信號(hào)與線(xiàn)性系統(tǒng)課設(shè)報(bào)告

.../JIANGSUUNIVERSITY課程設(shè)計(jì)報(bào)告信號(hào)與線(xiàn)性系統(tǒng)學(xué)院名稱(chēng)：專(zhuān)業(yè)班級(jí)：學(xué)生學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師姓名：2015年6月MATLAB是一款在數(shù)學(xué)類(lèi)科技應(yīng)用軟件中特別是在數(shù)值計(jì)算方面應(yīng)用廣泛的軟件,它可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶(hù)界面、連接其他編程語(yǔ)言的程序等,主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測(cè)等領(lǐng)域。本次課程設(shè)計(jì)利用MATLAB中的M文件與Simulink方式完成了對(duì)時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)與仿真,初步了解與掌握了這一技能。時(shí)序電路中除具有邏輯運(yùn)算功能的組合電路外,還必須有能夠記憶電路狀態(tài)的存儲(chǔ)單元或延遲單元,這些存儲(chǔ)或延遲單元主要由本次設(shè)計(jì)所用到的觸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。D觸發(fā)器、RS觸發(fā)器等這些時(shí)序邏輯電路中常用的器件在Simulink中都有相應(yīng)的仿真模塊,因此課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括了基本RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器,還包括了由這些基本元件所構(gòu)成的并行輸出寄存器、移位寄存器,同時(shí)得到了相應(yīng)的仿真波形。關(guān)鍵詞：MATLAB,時(shí)序邏輯電路,Simulink仿真設(shè)計(jì)內(nèi)容：在學(xué)習(xí)MATLAB進(jìn)行信號(hào)與系統(tǒng)分析方法的基礎(chǔ)上,完成以下六個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一信號(hào)的產(chǎn)生及時(shí)間變量的交換1產(chǎn)生并畫(huà)出以下信號(hào)：具體操作：1．單位沖擊函數(shù)；代碼：K=-50:50;delta=[zeros<1,50>,1,zeros<1,50>];stem<K,delta>;截圖：2．單位階躍函數(shù)；代碼：t=-0.5:0.001:1;t0=0;u=stepfun<t,t0>;plot<t,u>;axis<[-0.51-0.21.2]>截圖：3．正弦波；代碼：a=5;t=pi/4;w=1/5T=2*pi/w;x=0:.01:5*T;y=a*sin<w*x+t>;plot<x,y>grid截圖：4周期三角波代碼：6*pi:0.0001:6*pi;y=sawtooth<t,0.5>;plot<t,y>;截圖：5齒波代碼：t=-6*pi:0.0001:6*pi;y=sawtooth<t>;plot<t,y>;截圖：6期方波。代碼：i/100:pi/1024:2*pi/100;y=square<2*pi*30*t,50>;plot<t,y>;gridylim<[-1.51.5]>截圖：實(shí)驗(yàn)二離散線(xiàn)性時(shí)不變系統(tǒng)分析n0≤n≤5n0≤n≤51設(shè)系統(tǒng)沖擊響應(yīng)為h[n]=輸入信號(hào)為x[n]=,0其余0其余求輸出求輸出代碼：h=[0,1,2,3,4,5];x=[1,1,1,1,1,1];y1=conv<h,x>;subplot<3,1,1>;stem<0:length<h>-1,h>;ylabel<'h[n]'>;subplot<3,1,2>;stem<0:length<x>-1,x>;ylabel<'x[n]'>;subplot<3,1,3>;stem<0:length<y1>-1,y1>;ylabel<'h[n]*x[n]'>;xlabel<'n'>;截圖：實(shí)驗(yàn)三離散時(shí)間傅里葉分析對(duì)于因果LTI系統(tǒng)：y[n]=0.81y[n-2]+x[n]-x[n-2]求：a.系統(tǒng)傳遞函數(shù)；b.沖擊響應(yīng)；c.單位階躍響應(yīng)；d.畫(huà)出的幅頻和相頻特性曲線(xiàn)。代碼a:k=0:10;a=[1,0,-0.81];b=[1,0,-1];h=impz<b,a,k>;subplot<2,1,1>;stem<k,h>;gridon;截圖：代碼BC:n=0:50;a=[10-0.81];b=[10-1];h=impz<b,a,n>;u=filter<b,a,n>;subplot<2,1,1>;stem<n,h>;ylabel<'h[n]'>;xlabel<'n'>;title<'沖擊響應(yīng)'>;gridon;subplot<2,1,1>;stem<n,u>;ylabel<'u[n]'>;xlabel<'n'>;title<'階躍響應(yīng)'>;gridon;截圖：代碼d:b=[10-1];a=[10-0.81];w=linspace<0,2*pi,512>;H=freqz<b,a,w>;subplot<2,1,1>;plot<w/pi,abs<H>>;title<'幅頻特性'>;gridon;subplot<2,1,2>;plot<w/pi,angle<H>>;title<'相頻特性'>;gridon;截圖：實(shí)驗(yàn)四連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)分析1.設(shè)有兩個(gè)穩(wěn)定的LTI系統(tǒng),可分別由下列微分方程來(lái)描述：a.；b.。請(qǐng)分別畫(huà)出它們的系統(tǒng)頻率響應(yīng)的幅值和相位特性曲線(xiàn)。代碼：

b=[03];

a=[13];

w=linspace<0,2*pi,512>;

