Matlab試驗(yàn)指導(dǎo)書含答案

1、實(shí)驗(yàn)一：Matlab操作環(huán)境熟悉一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,初步了解Matlab操作環(huán)境。2.學(xué)習(xí)使用圖形函數(shù)計(jì)算器命令funtool及其環(huán)境。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容熟悉Matlab操作環(huán)境，認(rèn)識命令窗口、內(nèi)存工作區(qū)窗口、歷史命令窗口；學(xué)會使 用format命令調(diào)整命令窗口的數(shù)據(jù)顯示格式；學(xué)會使用變量和矩陣的輸入，并進(jìn)行簡 單的計(jì)算；學(xué)會使用 who和whos命令查看內(nèi)存變量信息；學(xué)會使用圖形函數(shù)計(jì)算器 funtool,并進(jìn)行下列計(jì)算：1,單函數(shù)運(yùn)算操作。?求下列函數(shù)的符號導(dǎo)數(shù) y=sin(x);(2) y=(1+x)A3*(2-x);?求下列函數(shù)的符號積分(1) y=cos(x);(2) y=1/(1+xA2);

2、(3) y=1/sqrt(1-xA2);(4) y=(x-1)/(x+1)/(x+2);? 求反函數(shù)(1) y=(x-1)/(2*x+3); y=exp(x);(3) y=log(x+sqrt(1+xA2);?代數(shù)式的化簡(1) (x+1)*(x-1)*(x-2)/(x-3)/(x-4);(2) sin(x)A2+cos(x)A2;(3) x+sin(x)+2*x-3*cos(x)+4*x*sin(x);2.函數(shù)與參數(shù)的運(yùn)算操作。? 從y=xA2通過參數(shù)的選擇去觀察下列函數(shù)的圖形變化(1) y1=(x+1)A2 y2=(x+2)A2(3) y3=2*xA2(4) y4=xA2+2(5) y5=

3、xA4(6) y6=xA2/23.兩個(gè)函數(shù)之間的操作? 求和(1) sin(x)+cos(x)(2) 1+x+xA2+xA3+xA4+xA5? 乘積(1) exp(-x)*sin(x) sin(x)*x? 商(1) sin(x)/cos(x);(2) x/(1+xA2); 1/(x-1)/(x-2);?求復(fù)合函數(shù)(1) y=exp(u)u=sin(x)(2) y=sqrt(u)u=1+exp(xA2)(3) y=sin(u)u=asin(x)(4) y=sinh(u)u=-x三、設(shè)計(jì)提示1 .初次接觸Matlab應(yīng)該注意函數(shù)表達(dá)式的文本式描述。2 .在使用圖形函數(shù)計(jì)算器funtool時(shí)，注意觀

4、察1號和2號窗口中函數(shù)的圖形四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1 .針對圖形函數(shù)計(jì)算器funtool,對每一類型計(jì)算記錄其中一個(gè)圖形的曲線。2 .書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)要結(jié)構(gòu)合理，層次分明，在分析描述的時(shí)候，需要注意語言的 流暢。實(shí)驗(yàn)二：M文件和Mat文件操作一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .定制自己的工作環(huán)境。2 .編寫簡單的M文件。3 .保存內(nèi)存工作區(qū)中的變量到.mat文件。4 .學(xué)會只用Matlab幫助。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 .使用format命令和File|Peferences菜單定制自己的工作環(huán)境。2 .編寫如下M文件，試調(diào)整參數(shù)a的大小，觀察并記錄y1、y2的波形特征。%example1.mt=0:pi/100:4*pi;a=3

5、;y2=exp(-t/a);y1=y2.*sin(a*t);plot(t,y1,'-r',t,y2,':b',t,-y2,':b');3 .保存內(nèi)存工作區(qū)變量 a、t、y1、y2至！J example1.mat文件；關(guān)閉Matlab,再重新 啟動；觀察內(nèi)存工作區(qū)；重新根據(jù).mat文件恢復(fù)原來的工作區(qū)變量。4 .在命令窗口中查看exp函數(shù)的幫助；運(yùn)行helpwin查看超文本格式的幫助文件， 試翻譯并記錄下信號處理工具箱(Signal Processing Toolbox)中的函數(shù)分類(Functions - Categorical List)。三、

