1、武漢理工大學信號分析與處理課程設計說明書課程設計任務書學生姓名： 專業班級：電信1306班 指導教師： 王虹 工作單位：信息工程學院 題 目: 離散時間系統的輸入輸出描述的編程實現 初始條件： 1.Matlab軟件； 2.課程設計輔導資料：“Matlab語言基礎及使用入門”、“信號與系統”、“數字信號處理 原理與實現”、“Matlab及在電子信息課程中的應用”等； 3.先修課程：信號與系統、數字信號處理、Matlab應用實踐及信號處理類課程等。要求完成的主要任務：（包括課程設計工作量及其技術要求，以及說明書撰寫等具體要求）1.課程設計時間：1周；2.課程設計內容：離散時間系統的輸入輸出描述的編

2、程實現，具體包括：已知系統差分方程求任一激勵下的響應、系統線性性質的分析討論、利用卷積運算求響應等；3.本課程設計統一技術要求：研讀輔導資料對應章節，對選定的設計題目進行理論分析，針對具體設計部分的原理分析、建模、必要的推導和可行性分析，畫出程序設計框圖，編寫程序代碼（含注釋），上機調試運行程序，記錄實驗結果（含計算結果和圖表），并對實驗結果進行分析和總結，按要求進行實驗演示和答辯等；4.課程設計說明書按學?！罢n程設計工作規范”中的“統一書寫格式”撰寫，具體包括： 目錄； 與設計題目相關的理論分析、歸納和總結； 與設計內容相關的原理分析、建模、推導、可行性分析； 程序設計框圖、程序代碼（含注釋

3、）、程序運行結果和圖表、實驗結果分析和總結； 課程設計的心得體會（至少500字）； 參考文獻（不少于5篇）； 其它必要內容等。時間安排：1周 指導教師簽名： 年 月 日 系主任（或責任教師）簽名： 年 月 日目錄1 概述111 離散時間信號及MATLAB實現11.1.1離散時間信號11.1.2離散時間信號的MATLAB表示11.1.3常用的典型序列12設計要求33 理論分析33.1差分方程MATLAB實現33.2系統的線性性質驗證43.3直接卷積原理44程序設計與結果仿真54.1題一54.1.1原理分析54.1.2程序代碼與結果54.2題二 序列的相乘、相加104.2.1理論分析104.2.2

4、 程序代碼與結果114.3題三134.3.1 理論分析134.3.2 程序代碼與結果145.心得體會16參考文獻17本科生課程設計成績評定表171 概述 MATLAB是矩陣實驗室（Matrix Laboratory）的簡稱，是美國MathWorks 公司出品的商業數學軟件，用于算法開發、數據可視化、數據分析以及數值計算的高級技術計算語言和交互式環境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。 隨著其功能的日益完善，MATLAB 已經發展成為適合多學科，多種工作平臺的功能強大型軟件。在國外高校， MATLAB 已經成為線性代數，自動控制理論，數理統計，數字信號處理，時間序列分析，動態系統仿

5、真等高級課程的基本教學工具；成為攻讀學位的大學生，碩士生，博士生必須掌握的基本技能。在設計研究單位和工業部門，MATLAB 被廣泛用于科學研究和解決各種具體問題。在國內，特別是工程界，MATLAB 一定會盛行起來。可以說，無論你從事工程方面的哪個學科，都能在 MATLAB 里找到合適的功能。 另一方面，正如同 FORTRAN 和 C 等高級語言使人們擺脫了需要直接對計算機硬件資源進行操作一 樣,被稱作為第四代計算機語言的MATLAB，利用其豐富的函數資源，使編程人員從繁瑣的程序代碼中解放出來。MATLAB 用更直觀的，符合人們思維習慣的代碼,代替了C 和 FORTRAN 語言的冗長代碼,給用戶

6、帶來的是最直觀，最簡潔的程序開發環境。使得其迅速普及，并顯示出旺盛的生命力。11 離散時間信號及MATLAB實現1.1.1離散時間信號在離散時間系統中，信號要用序列來表示，其特點是時間離散，幅值連續。離散時間信號通常由對連續時間信號進行抽樣獲得。離散時間信號表示方法有3種：列表法、函數表示法、線圖法。1.1.2離散時間信號的MATLAB表示表示一個序列要用兩個元素：樣值和位置。在MATLAB中用樣值向量和位置向量來表示一個序列，要求兩個向量長度相等。例如x(n)=5,6,7,80,3,其MATLAB產生語句為：n=0:3；X=5,6,7,8。1.1.3常用的典型序列（1）單位階躍序列單位階躍序

