扬州大学MATLAB实验7.1.4

信号与系统MATLAB第一次实验报告一、实验目的1.熟悉MATLAB软件并会简单的使用运算和简单二维图的绘制。

2.学会运用MATLAB表示常用连续时间信号的方法3.观察并熟悉一些信号的波形和特性。

4.学会运用MATLAB进行连续信号时移、反折和尺度变换。

5.学会运用MATLAB进行连续时间微分、积分运算。

6.学会运用MATLAB进行连续信号相加、相乘运算。

7.学会运用MATLAB进行连续信号的奇偶分解。

二、实验任务将实验书中的例题和解析看懂，并在MATLAB软件中练习例题，最终将作业完成。

三、实验内容1.MATLAB软件基本运算入门。

1). MATLAB软件的数值计算：算数运算向量运算：1.向量元素要用”[ ]”括起来，元素之间可用空格、逗号分隔生成行向量，用分号分隔生成列向量。

2.x=x0:step:xn.其中x0位初始值，step表示步长或者增量，xn为结束值。

矩阵运算：1.矩阵”[ ]”括起来；矩阵每一行的各个元素必须用”,”或者空格分开；矩阵的不同行之间必须用分号”;”或者ENTER分开。

2.矩阵的加法或者减法运算是将矩阵的对应元素分别进行加法或者减法的运算。

3.常用的点运算包括”.*”、”./”、”.\”、”.^”等等。

举例：计算一个函数并绘制出在对应区间上对应的值。

2).MATLAB软件的符号运算：定义符号变量的语句格式为”syms 变量名”2.MATLAB软件简单二维图形绘制1).函数y=f(x)关于变量x的曲线绘制用语：>>plot(x,y)2).输出多个图像表顺序：例如m和n表示在一个窗口中显示m行n列个图像，p表示第p个区域，表达为subplot(mnp)或者subplot(m,n,p)3).表示输出表格横轴纵轴表达范围：axis([xmax,xmin,ymax,ymin])4).标上横轴纵轴的字母：xlabel(‘x’),ylabel(‘y’)5).命名图像就在subplot写在同一行或者在下一个subplot前：title(‘……’)6).输出：grid on举例1：举例2：3.matlab程序流程控制1).for循环：for循环变量=初值:增量:终值循环体End2).while循环结构：while 逻辑表达式循环体End3).If分支：(单分支表达式)if 逻辑表达式程序模块End(多分支结构的语法格式)if 逻辑表达式1程序模块1Else if 逻辑表达式2程序模块2…else 程序模块nEnd4).switch分支结构Switch 表达式Case 常量1程序模块1Case 常量2程序模块2……Otherwise 程序模块nEnd4.典型信号的MATLAB表示1).实指数信号：y=k*exp(a*t)举例：2).正弦信号：y=k*sin(w*t+phi)3).复指数信号：举例：4).抽样信号5).矩形脉冲信号:y=square(t,DUTY) (width默认为1)6).三角波脉冲信号：y=tripuls(t,width,skew)(skew的取值在-1~+1之间，若skew取值为0则对称)周期三角波信号或锯齿波:Y=sawtooth(t,width)5.单位阶跃信号的MATLAB表示6.信号的时移、反折和尺度变换:Xl=fliplr(x)实现信号的反折7.连续时间信号的微分和积分运算1).连续时间信号的微分运算：语句格式：d iff(function,’variable’,n)Function:需要进行求导运算的函数，variable:求导运算的独立变量，n：求导阶数2).连续时间信号的积分运算：语句格式：int(function,’variable’,a,b)Function:被积函数variable:积分变量a:积分下限b:积分上限(a&b默认是不定积分)8.信号的相加与相乘运算9.信号的奇偶分解四、小结这一次实验让我能够教熟悉的使用这个软件，并且能够输入简单的语句并输出相应的结果和波形图，也在一定程度上巩固了c语言的一些语法。

MATLAB实验报告一、实验目的本次 MATLAB 实验旨在深入了解和掌握 MATLAB 软件的基本操作和应用，通过实际编程和数据处理，提高解决问题的能力，培养编程思维和逻辑分析能力。