6、設(shè)計(jì)提示1.可以用命令語句、菜單或按鈕等多種方式執(zhí)行命令。2,用于編輯M文件的文本編輯器還可以執(zhí)行和調(diào)試程序。3.不同的工具箱可能包含同名的函數(shù)，查看幫助時(shí)應(yīng)注意在左側(cè)欄選擇相應(yīng)的工 具箱類別。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1 .對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2,說明參數(shù)a的大小對y1、y2波形特征的影響。2 .翻譯命令窗口中的exp函數(shù)的幫助信息。3 .運(yùn)行helpwin ,試翻譯并記錄下信號處理工具箱(Signal Processing Toolbox中 的函數(shù)分類(Functions - Categorical List)。4 .書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)要結(jié)構(gòu)合理，層次分明，在分析描述的時(shí)候，需要注意語言的 流暢。實(shí)驗(yàn)三：矩陣運(yùn)算

7、與元素群運(yùn)算、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握數(shù)組與矩陣的創(chuàng)建。2,掌握矩陣運(yùn)算與數(shù)組運(yùn)算。3 .掌握基本元素群運(yùn)算。4 .掌握向量與矩陣的特殊處理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 . “：” 號的用法。用“：”號生成行向量 a=1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 b=5 3 1 -1 -3 -5;2 .用線性等分命令linspace重新生成上述的a和b向量。3 .在100和10000之間用對數(shù)等分命令logspace生成10維的向量c。4 .生成范圍在0, 10、均值為5的3X5維的均勻分布隨機(jī)數(shù)矩陣 Do5 .利用magic函數(shù)生成5X5維的魔方矩陣，取其對角向量 e,并根據(jù)向量e生成 一個(gè)對角矩陣E。（所謂魔方矩陣就

8、是各行、各列、各對角線元素之和相等。）6 .另AA是3X3維魔方矩陣，BB是由A旋轉(zhuǎn)180°得到。CC是一個(gè)復(fù)數(shù)矩陣， 其實(shí)部為AA ,虛部為BB。DD是CC的轉(zhuǎn)置，EE是CC的共腕。分別計(jì)算CC 和EE的模和幅角。7 . f是一個(gè)首項(xiàng)為20,公比為0.5的10維等比數(shù)列；g是一個(gè)首項(xiàng)為1,公差為 3的10維等差數(shù)列。試計(jì)算向量f和g的內(nèi)積So8 .生成一個(gè)9X9維的魔方矩陣，提取其中心的 3X3維子矩陣M,利用sum函數(shù) 檢驗(yàn)其各行和各列的和是否相等。12 3 412 3 4 2 3 4 59,已知T,利用函數(shù)生成左上三角矩陣T13 4 5 6三、設(shè)計(jì)提示1 .等比數(shù)列可利用首項(xiàng)和

9、公比的元素群的嘉乘積生成。2 .提取子矩陣，可靈活應(yīng)用“：”號或空陣。3 .盡量用Matlab函數(shù)生成上述矩陣或向量，不要用手工逐個(gè)輸入四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1 .編寫實(shí)現(xiàn)第二節(jié)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中所使用的函數(shù)命令，并記錄相應(yīng)的生成結(jié)果。2 .思考題：是否存在2X2維的魔方矩陣？。3 .書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)要結(jié)構(gòu)合理，層次分明，在分析描述的時(shí)候，需要注意語言的 流暢。五，參考答案1 .代碼：a=1:10b=5:-2:-56789101-1-3-51.代碼： linspace(1,10,10) linspace(5,-5,6)ans =678910ans =531-1-3-52 .代碼：logspace(2,4,10

10、)ans =1.0e+004 *0.01000.01670.02780.04640.07740.12920.21540.35940.59951.00003 .代碼：D=10*rand(3,5)結(jié)果：D =0.15279.31818.46226.72146.81287.46794.65995.25158.38123.79484.45104.18652.02650.19648.31805 .代碼：A=magic(5);e=diag(A);E=diag(e)« Matlab語言及其在電子信息科學(xué)中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書結(jié)果;E =17005000000000013002100000096 .代碼

11、： AA=magic(3); BB=rot90(AA,2); CC=AA+j*BB;DD=CC.'EE=conj(CC);A=abs(CC) B=angle(CC) C=abs(EE) D=angle(EE)結(jié)果：A =8.24629.05547.21117.61587.07117.61587.21119.05548.24620.24501.46010.58801.16590.78540.40490.98280.11071.32588.24629.05547.21117.61587.07117.61587.21119.05548.2462D =-0.2450-1.4601-0.5880