7、列定義如下， 在MATLAB中，可以用邏輯關系表達式產生，在區間n1,n2范圍內，其產生方式為:n=n1:n2;x=(n-n0)=0)。具體代碼如下：function x,n=stepseq(n1,n2,n0) n=n1:n2; x=(n-n0)=0;x,n=stepseq(-2,8,2); %調用該函數 stem(n,x); %繪制函數圖像同理，單位采樣序列的產生方法如下：function x,n=impseq(n1,n2,n0) n=n1:n2; x=(n-n0)=0;調用該函數x,n=impseq(-2,8,2);stem(n,x)（2）矩形序列矩形序列定義如下：-=其中，N為矩形序列的

8、長度。在MATLAB中，可以用邏輯關系表達式產生，其產生方式為：x=(n-n1)=0)&(n-n2)=0)&(n-n2)=0);x,n=jx(-2,8,2);stem(n,x)（3）實指數序列實指數序列定義為x(n)=an,-n+,式中a為實數。當n=0)&(n Nx=20;Nh=10;m=5; %設定Nx，Nh和位移值mn=0:Nx-1;x1=(0.9).n; %產生x1(n)x2=zeros(1,Nx+m);for k=m+1:m+Nx %產生x2(n)x2(k)=x1(k-m);endnh=0:Nh-1;h1=ones(1,Nh); %產生h1(n)h2=h1; %產生h2(n)y1=c

9、onv(x1,h1); %計算y1(n)=x1(n)*h1(n)y2=conv(x2,h2); %計算y2(n)=x2(n)*h2(n)subplot(321),stem(x1,.)ylabel(x1)title（電信1306胡容）subplot(323),stem(h1,.)ylabel(h1)title（電信1306胡容）subplot(325),stem(y1,.)title（電信1306胡容）subplot(322),stem(x2,.)ylabel(x2)title（電信1306胡容）subplot(324),stem(h2,.)ylabel(h2)title（電信1306胡容）su

10、bplot(326)stem(y2,.)ylabel(y2)title（電信1306胡容）運行結果如圖4.8所示圖4.8 序列卷積結果圖5.心得體會在前幾次課設和實驗中我們就認識到了Matlab的強大功能，本次信號分析與處理次課程設計也是利用它完成的。Matlab作為一個功能強大，運算效率相當高的數學工具軟件，經過了多年發展，目前幾乎可以解決科學計算中的任何問題。作為一種以數組與矩陣為核心的處理工具，Matlab還具有與高級語言相似的編程特性，在可視化方面，Matlab提供了圖形用戶界面，使得用戶可以進行可視化編程?？梢赃@么說，Matlab把數據結構、編程特性與圖形用戶界面完美的結合在一起。

11、這次的課程設計運用了很多以前課堂中學習到的理論知識，使我對數字信號處理方面的知識有了進一步的加深。如驗證系統的線性性質，卷積的運算。通過這次課程設計，我以前學習到的理論知識得到了進一步的了解和深入，我想這就是理論與實踐相結合的作用吧！單獨的理論學習是比較枯燥的，這種模式不僅加深了我們的知識，而且增強了我們的動手能力，整個的過程中，也非常的有趣，使我對數字信號處理的興趣大大提高。 對于我們電子信息工程專業而言，數字信號處理是一門很重要的學科，它要求在一定的理解和計算的基礎上掌握其內容，領悟其要旨。通過課程設計的學習，可以在掌握一定的理論知識的基礎上通過實踐加深理解，使得理論知識的學習在實踐之中得

12、到升華。對于我個人來說，這是一次很好的學習和實踐的機會。Matlab有很多的庫函數，這為我們開發學習提供了一個非常方便的平臺。同時，我們可以根據自己的需要，建立新的函數，然后儲存起來，方便以后的使用。 課程設計，讓我們學會了思考問題，不單單是依靠課本知識，還需要聯系實際，理論需要結合實踐才能發揮最大的作用。我們在課程設計的過程中，發現問題，并找出問題的原因，還需要自己動手將問題解決，這極大的調動了我們的積極性，擴展了我們的思維，對待出現的問題，我們學會了不逃避，而是努力將其解決，這對我們今后的學習生活有著重大影響。參考文獻1薛山.MATLAB基礎教程.北京：清華大學出版社,20112 艾冬梅編. MATLAB與數學實驗M.北京：機械公業出版社，2010