信号的基本操作与处理.doc

实验1 MATLAB介绍及其基础操作 1.实验目的： （1）熟悉MATLAB软件应用环境，学习常用窗口的功能和使用方法。 （2）掌握基本的MATLAB函数操作及其使用。 （3）掌握简单的计算及其绘图操作。 2.实验原理 （1）MATLAB简介 MATLAB是美国MathWorks公司开发的高性能的科学与工程计算软件。它在数值计算、自动控制、信号处理、神经网络、优化计算、小波分析、图像处理等领域有着广泛的用途。近年来，?MATLAB在国内高等院校、科研院所的应用逐渐普及，成为广大科研、工程技术人员必备的工具之一。?MATLAB具有矩阵和数组运算方便、编程效率极高、易学易用、可扩充性强和移植性好等优点，俗称为“草稿纸式的科学计算语言”。它把工程技术人员从烦琐的程序代码中解放出来，可以快速地验证自己的模型和算法。 MATLAB作为一种面向科学与工程计算的高级语言，它是一套功能强大的工程计算及数据处理软件，广泛应用于工通讯、信号处理、生物医学、控制等众多领域。它是一种面向对象的，交互式程序设计语言，其结构完整又优良的可移植性。MATLAB的主要特点就是其强大的矩阵计算能力及仿真能力。学习软件的基本操作及其编程方法，体会和逐步掌握它在矩阵运算、信号处理等方面的功能及其具体应用。另外，MATLAB提供了方便的绘图功能，便于用户直观地输出处理结果。 通过本课程实验的学习，要求学生运用MATLAB编程完成一些数字信号处理的基本功能，加深对信号处理理论课程内容的理解。循序渐进地培养学生运用所学知识分析和解决问题的能力。 （2）MATLAB软件的安装与启动 安装MATLAB软件成功之后，并启动，就可以直接进行相关的操作了。 3.实验内容及其步骤 理解MATLAB的基本原理，学习并掌握基本的运算与操作。了解和掌握基本的数据表示与计算，掌握常用的绘图命令，熟悉学习M文件的编写与调试，为信号的处理等做好准备。 常用线性代数函数 B=A’ 矩阵转置 A=[1 2;3 4] 矩阵赋值 C=A+B 矩阵相加 A(n) 查看矩阵A的第n个元素 C=A*B 矩阵相乘 A 查看矩阵A的内容 C=A^k 矩阵幂 conv(p1,p2) 两个多项式相乘 C=A.*B 矩阵点乘，即两维数相同 的矩阵各对应元素相乘 [X,D]=eig(A) 矩阵的特征向量X和以 特征值为元素的对角阵D expm(A) 指数矩阵，也就是eA C=A(1,:) C的内容为矩阵A的第一行 int(A) 矩阵的逆矩阵 C=A(:,1) C的内容为矩阵A的第一列 det(A) 矩阵的行列式的值 C=A(:,n) C的内容为矩阵A的第n列 rank(A) 计算矩阵的秩 p=ploy(A) 矩阵的特征多项式 eig(A) 矩阵的特征值 r=roots(p) 特征多项式方程的根 基本的数据表示与常见的基本运算 输入简单的矩阵： ，，并计算A*B，A.*B，A.^B，比较各自结果有何不同。 参考： A=[1,2;3,4]; B=[1,3;2,4]; A*B; A.*B; A.^B。 计算下列表达式的结果： a= 参考：a=[(12/3)*5+8-4*(6-3)]/2.^3 复数运算及其表示： 已知，，，利用MATLAB计算。 参考：z1=1+2i z2=3+3i z3=5*exp(i*pi/6) z=z1*z2/z3 基本的绘图操作 常用的绘图函数有：针状图（‘stem’函数）函数绘图；常采用的‘plot’绘图函数，其函数功能比较强大；函数图形的注释（常用‘subplot’函数来实现），等等。 绘图函数简介：Matlab的简单应用与运算已有一定的基础，现介绍Matlab下的二维绘制，具体的函数名以及功能简介如下。 函数名称 函数功能简介 函数名称 函数功能简介 bar 长条图 errorbar 图形加上误差范围 fplot 较精确的函数图形 Polar 极坐标图 Hist 累计图 Rose 极坐标累计图 Stairs 阶梯图 Stem 针状图 Fill 实心图 Feather 羽毛图 Compass 罗盘图 Quiver 向量场图 Contour 在x-y平面绘制等位线图 Gplot 绘拓扑图 Loglog 双对数坐标曲线 Pcolor 伪彩图 Semilogx x轴对数坐标曲线 Semilogy y轴对数坐标曲线 绘制正弦函数的图形，可以通过以下参考代码来实现 ： 绘制简单的针状图： x= -pi : . 1 :pi; y=sin(x); stem(y) 绘制曲线图： plot(x , y); plot(x, sin(x), x, cos(x))