12、-1.1659-0.7854-0.4049-0.9828-0.1107-1.32587 .代碼： f=20*0.5.A(0:9); g=1:3:28;s=dot(f,g)結(jié)果：s =158.67198 .代碼：A=magic(9);M=A(4:6,4:6); sum(A,1) sum(A,2)結(jié)果：ans = ans =3693693693693693693693693693693693693693693693693693699 .代碼：T=1,2,3,4;2,3,4,5;3,4,5,6;4,5,6,7A=rot90(T);B=tril(A);T1=rot90(B,-1)結(jié)果：« M

13、atlab語言及其在電子信息科學(xué)中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書T =1234234534564567T1 =1234234034004000實(shí)驗(yàn)四：線性方程組的求解、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .掌握恰定方程組的解法。2 . 了解欠定方程組、超定方程組的解法。3 .掌握左除法求解線性方程組。4 .學(xué)會測試程序的運(yùn)行時(shí)間。、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 .用兩種方法求下列方程組的解，并比較兩種方法執(zhí)行的時(shí)間。7x114x2 9x32x45%1003x115x2 13x36x44x520011x19x2 2x35x47x53005x17x2 14x316x42x54002x15x2 12x311x44x55002 .判定下列方程是恰定方程組、

14、欠定方程組還是超定方程組，并求其解。6x1 9x214x311x45x568x1 14x27x315x46x52942x1 x27x312x4x54416x1 11x2 11x3 9x4 13x5 1034.用結(jié)點(diǎn)電壓法求如下電路的結(jié)點(diǎn)電壓Uni、Un20三、設(shè)計(jì)提示1 .在計(jì)算程序的執(zhí)行時(shí)間之前，應(yīng)注意用clear命令將內(nèi)存變量清空。2 .求得線性方程組的解之后，代入原方程驗(yàn)證是否正確。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1 .編寫實(shí)現(xiàn)第二節(jié)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中所使用的函數(shù)命令，并記錄相應(yīng)的生成結(jié)果。2 .對于電路的求解，應(yīng)列出相應(yīng)的網(wǎng)孔方程和結(jié)點(diǎn)方程，并注意方向。3 .書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)要結(jié)構(gòu)合理，層次分明，在分析描述的時(shí)

15、候，需要注意語言的 流暢。五、參考答案第一題：A=7,14,-9,-2,5;3,-15,-13,-6,-4;-11,-9,-2,5,7;5,7,14,16,-2;-2,5,12,-11,-4;B=100;200;300;400;500;X=AB結(jié)果：X =370.9455-224.7276238.3333-138.1891503.6378第二題：A=6,9,14,-11,5;1,14,-7,-15,-6;-2,1,-7,12,-1;6,11,11,-9,-13;B=68;294;-441;103;X=AB結(jié)果：X =0-26.3759-5.4126-38.3960-8.2392第三題：A=1,

16、1,-1,1;0,20,40,0;60,0,40,0;0,0,40,40;B=0;10;50;-40;X=ABX =0.78570.35710.0714-1.0714實(shí)驗(yàn)五：函數(shù)編寫與程序設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .掌握函數(shù)的編寫規(guī)則。2 .掌握函數(shù)的調(diào)用。3 .會用Matlab程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一些工程算法問題。、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 .編寫一個(gè)y,y1,y2=mwave（f1,m1,f2,m2）函數(shù)，實(shí)現(xiàn)以下功能，并繪出 y1、y2、y 在tC0, 2冗區(qū)間500個(gè)樣點(diǎn)的圖形。（其中調(diào)用參數(shù)2 & f1、f2 0 20Hz； 0.5 0 m1、m2 < 2）ym1sin(2 ft);y2m2 sin