二、实验环境本次实验使用的是 MATLAB R2020a 版本，运行在 Windows 10 操作系统上。

计算机配置为英特尔酷睿 i5 处理器，8GB 内存。

三、实验内容（一）矩阵运算1、矩阵的创建使用直接输入、函数生成和从外部文件导入等方式创建矩阵。

例如，通过｀1 2 3; 4 5 6; 7 8 9` 直接输入创建一个 3 行 3 列的矩阵；使用｀ones(3,3)｀函数创建一个 3 行 3 列元素全为 1 的矩阵。

2、矩阵的基本运算包括矩阵的加减乘除、求逆、转置等。

例如，对于两个相同维度的矩阵｀A` 和｀B` ，可以进行加法运算｀C ＝ A ＋ B` 。

3、矩阵的特征值和特征向量计算通过｀eig` 函数计算矩阵的特征值和特征向量，加深对线性代数知识的理解和应用。

（二）函数编写1、自定义函数使用｀function` 关键字定义自己的函数，例如编写一个计算两个数之和的函数｀function s ＝ add(a,b) s ＝ a ＋ b; end` 。

2、函数的调用在主程序中调用自定义函数，并传递参数进行计算。

3、函数的参数传递了解值传递和引用传递的区别，以及如何根据实际需求选择合适的参数传递方式。

（三）绘图功能1、二维图形绘制使用｀plot` 函数绘制简单的折线图、曲线等，如｀x ＝ 0:01:2pi; y ＝ sin(x)； plot(x,y)｀绘制正弦曲线。

2、图形的修饰通过设置坐标轴范围、标题、标签、线条颜色和样式等属性，使图形更加清晰和美观。

3、三维图形绘制尝试使用｀mesh` 、｀surf` 等函数绘制三维图形，如绘制一个球面｀x,y,z ＝ sphere(50)； surf(x,y,z)｀。

（四）数据处理与分析1、数据的读取和写入使用｀load` 和｀save` 函数从外部文件读取数据和将数据保存到文件中。

实验一要求： 查看matlab 的版本代码：version结果：ans =7.1.0.246 (R14) Service Pack 31.先求下列表达式的值，然后显示MATLAB 工作空间的使用情况并保存全部变量。

（1）z 1=2185sin 2e+z1=(2*sin(85*pi/180))/(1+exp(2))z =0.2375（2）z 2=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=++545.0-i 212其中),1ln(212x x x x=[2,1+2*i;-0.45,5]x =2.0000 1.0000 + 2.0000i-0.4500 5.0000>> z2=1/2*log(x+sqrt(1+x*x))z2 =0.7114 - 0.0253i 0.8968 + 0.3658i0.2139 + 0.9343i 1.1541 - 0.0044i（3）z 3=23.0ln )3.0sin(23.03.0a a e e aa +++--，a=-3.0,-2.9,-2.8, …3.0 提示：用冒号表达式生成a 向量，求各点的函数值时用点乘计算。

a=[-3.0:0.1:3.0]z3=1/2.*((exp(0.3.*a)-exp(-0.3.*a))).*sin(a+0.3)+log((0.3+a).*1/2)（4）z 4=⎪⎩⎪⎨⎧<≤+-<≤-<≤32,12,21,110,222t t t t t t t 其中t=0:0.5:2.5提示：用逻辑表达式求分段函数值。

