双边带信号中的一个边带滤掉而形成的。
根据方法的不同,产生单边带调制信号的方法有:滤波和相移法。
由于滤波法在技术上比较难实现所以在此我们将用相移法对单边带调制与解调系统进行讨论与设计。
三、设计内容和MATLAB图像1、数字系统的响应源代码如下:b=[0 1 2 1 0];a=[1 0 ];subplot(421);zplane(b,a);title('系统的零极点图');subplot(422);impz(b,a,21);title('单位脉冲响应');subplot(423);stepz(b,a,21); title('单位阶跃响应');N=21;n=0:N-1;x=exp(-n);x0=zeros(1,N);y0=[1,-1];xi=filtic(b,a,y0);y1=filter(b,a,x0,xi);xi0=filtic(b,a,0);y2=filter(b,a,x,xi0);y3=filter(b,a,x,xi);[h w]=freqz(b,a,21);subplot(424);stem(n,y1);title('零输入响应');grid on; subplot(425);stem(n,y2);title('零状态响应');grid on; subplot(426);stem(n,y3);title('系统的全响应');grid on; subplot(427);plot(w,abs(h)); title('幅频特性曲线');grid on; subplot(428);plot(w,angle(h)); title('相频特性曲线');grid on;MATLAB 运行结果图样:-202Real Part I m a g i n a r y P a r t系统的零极点图05101520n (samples) A m p l i t u d e单位脉冲响应n (samples) A m p l i t u d e单位阶跃响应05101520零输入响应5101520零状态响应5101520系统的全响应123510幅频特性曲线0123-505相频特性曲线本次课题分析:在系统的零极点分布图中,符号“○”表示零点,符号“○”旁边的数字表示零点的阶数,符号“ⅹ”表示极点,图中的虚线画的是单位圆。
matlab仿真工具基本操作Matlab是一种功能强大的数学仿真工具,它提供了丰富的功能和工具箱,可以用于各种科学计算、数据分析和模型仿真等领域。
本文将介绍Matlab仿真工具的基本操作,帮助读者快速上手使用该工具。
一、Matlab的安装与启动在开始使用Matlab之前,首先需要将其安装在计算机上。
用户可以从MathWorks官方网站下载Matlab的安装程序,并按照安装向导进行操作。
安装完成后,可以通过桌面上的快捷方式或者在命令行中输入"matlab"来启动Matlab。
二、Matlab的界面与基本操作Matlab的界面由多个窗口组成,包括命令窗口、编辑器窗口、工作空间窗口、命令历史窗口等。
用户可以通过菜单栏、工具栏或者命令行来执行各种操作。
1. 命令窗口:用户可以在命令窗口中直接输入Matlab命令,并按下Enter键执行。
Matlab会立即给出相应的结果,并显示在命令窗口中。
2. 编辑器窗口:用户可以在编辑器窗口中编写Matlab脚本文件,以便进行更复杂的操作。
脚本文件可以保存为.m文件,并通过命令窗口中的"run"命令或者点击编辑器窗口中的运行按钮来执行。
3. 工作空间窗口:工作空间窗口显示了当前Matlab工作空间中的变量列表。
用户可以通过命令行或者脚本文件来创建、修改和删除变量,并在工作空间窗口中查看其值和属性。
4. 命令历史窗口:命令历史窗口记录了用户在命令窗口中输入的所有命令,方便用户查找和重复使用。
三、Matlab的数学计算功能Matlab提供了丰富的数学计算函数,可以进行向量和矩阵运算、符号计算、微积分、线性代数、概率统计等操作。
用户可以通过命令行或者脚本文件来调用这些函数,并进行各种数学计算。
1. 向量和矩阵运算:Matlab中可以方便地定义和操作向量和矩阵。
用户可以使用矩阵运算符(如+、-、*、/)对向量和矩阵进行加减乘除等运算,还可以使用内置函数(如transpose、inv、det)进行转置、求逆和求行列式等操作。
matlab的仿真流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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确定相关的变量、参数和方程。
一、设计目的
通过运用MA TLAB对函数进行Z域分析和单边带信号的调制与解调,使我们进一步加深对MA TLAB的认识和运用,以实现以下目的:
1.本次试验进一步熟悉了MATLAB软件的使用方法及相关的操作。
2.对Z变换及其反变换函数在MATLAB中的调用有了掌握。
3.理论与实际的仿真相结合,更直观的看到结果。
4.观察了单边带信号调制与解调后的图像,加深认识。
二、设计原理
MATLAB是The MathWorks公司在1984年推出的一种商品化软件,它提供了大量丰富的应用函数,并且具有扩充的开放性结构。
目前,该软件包涵盖了控制系统应用、数字信号处理、数字图像处理、通讯、神经网络、小波理论分析、优化与统计、偏微分方程、动态系统实时仿真等多学科专业领域。
其中单边带调制信号是将双边带信号中的一个边带滤掉而形成的。
根据方法的不同,产生单边带调制信号的方法有:滤波和相移法。
由于滤波法在技术上比较难实现所以在此我们将用相移法对单边带调制与解调系统进行讨论与设计。
三、设计内容和MATLAB图像
1、数字系统的响应
源代码如下:
b=[0 1 2 1 0];
a=[1 -0.5 0 0.3 -0.005]; subplot(421);zplane(b,a); title('系统的零极点图'); subplot(422);impz(b,a,21); title('单位脉冲响应'); subplot(423);stepz(b,a,21); title('单位阶跃响应');
N=21;n=0:N-1;