17、(2 f2t);yy1y22 .程序設(shè)計(jì)：相傳古代印度國王要褒獎他的聰明能干的宰相達(dá)依爾（國際象棋發(fā)明者），問他要什么？達(dá)依爾回答：“陛下只要在國際象棋棋盤的第一個(gè)格子上 放一粒麥子，第二個(gè)格子上放二粒麥子，以后每個(gè)格子的麥子數(shù)都按前一格的 兩倍計(jì)算。如果陛下按此法給我64格的麥子，就感激不盡，其他什么也不要了?！?國王想：“這還不容易！”讓人扛了一袋麥子，但很快用光了，再扛出一袋還不 夠，請你為國王算一下共要給達(dá)依爾多少小麥？ （ 1袋小麥約1.4X 108粒）。3 .程序設(shè)計(jì)：公元前五世紀(jì)我國古代數(shù)學(xué)家張丘建在算經(jīng)一書中提出了 “百 雞問題”：雞翁一值錢五，雞母一值錢三，雞雛三值錢一。百錢

18、買百雞，問雞翁、 母、雛各幾何？三、設(shè)計(jì)提示1 .函數(shù)名和函數(shù)文件名應(yīng)相同；對調(diào)用參數(shù)的取值范圍要檢驗(yàn)是否符合要求，如 不符合要求，應(yīng)給出出錯(cuò)信息（用if和error函數(shù)實(shí)現(xiàn)）。2 .程序設(shè)計(jì)一一“百雞問題”答案不唯一。提示：設(shè)x:雞翁數(shù)，則x的范圍：0 19; y:雞母數(shù),則y的范圍：033; z:雞雛數(shù)，則z的范圍：0100。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1 .編寫實(shí)現(xiàn)第二節(jié)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）所使用的函數(shù)文件。2 .程序設(shè)計(jì)用M文件編寫，并記錄執(zhí)行結(jié)果?！鞍匐u問題”答案不唯一，要給出 所有答案。3 .書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)要結(jié)構(gòu)合理，層次分明，在分析描述的時(shí)候，需要注意語言的 流暢。五、參考答案第1題：functi

19、on y,y1,y2=mwave(f1,m1,f2,m2)%根據(jù)給定的頻率和幅值計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)正弦函數(shù)y1、y2及其疊加y的波形。if (f1<2)|(f1>20) error('f1超出范圍！'), return, endif (f2<2)|(f1>20) error('f2超出范圍！'), return, endif (m1<0.5)|(m1>2) error('m1超出范圍！'), return, endif (m2<0.5)|(m2>2) error('m2超出范圍！'), ret

20、urn, end%t=0:2*pi/(500-1):2*pi;y1=m1*sin(2*pi*f1*t);y2=m2*sin(2*pi*f2*t);y=y1+y2;figuresubplot(311); plot(t,y1); title('y1波形');subplot(312); plot(t,y2); title('y2波形');subplot(313); plot(t,y); title('y=y1+y2波形');% =第2題：a=1;s=0for i=1:64s=s+a;a=2*a;endn=s/1.4/10A8運(yùn)行后得：n=1.3176e

21、+011第3題：解設(shè)x:雞翁數(shù)，則x的范圍：019y:雞母數(shù),則y的范圍：033z:雞雛數(shù)，則z的范圍：0100則：x+y+z=1005x+3y+z/3=100這是一個(gè)欠定方程。for x=0:19for y=0:33for z=0:100if (x+y+z=100)&(5*x+3*y+z/3=100) d=x,y,zendendendend運(yùn)行后得結(jié)果：d =0 25 75d =41878d =81181d = 12484實(shí)驗(yàn)六：二維圖形和三維圖形的創(chuàng)建、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .掌握二維圖形的繪制。2 .掌握圖形的標(biāo)注3 . 了解三維曲線和曲面圖形的繪制。、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 .生成1X10維的隨機(jī)數(shù)

22、向量a,分別用紅、黃、藍(lán)、綠色繪出其連線圖、脈 沖圖、階梯圖和條形圖，并分別標(biāo)出標(biāo)題“連線圖”、“脈沖圖”、“階梯圖”、“條 形圖”。x2 .在同一個(gè)圖形窗口中，繪制兩條曲線 2x、V2 1/2 ;并分別在靠近相應(yīng) 的曲線處標(biāo)注其函數(shù)表達(dá)式。3 .編寫一個(gè)mcircle(r)函數(shù)，調(diào)用該函數(shù)時(shí)，根據(jù)給定的半徑r,以原點(diǎn)為圓心畫一個(gè)如圖所示的紅色空心圓。(圖例半徑r=5)4 . (1)繪一個(gè)圓柱螺旋線(形似彈簧)圖。圓柱截面直徑為10,高度為5,每圈上升高度為1。如左圖所示。(2)利用(1)的結(jié)果，對程序做少許修改，得到如右圖所示圖形。三、設(shè)計(jì)提示1 . Matlab允許在一個(gè)圖形中畫多條曲線：