t=0:0.5:2.5t =0 0.5000 1.0000 1.5000 2.0000 2.5000>> z4=t.^2.*(t>=0&t<1)+(t.^2-1).*(t>=1&t<2)+(t.^2-2*t+1).*(t>=2&t<3) z4 =0 0.2500 0 1.2500 1.0000 2.25002.已知：A=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡7653877344-3412，B=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡72-3321-31求下列表达式的值：（1）A+6*B和A-B+I（其中I为单位矩阵） A=[12,34,-4;34,7,87;3,65,7]A =12 34 -434 7 873 65 7>> B=[1,3,-1;2,0,3;3,-2,7]B =1 3 -12 0 33 -2 7>> A+6*Bans =18 52 -1046 7 10521 53 49>> I=eye(size(A))I =1 0 00 1 00 0 1>> A-B+Ians =12 31 -332 8 840 67 1（2）A*B和A.*BA*Bans =68 44 62309 -72 596154 -5 241>> A.*Bans =12 102 468 0 2619 -130 49（3）A^3和A.^3A^3ans =37226 233824 48604247370 149188 60076678688 454142 118820>> A.^3ans =1728 39304 -6439304 343 65850327 274625 343（4）A/B和B\AA/Bans =16.4000 -13.6000 7.600035.8000 -76.2000 50.200067.0000 -134.0000 68.0000>> B/Aans =0.1027 -0.0062 -0.00690.0617 0.0403 -0.03660.0205 0.0855 -0.0507（5）[A,B]和[A([1,3],:);B^2][A,B]ans =12 34 -4 1 3 -134 7 87 2 0 33 65 7 3 -2 7>> [A([1,3],:);B^2]ans =12 34 -43 65 74 5 111 0 1920 -5 403.设有矩阵A和BA=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡25242322212019181716151413121110987654321，B=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡111340794-23096-171603 （1） 求它们的乘积C 。

信号与系统MATLAB第一次实验报告一、实验目的1.熟悉MATLAB软件并会简单的使用运算和简单二维图的绘制。

2.学会运用MATLAB表示常用连续时间信号的方法3.观察并熟悉一些信号的波形和特性。

4.学会运用MATLAB进行连续信号时移、反折和尺度变换。

5.学会运用MATLAB进行连续时间微分、积分运算。

6.学会运用MATLAB进行连续信号相加、相乘运算。

7.学会运用MATLAB进行连续信号的奇偶分解。

二、实验任务将实验书中的例题和解析看懂，并在MATLAB软件中练习例题，最终将作业完成。

三、实验内容1.MATLAB软件基本运算入门。

1). MATLAB软件的数值计算：算数运算向量运算：1.向量元素要用”[ ]”括起来，元素之间可用空格、逗号分隔生成行向量，用分号分隔生成列向量。

2.x=x0:step:xn.其中x0位初始值，step表示步长或者增量，xn为结束值。

矩阵运算：1.矩阵”[ ]”括起来；矩阵每一行的各个元素必须用”,”或者空格分开；矩阵的不同行之间必须用分号”;”或者ENTER分开。

2.矩阵的加法或者减法运算是将矩阵的对应元素分别进行加法或者减法的运算。

3.常用的点运算包括”.*”、”./”、”.\”、”.^”等等。

举例：计算一个函数并绘制出在对应区间上对应的值。

2).MATLAB软件的符号运算：定义符号变量的语句格式为”syms 变量名”2.MATLAB软件简单二维图形绘制1).函数y=f(x)关于变量x的曲线绘制用语：>>plot(x,y)2).输出多个图像表顺序：例如m和n表示在一个窗口中显示m行n列个图像，p表示第p个区域，表达为subplot(mnp)或者subplot(m,n,p)3).表示输出表格横轴纵轴表达范围：axis([xmax,xmin,ymax,ymin])4).标上横轴纵轴的字母：xlabel(‘x’),ylabel(‘y’)5).命名图像就在subplot写在同一行或者在下一个subplot前：title(‘……’)6).输出：grid on举例1：举例2：3.matlab程序流程控制1).for循环：for循环变量=初值:增量:终值循环体End2).while循环结构：while 逻辑表达式循环体End3).If分支：(单分支表达式)if 逻辑表达式程序模块End(多分支结构的语法格式)if 逻辑表达式1程序模块1Else if 逻辑表达式2程序模块2…else 程序模块nEnd4).switch分支结构Switch 表达式Case 常量1程序模块1Case 常量2程序模块2……Otherwise 程序模块nEnd4.典型信号的MATLAB表示1).实指数信号：y=k*exp(a*t)举例：2).正弦信号：y=k*sin(w*t+phi)3).复指数信号：举例：4).抽样信号5).矩形脉冲信号:y=square(t,DUTY) (width默认为1)6).三角波脉冲信号：y=tripuls(t,width,skew)(skew的取值在-1~+1之间，若skew取值为0则对称)周期三角波信号或锯齿波:Y=sawtooth(t,width)5.单位阶跃信号的MATLAB表示6.信号的时移、反折和尺度变换:Xl=fliplr(x)实现信号的反折7.连续时间信号的微分和积分运算1).连续时间信号的微分运算：语句格式：d iff(function,’variable’,n)Function:需要进行求导运算的函数，variable:求导运算的独立变量，n：求导阶数2).连续时间信号的积分运算：语句格式：int(function,’variable’,a,b)Function:被积函数variable:积分变量a:积分下限b:积分上限(a&b默认是不定积分)8.信号的相加与相乘运算9.信号的奇偶分解四、小结这一次实验让我能够教熟悉的使用这个软件，并且能够输入简单的语句并输出相应的结果和波形图，也在一定程度上巩固了c语言的一些语法。

