唐山学院
信号仿真分析实践课程设计
题目基于matlab的仿真分析
系 (部) 智能与信息工程学院
班级
姓名时雨
学号
指导教师
年月日至月日共周
年月日
信号仿真分析实践任务书
课程实践成绩评定表
目录
1 引言 (1)
1.1MATLAB的发展历史 (1)
1.2MATLAB的系统结构 (1)
1.3MATLAB的主要特点 (1)
1.4MATLAB的影响 (1)
2 总体设计 (3)
2.1设计框图 (3)
2.2设计思想 (3)
3 详细设计 (4)
3.1基础运算 (5)
3.2连续时间LTI系统时域仿真分析 (7)
3.2.1设计方法与步骤 (8)
3.2.2连续时间系统零状态响应的数值求解 (8)
3.2.3卷积的计算 (9)
3.2.4连续时间系统冲激响应和阶跃响应的求解 (10)
3.3连续时间LTI系统频域仿真分析 (14)
3.3.1实验目的 (14)
3.3.2设计框图 (14)
3.3.2系统的频率特性 (15)
3.3.3连续时间信号傅里叶变换的数值计算方法 (16)
3.3.4涉及的MATLAB函数 (16)
3.4连续时间LTI系统复频域仿真分析 (18)
3.4.1实验目的 (18)
3.4.2利用MATLAB进行部分分式展开 (18)
3.4.3连续时间信号的拉普拉斯变换 (19)
3.4.4连续系统的复频域分析 (19)
3.4.5系统频率特性分析 (20)
4 总结 (25)
5 参考文献 (26)
1引言
MATLAB是一种面向科学与工程计算的高级语言 ,由于其集成了许多领域的工具箱 ,因此又被称之为“巨人肩上的工具”。本文以该软件的MATLAB7.0为例 ,在简单介绍MATLAB的基础上 ,详细阐述了其仿真功能在信号处理中的应用。
1.1 MATLAB的发展历史
MATLAB语言是由美国的Clever Moler博士于1980年开发的；设计者的初衷是为解决“线性代数”课程的矩阵运算问题；取名MATLAB即Matrix Laboratory 矩阵实验室的意思；1984年， MathWorks公司成立，MATLAB以商品形式出现，随着市场的推广，以其良好的开放性和运行的可靠性，成功地应用于各工程学科的研究领域。
1.2 MATLAB的系统结构
MATLAB系统结构有三个层次、八个部分构成，每一个部分完成不同的功能，主要包括：
（1）MATLAB主包
（2）工具箱（Toolboxes）
（3）编译器（Compiler）
（4）建模仿真（Simulink）
（5）模块集（Blockset）
（6）实时仿真（Real-Time Worksho）
（7）状态流程（Stateflow）
（8）状态代码生成（Stateflow Coder）
1.3 MATLAB的主要特点
（1）简单易学：与C语言几乎一致。
（2）编程简洁、效率高；语言规则不强，无需编译。
（3）强大而简单的绘图功能；二、三维绘图，直观展示结果。
（4）扩展性强——丰富的工具箱：MATLAB主工具箱、符号数学工具箱、SIMULINK 仿真工具箱、控制系统工具箱、信号处理工具箱、图象处理工具箱、通信工具箱、系统辨识工具箱、神经元网络工具箱、金融工具箱等。
1.4 MATLAB的影响
（1）matlab在教学中的应用
在大学里，诸如应用代数、数理统计、自动控制、数字信号处理、动态系统
仿真等课程的教科书都把MATLAB作为容。在欧美是九十年代教科书与旧版书籍的区别性标志。越来越多国教科书也加入了Matlab相关容。MATLAB是攻读学位的大学生、硕士生、博士生必须掌握的基本工具。
（2）MATLAB行业运用相关图书：《MATLAB与选煤/选矿数据处理》、《MATLAB 在工程数学上的应用》、《电磁场数值计算法与MATLAB实现》、《数学物理方程的MATLAB解法与可视化》、《高等应用数学问题的MATLAB求解》、《MATLAB有限元分析与应用》、《MATLAB 7及工程问题解决方案》、《MATLAB及在电子信息类课程中的应用》、《MATLAB在电气工程中的应用》等等。
（3）MATLAB在本专业中的应用：不管世界如何改变， MATLAB在通信专业的地位基本不变。（通信专业“计算器”）几乎所有通信与信号处理类课程：1．高等数学
2．普通物理
3．线性代数
4．概率论与数理统计
5．计算方法（数值分析）
6．信号与系统
7．电路原理
8．通信原理
9．随机信号处理
10．数字信号处理
11．数字图像处理
12．光纤通信
13．移动通信
14．通信网
2总体设计
总体设计的目标是：
（1）MATLAB程序入门和基础运用。学习MATLAB软件的基本使用方法，了解MATLAB的数值计算、符号运算、可视化功能以及MATLAB程序入门设计。
（2）连续时间LTI系统的时域分析。利用MATLAB求解连续系数的零状态响应、冲激响应及阶跃响应，利用MATLAB实现连续信号卷积的方法。
（3）连续时间LTI系统的频域分析。利用MATLAB实现连续时间信号傅里叶变换，分析LTI系统的频域特性和LTI系统的输出响应。
（4）连续时间LTI系统的复频域分析。利用MATLAB进行Laplace正、反变换。
2.1设计框图
设计框图如图2—1所示：
图2-1基于matlab的信号与系统仿真框图
2.2设计思想