23、plot(x1 , y1, x2 , y2,)指令繪制yi力(%), y2f2(X2)等多條曲線。Matlab自動給這些曲線以不同顏色。標(biāo)注可用text函數(shù)。2 .繪圖時(shí)可以考慮極坐標(biāo)和直角坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。3 .三維曲線繪圖函數(shù)為plot3o四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1 .編寫實(shí)現(xiàn)第二節(jié)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中所使用的函數(shù)命令，并對二-2記錄相應(yīng)的生成結(jié)果。2 .書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)要結(jié)構(gòu)合理，層次分明，在分析描述的時(shí)候，需要注意語言的 流暢。五、參考答案第一題t=rand(1,10);figure(1)subplot(221);plot(t,'r');title('連線圖')subplot(2

24、22);stem(t,'y');title('脈沖圖');subplot(223);stairs(t,'b');title('階梯圖');subplot(224);bar(t,'g');title('條形圖')；脈沖圖連線圖1 -0.8 0.6 -0.4，,0.2 V0 c0510條形圖第二題：x=1:1:50;y1=2.Ax;y2=(1/2).Ax;figure(1)plot(x,y1,'r',x,y2,'g');gtext('y1=2.Ax');g

25、text('y2=(1/2)Ax');X 10141210y1=2.=(1/2).05101520253035404550第3題:function y,t=mcircle(r)%根據(jù)給定的半徑r ,以原點(diǎn)為圓心畫一個(gè)紅色空心圓 t=0:2*pi/64:2*pi;y=r*ones(size(t);subplot(121), polar(t,y,'*r')X,Y=pol2cart(t,y);%或存采用如下方法轉(zhuǎn)換% X=r*cos(t);% Y=r*sin(t);subplot(122), plot(X,Y,'*r')axis equal;axis

26、square;第4題：t=0:pi/180:2*pi*5;r1=10/2;x1=r1*cos(t);y1=r1*sin(t);z=t/(2*pi);subplot(121), plot3(x1,y1,z)grid on« Matlab語言及其在電子信息科學(xué)中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書%r2=linspace(5,0,length(t);x2=r2.*cos(t);y2=r2.*sin(t);subplot(122), plot3(x2,y2,z) grid on實(shí)驗(yàn)七：Matlab多項(xiàng)式和符號運(yùn)算一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .掌握Matlab多項(xiàng)式的運(yùn)算。2 , 了解符號運(yùn)算。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(邊做實(shí)驗(yàn)，邊將

27、生成結(jié)果和圖形拷貝到 Word文檔中)1 .將多項(xiàng)式P(x) (x 2)( x 3)(x 7)( x 1)化為x的降幕排列。2 .求一元高次方程的根。 98765432x 5x 30 x 150x273x1365 x 820x4100x576x-2880 03 .求一元高次方程的根，并畫出左邊多項(xiàng)式函數(shù)在 x2,2區(qū)間內(nèi)的曲線。x4 2x2 1 03_ 2_ _ 34,求多項(xiàng)式 f1(x) x 3x 5x 7和 f2(x) 8x6x24x 2的乘積f (x)；并求f(x) f1(x)f2(x)的商和余式。5 .求y x5 tan(4x2) 3的符號導(dǎo)數(shù)。6 .用符號運(yùn)算求實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 4中的f(x

28、)的表達(dá)式三、設(shè)計(jì)提示1 .關(guān)于多項(xiàng)式運(yùn)算的函數(shù)有 poly、roots等。2 .多項(xiàng)式做加減運(yùn)算時(shí)要注意等長度。3 .符號表達(dá)式的輸入可以用字符串方式，也可以用sym函數(shù)。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1.編寫實(shí)現(xiàn)第二節(jié)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中所使用的函數(shù)文件，并記錄相應(yīng)的生成結(jié)果和圖形2,對于多項(xiàng)式的結(jié)果應(yīng)以多項(xiàng)式向量和多項(xiàng)式表達(dá)式兩種方式記錄。3.書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)要結(jié)構(gòu)合理，層次分明，在分析描述的時(shí)候，需要注意語言的 流暢。五、參考答案第1題：P=poly(2,-3,7,-1)結(jié)果：P =1 -5 -19 29 42即：P(x) x4 5x3 19x2 29x 42第2題：P1=1 -5 -30 150 273 -1