实验一：MATLAB语言平台与SIMULINK工具箱一、目的与任务1．学习了解MATLAB语言环境；2．练习MATLAB命令；4．掌握SIMULINK工具箱的应用。

二、内容与要求1．实验内容（1）学习了解MATLAB语言环境；（2）练习MATLAB命令的基本操作；（3）掌握SIMULINK仿真环境的使用方法;(4) 掌握线性系统仿真常用基本模块的用法2．要求按照实验文档的要求与步骤完成实验，撰写实验报告。

三、实验基本知识：1.熟悉MATLAB环境：MATLAB桌面和命令窗口、命令历史窗口、帮助信息浏览器、工作空间浏览器、文件和搜索路径浏览器。

2.掌握MATLAB常用命令3.了解SIMULINK模块库中各子模块基本功能四、上机练习1.学习使用help命令，例如在命令窗口输入help eye，然后根据帮助说明，学习使用指令eye（其它不会用的指令，依照此方法类推）>> help eyeEYE Identity matrix.EYE(N) is the N-by-N identity matrix.EYE(M,N) or EYE([M,N]) is an M-by-N matrix with 1's onthe diagonal and zeros elsewhere.EYE(SIZE(A)) is the same size as A.EYE with no arguments is the scalar 1.EYE(M,N,CLASSNAME) or EYE([M,N],CLASSNAME) is an M-by-N matrix with 1'sof class CLASSNAME on the diagonal and zeros elsewhere. Example:x = eye(2,3,'int8');See also speye, ones, zeros, rand, randn.Reference page in Help browserdoc eye>> D=eye(3)D =1 0 00 1 00 0 12．任意创建3个变量，分别为数值、矩阵、字符串,保存到mydat.mat文件，再把my_data.mat文件中的变量读取到MatLab工作空间内；查找已创建变量的信息，删除变量；学习使用clc、clear，观察command window、command history和workspace等窗口的变化结果。

1.实验目的（1）学习MATLAB语言的基本符号运算；（2）学习MATLAB语言的矩阵符号运算；（3）MAPLE函数调用。

2.实验内容在下面的实验操作中，认真理解和查询每项操作的作用和目的。

（1）基本符号运算1）符号微分，积分。

>> syms t>> f1=sin(2*t);>> df1=diff(f1)df1 =2*cos(2*t)>> if1=int(f1)if1 =-1/2*cos(2*t)2）泰勒级数展开。

>> tf1=taylor(f1,8)tf1 =2*t-4/3*t^3+4/15*t^5-8/315*t^7>> tf1=taylor(f1,8)tf1 =2*t-4/3*t^3+4/15*t^5-8/315*t^73)符号代数方程求解。