H=freqz<b,a,w>;

subplot<2,1,1>;

plot<w/pi,abs<H>>;title<'幅頻特性'>;

gridon;

subplot<2,1,2>;

plot<w/pi,angle<H>>;title<'相頻特性'>;gridon;截圖：代碼

b=[341];

a=[105];

w=linspace<0,2*pi,512>;

H=freqz<b,a,w>;

subplot<2,1,1>;

plot<w/pi,abs<H>>;title<'幅頻特性'>;

gridon;

subplot<2,1,2>;

plot<w/pi,angle<H>>;title<'相頻特性'>;gridon;截圖：實(shí)驗(yàn)五采樣對(duì)連續(xù)時(shí)間系統(tǒng),用MATLAB作圖求其N(xiāo)yquist頻率。代碼：Dt=0.005;t=-1:Dt:1;y=sin<40*pi*t>+sin<24*pi*t>;subplot<3,1,1>;plot<4*t,y>;xlabel<'tin1/4sec.'>;ylabel<'y<t>'>;subplot<3,1,2>;plot<20*t,sin<40*pi*t>>;xlabel<'tin1/20sec.'>;ylabel<'sin<40*pi*t>'>;subplot<3,1,3>;plot<12*t,sin<24*pi*t>>;xlabel<'tin1/12sec.'>;ylabel<'sin<24*pi*t>'>;截圖：實(shí)驗(yàn)六零極點(diǎn)分析1.一離散因果LTI系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)為：畫(huà)出其零極點(diǎn)分布圖,并進(jìn)行系統(tǒng)穩(wěn)定性分析。代碼：b=[1-1];a=[132];zplane<b,a>;截圖：4心得體會(huì)通過(guò)這次課程設(shè)計(jì),我學(xué)到了很多。在設(shè)計(jì)中,由于對(duì)MATLAB不是很熟悉,甚至也不懂,需要經(jīng)常翻資料而花費(fèi)了大量時(shí)間。因此這次課程設(shè)計(jì)既是對(duì)理論學(xué)習(xí)的一次檢驗(yàn),也是鍛煉我們的分析判斷能力的一次機(jī)會(huì)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,我了解了連續(xù)信號(hào)與離散信號(hào)的定義,進(jìn)一步知道了時(shí)序邏輯電路,掌握了并行輸出寄存器、移位寄存器以及雙向移位寄存器的設(shè)計(jì)與仿真。在學(xué)習(xí)中,為了更好做出結(jié)果,得出結(jié)論,我自己在網(wǎng)上下載了MATLAB軟件,自學(xué)了畫(huà)圖的方法,經(jīng)過(guò)自己的琢磨和參考資料,畫(huà)出了仿真原理圖,并得到了相應(yīng)的波形圖。這次設(shè)計(jì)主要是參照從圖書(shū)館借的資料、網(wǎng)上查的資料以及數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)做的,這讓我很好地鞏固了這部分知識(shí),讓我在設(shè)計(jì)過(guò)程中也明白了許多。同時(shí),此次課程設(shè)計(jì)還讓我學(xué)會(huì)了堅(jiān)持與耐心,不能看著不會(huì)就不去做,而是要細(xì)心去看。另外,它也鍛煉了我排版的能力。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì),我認(rèn)識(shí)到了MATLAB的功能非常強(qiáng)大,同時(shí)我也熟悉了MATLAB的工作環(huán)境,可以很熟練的對(duì)MATLAB進(jìn)行常規(guī)的操作,進(jìn)行程序編輯和仿真。本次課程設(shè)計(jì)利用MATLAB中的Simulink實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)與仿真,從仿真結(jié)果可以看出它們均可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求,而且方法簡(jiǎn)單、快捷。我對(duì)本次設(shè)計(jì)的結(jié)果還比較滿(mǎn)意,經(jīng)過(guò)一周的設(shè)計(jì)、分析,終于圓滿(mǎn)的完成此次課程設(shè)計(jì)。雖然在這個(gè)過(guò)程中也遇到一些困難,但通過(guò)與同學(xué)的交流和自己查資料,我對(duì)MATLAB有了更深的體會(huì)。通過(guò)本次設(shè)計(jì),我感覺(jué)到自己對(duì)MATLAB的Simulink仿真有了一定的熟悉,能夠找到各個(gè)模塊,比如信號(hào)源、示波器以及延時(shí)器等。在本次設(shè)計(jì)中主要是在Simulink環(huán)境下畫(huà)出對(duì)應(yīng)的原理圖,設(shè)定了初始信號(hào)之后就可以得到相應(yīng)的輸出波形。在完成所有的設(shè)計(jì)后,由于本設(shè)計(jì)所需的邏輯單元種類(lèi)單一,因此感覺(jué)本次設(shè)計(jì)并沒(méi)有想象中的那么難,但是對(duì)于Simulink中的其他函數(shù)并不是十分了解,在以后的學(xué)習(xí)中需要加強(qiáng)其他方面的學(xué)習(xí)和應(yīng)用。經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì),我也發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足。我相信自己今后會(huì)進(jìn)一步增加自己的MATLAB學(xué)習(xí),爭(zhēng)取在以后的課程中做得更好。5參考文獻(xiàn)[1]董霖.MATLAB使用詳解[M].北京：電子工業(yè)出版社