29、365 -820 4100 576 -2880;x1=roots(P1)結(jié)果：x1 =5.0000-4.00004.0000-3.00003.0000-2.0000-1.00002.00001.0000第3題：P2=1 0 -2 0 1;x2=roots(P2) n=1;for x=-2:0.01:2y(n)=sum(P2.*(xA(length(P2)-1):-1:0); % 或者 y(n)=xA4-2*xA2+1;n=n+1; endx=-2:0.01:2; Plot(x,y) 結(jié)果：(有重根！) x2 =1.0000 + 0.0000i1.0000 - 0.0000i -1.0000 +

30、 0.0000i-1.0000 - 0.0000i第4題：f1=1 3 5 7;f2=8 -6 4 -2;f=conv(f1,f2)f11=zeros(1,length(f)-length(f1),f1% 補(bǔ) 0,與 f 同維q,r=deconv(f-f11,f2)結(jié)果：f =8 18 26 36 -28 18 -14即：f(x) 8x6 18x5 26x4 36x3 28x2 18x 14 f11 =0001357q =1.0000 3.0000 5.0000 6.8750 r =0000 -3.7500 -4.5000 -7.2500第5題：y='xA5+tan(4*xA2)+3&

31、#39;diff(y)結(jié)果：ans =5*xA4+8*(1+tan(4*xA2)A2)*x第6題：f1=sym('xA3+3*xA2+5*x+7');f2=sym('8*xA3-6*xA2+4*x-2');f=f1*f2collect(f)(f-f1)/f2collect(ans)結(jié)果：f =(xA3+3*xA2+5*x+7)*(8*xA3-6*xA2+4*x-2) f =8*xA6+18*xA5+26*xA4+36*xA3-28*xA2+18*x-14 h =(-21+8*xA6+18*xA5+26*xA4+35*xA3-31*xA2+13*x)/(8*xA3

32、-6*xA2+4 *x-2)h =(-21+8*xA6+18*xA5+26*xA4+35*xA3-31*xA2+13*x)/(8*xA3-6*xA2+4 *x-2)實(shí)驗(yàn)八：線性時(shí)不變系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .掌握線性時(shí)不變系統(tǒng)的三種描述形式一一傳遞函數(shù)描述法、零極點(diǎn)增益描述法、狀態(tài)空間描述法。2,掌握三種描述形式之間的轉(zhuǎn)換。3.掌握連續(xù)和離散系統(tǒng)頻率響應(yīng)的求解。、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(邊做實(shí)驗(yàn)，邊將生成結(jié)果和圖形拷貝到 Word文檔中)1 .生成20個(gè)點(diǎn)的單位脈沖信號、單位階躍信號，并記錄下函數(shù)命令和波形。2 .生成占空比為30%的矩形波。3 .將連續(xù)系統(tǒng)H (s)0.5(S 1)(S 3)轉(zhuǎn)化為傳

33、遞函數(shù)的形式,并顯示其表(S 1)(S 2)(s 4)達(dá)式。4 .將離散系統(tǒng)H(z)121 1百IM 0- 0.5z4轉(zhuǎn)化為零極點(diǎn)增益的描述形式，并顯示其表達(dá)式。5 .分別求實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3和4的頻率響應(yīng)(對離散系統(tǒng)取 256樣點(diǎn)，采樣頻率取 8000Hz)。6 .分別求實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3和4的單位沖激響應(yīng)(對離散系統(tǒng)，作 60樣點(diǎn)圖)。三、設(shè)計(jì)提示1 .顯示傳遞函數(shù)模型用 列向量。2 .連續(xù)系統(tǒng)頻率響應(yīng)用3 .連續(xù)系統(tǒng)沖激響應(yīng)用四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求tf(b,a);顯示零極點(diǎn)增益模型用zpk(z,p,k)0注意：z、p為freqs函數(shù)；離散系統(tǒng)用freqz函數(shù)。impulse函數(shù)；離散系統(tǒng)用impz函數(shù)。1 .

