信号与系统实验教程PDF电子书下载

第一部分MATLAB应用基础 2

第1章MATLAB基础 2

1.1 MATLAB简介 2

1.2 MATLAB的系统配置需求 7

1.2.1支持的操作系统平台及系统配置需求 7

1.2.2许可管理 8

1.3 MATLAB的安装 8

第2章MATLAB的应用开发环境 18

2.1命令窗口 18

2.1.1命令的编辑 19

2.1.2中断正在执行的命令 20

2.1.3 FORMAT命令 20

2.1.4续行符 21

2.1.5清屏命令 21

2.1.6注释 21

2.2 M文件简介 21

2.3当前目录与搜索路径 22

2.3.1设置MATLAB的当前目录 22

2.3.2设置MATLAB的搜索路径 23

2.3.3设置当前目录及搜索路径的必要性 23

2.3.4设置当前目录与设置搜索路径的区别 23

2.3.5查看目录中的文件 24

2.4 M文件的编辑与运行 24

2.4.1 M文件的建立及保存 24

2.4.2 M文件的编辑和查看 24

2.4.3 M文件的运行 25

2.5工作空间 28

2.5.1 Workspace浏览器 28

2.5.2保存和载入Workspace 29

2.6在线帮助 30

2.6.1 help命令 31

2.6.2 lookfor命令 31

2.6.3 MATLAB Help窗口 32

2.6.4 MATLAB示例和演示 32

2.6.5 doc命令 32

2.6.6 MathWorks网站 32

第3章 应用MATLAB解线性代数问题 33

3.1 MATLAB与线性代数 33

3.2矩阵的基本运算 33

3.2.1矩阵的加法与减法运算 35

3.2.2向量积与矩阵转置 36

3.2.3矩阵乘法 37

3.2.4矩阵幂次及指数 38

3.2.5单位矩阵 41

3.2.6向量及矩阵的范数 41

3.3解线性方程组 42

3.3.1方阵系统 43

3.3.2过限制系统 44

3.3.3限制不足系统 45

3.4逆矩阵及行列式 46

3.5矩阵的特征值与特征向量 47

第4章 应用MATLAB绘图 49

4.1二维绘图 49

4.1.1 plot函数 49

4.1.2 stem函数 49

4.1.3 figure函数 49

4.1.4 subplot函数 50

4.1.5指定线条颜色、样式和数据点标记符号 50

4.1.6标题与轴标签 51

4.1.7对数坐标轴的设定 52

4.1.8轴范围及轴刻度的设定 52

4.1.9 text函数和gtext函数 54

4.1.10 hold函数 55

4.1.11 grid函数 55

4.2三维绘图 55

4.2.1三维线形图形 55

4.2.2三维网格图形 56

4.2.3三维表面图形 57

4.2.4设定颜色分布 57

4.2.5设定照明光源 57

4.2.6在三维网格图形上作标记点 58

4.2.7设定透明及隐藏效果 58

4.2.8设定观察点 59

4.2.9制作三维动画效果 59

第5章 应用MATLAB进行数值分析与统计 62

5.1多项式的表示及运算 62

5.1.1多项式的表示方法 62

5.1.2 roots函数 62

5.1.3 poly函数 62

5.1.4 polyval与polyvalm函数 63

5.1.5 conv与deconv函数 64

5.1.6 polyder函数 64

5.1.7 residue函数 65

5.1.8 polyfit 函数 65

5.2数据分析 66

5.2.1为列向数据绘制数据图表 66

5.2.2基本分析命令函数 67

5.2.3协方差与相关系数 69

5.3回归分析与曲线拟合 70

5.3.1归一化 70

5.3.2多项式回归分析 70

第6章MATLAB程序设计 73

6.1 MATLAB中的程序 73

6.1.1 MATLAB脚本程序的基本结构 73

6.1.2 MATLAB函数程序的基本结构 73

6.1.3函数／脚本说明 75

6.1.4 P代码 76

6.2参数与变量 77

6.2.1参数 77

6.2.2局部变量与全局变量 82

6.2.3特殊数值 83

6.3数据类型 85