x=exp(-n);
x0=zeros(1,N);
y0=[1,-1];
xi=filtic(b,a,y0);
y1=filter(b,a,x0,xi);
xi0=filtic(b,a,0);
y2=filter(b,a,x,xi0);
y3=filter(b,a,x,xi);
[h w]=freqz(b,a,21);
subplot(424);stem(n,y1);
title('零输入响应');grid on; subplot(425);stem(n,y2);
title('零状态响应');grid on; subplot(426);stem(n,y3);
title('系统的全响应');grid on; subplot(427);plot(w,abs(h)); title('幅频特性曲线');grid on; subplot(428);plot(w,angle(h)); title('相频特性曲线');grid on;
MATLAB 运行结果图样:
-2
02Real Part I m a g i n a r y P a r t
系统的零极点图
5
101520
n (samples) A m p l i t u d e
单位脉冲响应
n (samples) A m p l i t u d e
单位阶跃响应
05101520
零输入响应
5101520
零状态响应
5101520
系统的全响应
1
2
3
0510幅频特性曲线
0123
-5
05相频特性曲线
本次课题分析:
在系统的零极点分布图中,符号“○”表示零点,符号“○”旁边的数字表示零点的阶数,符号“ⅹ”表示极点,图中的虚线画的是单位圆。
由系统的零极点分布图可以看出,该因果系统的点全在单位圆内,故该离散时间系统是稳定的。
2、单边带调制与解调
源代码如下:
dt=0.001;
fs=1/dt;
t=-0.2:dt:0.2;
fc=250;
m=sinc(200*t);
m=m.*m;
subplot(421);plot(t,m); axis([-0.2 0.2 -1.2 1.2]);
title('原始信号');
c=cos(2*pi*fc.*t);
d=sin(2*pi*fc.*t);
u=(m.*c-imag(hilbert(m)).*d)/2; v=(m.*c+imag(hilbert(m)).*d)/2; subplot(422);plot(t,u,'r');
axis([-0.1 0.1 -1.2 1.2]);
title('上边带调制信号');
subplot(423);plot(t,v);
title('下边带调制信号');
axis([-0.1 0.1 -1.2 1.2]);
F_m=dt*fft(m);
F_u=dt*fft(u);
F_v=dt*fft(v);
f=linspace(-fs/2,fs/2,length(m)); subplot(424);
plot(f,abs(fftshift(F_m)));
title('原始信号频谱');
subplot(425);
plot(f,abs(fftshift(F_u)));
title('上边带调制信号频谱'); subplot(426);
plot(f,abs(fftshift(F_v)));
title('下边带调制信号频谱');
y=v.*c;
F_y=dt*fft(y);
subplot(427);
plot(f,abs(F_y));
title('解调信号频谱');
H=zeros(size(f));
f_cutoff=100;
l=fs/length(m);
n=floor(f_cutoff/l);
H(1:n)=4*ones(1,n);
l1=length(m)-n;
H(length(m)-n:length(m)-1)=4*ones(1,n); Z=F_y.*H;
z=fs*real(ifft(Z));
subplot(428);
plot(t,z);
axis([-0.1 0.1 -1.2 1.2]);
title('解调信号');
MATLAB 运行结果图样:
-0.2-0.100.10.2
-10
1原始信号
-0.1-0.0500.05
0.1
-10
1上边带调制信号
-0.1-0.0500.05
0.1
-10
1下边带调制信号
-5000
500
05
x 10
-3
原始信号频谱-5000
50002
4x 10
-3
上边带调制信号频谱-5000500024x 10
-3
下边带调制信号频谱-500
500012
-3
解调信号频谱-0.1
-0.05
0.05
0.1
-1
01解调信号
本次课题分析:
调制信号图形基本相同,但是幅度发生了变化,将幅度进行调整,即可得到基本相同的调制信号,根据由傅立叶变换得到的频谱进行分析,结果基本符合调制原理,但是由于各种噪声以及误差的影响,部分地方有失真。
四、 设计心得
本设计要求采用matlab 软件工具实现对信号进行Z 域分析及模拟调制和解调,并且绘制出相关的图形。
为了较高质量的完成设计要求,在看了设计题目后,首先针对题目进行分析,将设计模块化,一
步一步的实现功能,再将各个模块联合起来,达到设计要求,所涉及的波形,频谱及相关函数做了研究,在大体上把握设计的流程以及思路。
再通过查阅相关资料,能对相关的知识做正确的记录,以便随时查看。
在问题的分析阶段中,就原始信号的频率和载波信号的频率做了比较,确定了具体的方案后,在针对matlab中的有关画图处理函数进行学习和分析,这样就提高了学习的针对性,同时节约了设计的时间。
在设计过程中,也遇到了许多的困难。
但在同学们的帮助下,最终解决了问题。
此外在分析所设计的图中,根据相关的通信原理知识可以对结果作出判断,这样就提高了自己的相关知识,同时加深了对matlab的运用。
通过查阅相关资料,将学习中的内容进行联系思考,对学习很大的提升,在设计中的种种尝试也是对理论用于实践的一定尝试,这对于以后的学习有更深的帮助和提高。
五、参考文献
1、赵鸿图.通信原理MA TLAB仿真教程.人民邮电出版社
2、樊昌信.通信原理[M].北京:国防工业出版社。