34、編寫實(shí)現(xiàn)第二節(jié)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中所使用的函數(shù)文件，并記錄相應(yīng)的生成結(jié)果。2 .書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)要結(jié)構(gòu)合理，層次分明，在分析描述的時(shí)候，需要注意語言的 流暢。五、參考答案第一題:k=-4:15x =zeros(1,4),1,zeros(1,15)-5051015subplot (1,2,1) stem(k,x)y=zeros(1,4),ones(1,16) subplot (1,2,2) stem(k,y)結(jié)果：10.90.80.70.60.50.40.30.20.10第二題f=2;t=0:0.001:2w=2*pi*f*ty=square(w,30)hold onplot(t,y)結(jié)果：第3題：k=0.

35、5;z=1,-3'P=-1,-2,-4,;sys_zpk=zpk(z,p,k) b,a=zp2tf(z,p,k); sys_tf=tf(b,a)結(jié)果：Zero/pole/gain:0.5 (s-1) (s+3) (s+1) (s+2) (s+4)Transfer function:0.5 sA2 + s - 1.5sA3 + 7 sA2 + 14 s + 8第4題：b=3 5 2;a=1 -1.6 1.3 -.9 .5;systf=tf(b,a,'variable','zA-1')%顯示傳遞函數(shù)z,p,k=tf2zp(b,a);syszpk=zpk(z,

36、p,k,'variable,zA-1')%顯示零點(diǎn)增益結(jié)果：Transfer function:3 + 5 zA-1 + 2 zA-21 - 1.6 zA-1 + 1.3 zA-2 - 0.9 zA-3 + 0.5 zA-4Sampling time: unspecifiedZero/pole/gain:3 zA-2 (1+zA-1) (1+0.6667zA-1)(1 - 1.685zA-1 + 0.8654zA-2) (1 + 0.08497zA-1 + 0.5778zA-2)Sampling time: unspecified第5題：k=0.5;z=1,-3,;p=-1,-

37、2,-4,;b,a=zp2tf(z,p,k);freqs(b,a)結(jié)果：1U卜 !*!r ! I ! I- I "It 一Ir I « I 4 I三出久門會工條式在裝爆激爛南娥”主會淋空牌染斗空盤蘭”工段生制"在三停電全g等裝理不大式草黑”支氣里 二二二二；二；：；二二 E 3 天:口 ;二£羊二交 X ：二匚曰二二 k帝二：天;二七：；于二七二；W；：七 3；二：；二；二二 e W：;； Mta二；工;謂 UK；：髭:六二二5-十-：十;卜 ， : * b 1 jaBBiijasiB a*p 0 ；， ： aia in b <« ub

38、u s b m：* *q qat*aiiiiIBqiiiiii，>Biiji.4. ui aa4 laBiau.BBuB、備.",T" " Tir'y:': : " rTTiTia tetzItf: ti: tie si rr：Ti:ST"S 12!t,:!tz: =Jr-s？i: srisr!：,: EhthwriwEw;ett£?T-x. - _H. J . J- J . x U-L：C：,t3 =K 3 ZE. ： ： - ： J ： ： ； 1 ： X ： ： ZK ： ： ：C = ：K - 7 ： ：

39、 3 ： T 3L ： Z ： ： X. ： ： ： <IJ L ： ； ： C . ： 7- ： JC ： J = 3>= = = ?= = ? = = = ：'F=?=? = = = = ： ? ：;： = =? = ：? = =? = J?： ： = ： = ? = = = 2 s = ? = =!= = ： = 3E? ?-f 一 y""-，-r-二-二i1 <- - -f -T- -fc-1 -r -i -r-ri1 1 - ,-iHunrnnninnnnHFFwninHwn = a:psf: ; :z:io而向ir._110F飛qijf

40、Kicx M蚓e o mlI .1KwtpzwrEkELUo o D o石 門 Es考 n'unw% Fs=8000b=3 5 2;a=1 -1.6 1.3 -.9 .5;freqz(b,a,256,8000)結(jié)果：5Kn0515032000 E XCC左0Frequency (HzjD DH-wBBJBep) b 器一Id_uo-2D500HDD?歸口 JRa25013cCO3900尸r.uqp (till第6題：k=0.5;z=1,-3'P=-1,-2,-4'sys3=zpk(z,p,k);impulse(sys3)%頻率響應(yīng)結(jié)果：tripleu D Qb=3 5