>> syms a b c x>> f=a*x^2+b*x+c;>> ef=sole(f)>> ef=solve(f)ef =[ 1/2/a*(-b+(b^2-4*a*c)^(1/2))][ 1/2/a*(-b-(b^2-4*a*c)^(1/2))]4）符号微分方程求解>> f='D2x+2*Dx+10*x=0';g='Dx(0)=1,x(0)=0';>> dfg=dsolve(f,g)dfg =1/3*exp(-t)*sin(3*t)5）积分变换>> syms t>> f1=exp(-2*t)*sin(5*t); >> F1=laplace(f1)F1 =5/((s+2)^2+25)>> syms s>> F2=1/(s+2)^2;>> f2=ilaplace(F2)f2 =t*exp(-2*t)>> syms t>> f1=sin(t);>> Fz1=ztrans(f1)Fz1 =z*sin(1)/(z^2-2*z*cos(1)+1)>> syms z>> Fz2=z/(z-2)+z/(z-3); >> fz2=iztrans(Fz2)fz2 =2^n+3^n6)计算精度。

实验一单边带调幅系统的建模仿真一、实验目的1.了解单边带调幅系统的工作原理2.掌握单边带调幅系统的Matlab和Simulink建模过程二、实验内容1、Matlab设计一个单边带发信机、带通信道和相应的接收机,参数要求如下.（1)输入话音信号为一个话音信号，采样率8000Hz。

话音输入后首先进行预滤波，预滤波器是一个频率范围在[300，3400］Hz的带通滤波器.其目的是将话音频谱限制在3400Hz以下.单边带调制的载波频率设计为10KHz，调制输出上边带。

要求观测单边带调制前后的信号功率谱。

(2)信道是一个带限高斯噪声信道，其通带频率范围是［10000, 13500］Hz。

要求能够根据信噪比SNR要求加入高斯噪声。

(3）接收机采用相干解调方式.为了模拟载波频率误差对解调话音音质的影响,设本地载波频率为9。

8KHz，与发信机载波频率相差200Hz。

解调滤波器设计为300Hz到3400Hz的带通滤波器。

2、用Simulink方式设计一个单边带传输系统并通过声卡输出接收机解调的结果声音。

系统参数参照实例5.9，系统仿真参数设置为50KH显示结果（1）能观察音频信号和SSB加载后的信号（2)能观察音频信号频谱和SSB加载后的信号频谱（3）解调结果放到.wav音频文件，改变信道信噪比听解调的结果三、实验要求1。

按要求设计仿真参数；2.按计算所得参数建立Matlab和SIMULINK系统模型;3。

设置各模块参数及仿真参数后仿真系统；4.分析仿真结果.实验二数字通信系统的建模仿真一、实验目的1.了解数字通信系统的建模过程2.了解数字通信系统的仿真过程，并掌握对建模的好坏进行分析二、实验内容建立并测试一个直接序列扩频体制的码分多址传输系统，对比以Gold序列、m序列以及随机整数发生器Random Integer Generator 作为直接序列扩频的扩频序列的传输性能，观察两路CDMA码源的收发数据波形,测试误码率，并用频谱仪观察直接序列扩频调制前后和解调前后的信号频谱。

Matlab 实验任务书一、 matlab语言基础（一）实验目的1、学习了解MA TLAB的实验环境。

2、学习MA TLAB命令的基本操作。

3、学习M文件的编辑及基本操作（二）实验步骤1、学习了解MA TLAB的实验环境通过启动MA TLAB，来学习其实验环境，通过以下命令来了解matlab的使用,并且要求用中文作简要的记录。

help control;help step ;help impulse;save及load 命令的使用。

2、学习MA TLAB命令的基本操作。

要求掌握矩阵的基本操作：输入、转置、求逆、行列式、矩阵提取、矩阵大小等以及＋，—，*（乘），/（左除），\（右除），^（幂）和点运算的操作，对于每一项内容，自己给出例子进行实验，并记录内容和结果。

3、学习M文件的编辑及基本操作分别就下列内容编写一个程序和一个函数程序，比较两者的异同：（1）编写一个累加程序，给定累加起始值、中止值和累加的步长。

记录程序内容及调用运行的结果。

（2）编写一个带参数的累加程序，返回参数为累加结果，输入参数为累加起始值、中止值和累加的步长。

记录程序内容及调用运行的结果。

（三）实验报告要求按照上述内容编写实验程序完成实验，并记录实验过程、程序及实验结果，完成实验报告二、控制系统的数学描述（一）实验目的1、学习系统数学模型的表示方法和转换的方法。