41、2;a=1 -1.6 1.3 -.9 .5;impz(b,a,60)實(shí)驗(yàn)九：數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)與語音信號處理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .掌握Butterworth濾波器、Chebyshev I型、II型濾波器的設(shè)計(jì)，并能用于對語 音信號子頻帶的提取。2 . 了解FIR濾波器的設(shè)計(jì)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（邊做實(shí)驗(yàn)，邊將生成結(jié)果和圖形拷貝到Word文檔中）1 .將Test1.wav和Test2.wav兩個(gè)語音文件復(fù)制到目錄下。2 .設(shè)計(jì)一個(gè)4階的Chebyshev II型模擬高通濾波器，要求截止頻率 fc 1kHz ,阻 帶紋波不超過-30dBo取采樣頻率Fs 10kHz o要求結(jié)果給出該濾波器的傳遞函 數(shù)表達(dá)式，并畫

42、出該濾波器的頻率響應(yīng)曲線圖。3 .設(shè)計(jì)一個(gè)6階的Butterworth數(shù)字帶通濾波器，要求截止頻率儲1000Hz ,fc2 3000Hz ,取采樣頻率Fs 10kHz o要求結(jié)果給出該濾波器的傳遞函數(shù)表達(dá) 式，并畫出該濾波器的頻率響應(yīng)曲線圖。4 .設(shè)計(jì)一個(gè)6階的Butterworth數(shù)字低通濾波器，從一段含噪聲語音信號 Test2.wav （04kHz, Fs=8kHz）中提取出500Hz以下的子帶信號。在一個(gè)圖形窗口中分上下兩個(gè)子窗口分別顯示原始語音信號波形和濾波后的500Hz以下子帶信號波形。5 .設(shè)計(jì)一個(gè)65階的FIR數(shù)字濾波器，通帶（歸一化）：00.45、0.650.85。畫 出該濾波

43、器的頻率響應(yīng)曲線圖。三、設(shè)計(jì)提示1 .設(shè)計(jì)濾波器時(shí)，注意頻率的歸一化。2 . Chebyshev II型模擬高通濾波器設(shè)計(jì)，用函數(shù)cheby2（n,Rs,Wn,'high','s'）b其中Rs=30 （即表示：阻帶紋波不超過-30dB）o3 .設(shè)計(jì)IIR帶通或帶阻濾波器時(shí)，若給濾波器函數(shù)的參數(shù)為n,則設(shè)計(jì)出來的是2n階的濾波器。4 .設(shè)計(jì)高通濾波器，用high'關(guān)鍵字；帶通用bandpas聯(lián)鍵字。5 .查看模擬濾波器的頻率響應(yīng)曲線用freqs函數(shù)，查看數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)曲線 用freqz函數(shù)。6 .對于FIR濾波器的設(shè)計(jì)，第一通帶如果從 0開始，則應(yīng)加

44、關(guān)鍵字'DC-1'o四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1 .編寫實(shí)現(xiàn)第二節(jié)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容所使用的M文件，并在 Word文檔中記錄相應(yīng)的生成結(jié)果和圖形。2 .書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)要結(jié)構(gòu)合理，層次分明，在分析描述的時(shí)候，需要注意語言的 流暢。五、參考答案« Matlab語言及其在電子信息科學(xué)中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第2題：fc=1000;Fs=10000;Wn=fc/(Fs/2);%fi化n=4;Rs=30;b,a=cheby2(n,Rs,Wn,'high','s');sys=tf(b,a)freq s(b,a);結(jié)果：sA4 - 1.42e-017 sA3 + 0.04 s

45、A2 - 2.938e-018 s + 0.0002sA4 + 0.6442 sA3 + 0.2475 sA2 + 0.05581 s + 0.006325Ar 二Itf1aIQiorid如toooJUU"n&quencr1Qr froquancr 網(wǎng)聞Jid第3題： fc1=1000; fc2=3000; Fs=10000;Wn=fc1,fc2/(Fs/2);%fi化n=6; b,a=butter( n/2 ,Wn, 'bandpass'); sys=tf(b,a) freq z(b,a,512); 結(jié)果： Transfer function: 0.09853 - 0.2956 zA-2 + 0.2956 zA-4 - 0.09853 zA-61 - 1.366 zA-1 + 1.245 zA-2