2、学习控制系统各类标准型的matlab求解方法。

3、学习控制系统稳定性的分析方法。

（二）实验内容与步骤1、通过学习系统数学模型的表示方法和转换的方法，按照下列内容完成实验并记录实验过程及实验结果。

给定系统Num=[1 1.3 2 2.5];den=[1 0.3 1.2 1]分别求出其状态空间表达式、零极点表达式及部分分式表达式，以及他们之间的转换函数。

2、给定系统分别利用matlab函数求出这两个系统进行串联、并联、负反馈连接后的系统状态方程及传递函数。

3、利用rmodel函数（用法利用帮助获得）构造一个三阶系统，求出该系统的特征向量矩阵和特征值标准型，并利用特征方程验证特征向量的正确性。

MATLAB线性系统稳定性分析实验四
实验目的
1、了解MATLAB的Simulink仿真环境
2、掌握了解MATLAB的Simulink仿真环境的基本操作
3、学习用了解MATLAB的Simulink仿真环境查看建立的模型的输出，并尝试修改模型
一、实验步骤
已知结构框图如下：
用MATLAB的Simulink仿真环境构造系统，看示波器输出，并在系统中加入PID算法，使系统更加稳、快、准。

二、实验结果
（1）在没加入PID调节环节之前，系统运行结果不稳定：
（2）加入比例环节之后，且比例系数为1.5时：
振幅越来越大
（3）修改比例系数为0.5时：
输出逐渐趋于平稳，但调节时间太长；（4）再加入微分算法：
系统输出最终趋于平稳，但调节时间太长，且有超调；（5）调节微分系数为3：
系统调节时间缩短，但仍然有超调
（6）加入积分环节，且系数为0.5时：
此时系统反应达到稳快准的要求
三、小结：
初始系统不稳定，加上比例调节之后，系统幅度变小，最终趋于平稳；在比例环节加上微分环节后，系统快速性变好；加上微分环节之后，系统达到稳快准。

matlab上机实验报告《Matlab上机实验报告：探索数据分析与图像处理的奇妙世界》摘要：本实验报告基于Matlab平台，探索了数据分析与图像处理的应用。

通过实验，我们发现Matlab具有强大的数据处理和图像处理能力，能够帮助我们快速高效地分析数据和处理图像。

本文将详细介绍实验过程和结果，以及对Matlab在数据分析与图像处理中的应用前景进行探讨。

1. 实验目的本次实验旨在通过Matlab平台进行数据分析与图像处理实验，探索Matlab在这两个领域的应用能力，为学习者提供实践机会，加深对数据分析与图像处理的理解，并为未来的科研工作和工程实践提供技术支持。

2. 实验内容2.1 数据分析我们首先使用Matlab对一组实验数据进行分析，包括数据的可视化、统计特征提取、数据拟合等操作。

通过Matlab强大的数据处理工具，我们可以快速准确地分析数据，提取出其中的规律和特征，为后续的决策和应用提供支持。

2.2 图像处理其次，我们利用Matlab对一组图像进行处理，包括图像的增强、滤波、边缘检测等操作。

通过Matlab丰富的图像处理工具，我们可以对图像进行各种操作，改善图像质量，提取图像特征，甚至实现图像识别和分析。

3. 实验结果在数据分析方面，我们利用Matlab对实验数据进行了可视化展示，并提取了数据的统计特征，得到了数据的分布规律和趋势。

在图像处理方面，我们利用Matlab对图像进行了增强和边缘检测，得到了处理后的图像，观察到了图像质量的改善和边缘特征的提取。

4. 实验结论通过本次实验，我们深刻认识到Matlab在数据分析与图像处理领域的强大能力，能够帮助我们快速高效地分析数据和处理图像，为科研工作和工程实践提供技术支持。

我们相信，在未来的发展中，Matlab将在数据分析与图像处理领域发挥越来越重要的作用。

5. 展望基于本次实验的结果，我们对Matlab在数据分析与图像处理领域的应用前景进行了展望。

我们相信，随着科技的不断发展，Matlab将在数据分析与图像处理领域发挥越来越重要的作用，为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。