6.4运算符 86

6.4.1算术运算符 87

6.4.2关系运算符 87

6.4.3逻辑运算符 88

6.4.4运算符的应用实例 90

6.5流程控制 91

6.5.1 if语句 91

6.5.2 switch语句 93

6.5.3 while语句 95

6.5.4 for语句 96

6.6防止和检查代码问题的方法 97

6.6.1代码分析 98

6.6.2检查函数和变量的作用域及使用情况 101

6.7程序的调试（Debug） 102

6.7.1直接调试法 102

6.7.2工具调试法 102

第7章 基于Simulink的系统仿真 106

7.1 Simulink概述 106

7.2 Simulink的基本操作简介 107

7.2.1 Simulink的启动 107

7.2.2 Simulink模型的建立 107

7.2.3 Simulink的第一个形象化示例 108

7.2.4 Simulink模型的特点 109

7.3 Simulink模块库简介 111

7.4 Simulink模型的创建及仿真等具体操作介绍 115

7.4.1 Simulink建模与仿真的一般步骤 115

7.4.2 Simulink的建模操作和设置 116

7.4.3运行仿真 118

7.4.4仿真结果输出 121

第二部分MATLAB在信号与系统中的应用及实验 124

第8章 信号及其运算的MATLAB表示 124

8.1连续信号的MATLAB表示 124

8.2离散信号的MATLAB表示 127

8.3信号运算的MATLAB实现 129

第9章 时域分析的MATLAB实现 132

9.1连续时间系统的零状态响应 132

9.2连续时间系统的冲激响应和阶跃响应 133

9.3离散时间系统的零状态响应 133

9.4离散时间系统的冲激响应和阶跃响应 135

9.5卷积 136

第10章 频域分析的MATLAB实现 137

10.1周期信号的频域分析 137

10.2非周期信号的频域分析 139

10.3系统的频率特性分析 143

10.3.1连续时间系统的频率特性 143

10.3.2离散时间系统的频率特性 144

10.4连续时间系统的s域分析 145

10.4.1利用MATLAB实现部分分式展开 145

10.4.2利用MATLAB计算H（s）的零极点并分析系统稳定性 147

10.4.3利用MATLAB计算Laplace正反变换 149

10.5离散时间系统的z域分析 150

10.5.1利用MATLAB实现z域的部分分式展开式 150

10.5.2利用MATLAB计算H（z）的零极点并分析系统稳定性 151

10.5.3利用MATLAB计算z正变换和z反变换 153

第11章Simulink在信号与系统实验中的应用 155

11.1 Simulink应用于信号的产生与显示 155

11.2 Simulink应用于信号的分析与处理 160

11.3 Simulink应用于系统的分析 163

第12章MATLAB实验内容 168

实验一 信号的产生及时间变量的变换 168

实验二 离散线性时不变系统分析 169

实验三 离散时间傅里叶分析 170

实验四 连续时间系统分析 171

实验五 采样 171

实验六 零极点分析 171

第13章MATLAB实验常见问题解答 173

l.关于MATLAB 5.3版本中的命令行提示符显示不正确的问题 173

2.关于MATLAB 6.x和7.x版本中的.asv文件 173

3.几个清除操作的MATLAB命令 173

4.MATLAB中subplot函数的使用 173

5.一个在MATLAB中求系统传递函数H（z）的问题 174

6.一个dsolve函数无法使用的问题 175

7.一个利用impulse函数来画系统冲激函数的问题 175

8.一个“仿真结果与理论值存在差异”的问题 176

9.关于几种傅里叶变换形式的问题 177

10.一个有限长序列的离散傅里叶变换DFT的MATLAB实现举例 178

11.关于有限长序列的离散傅里叶变换DFT的（圆周）共轭对称性问题 180

12.关于快速傅里叶变换的问题 182

13.关于在某些MATLAB函数的参数中的系数向量里“前0可省”或“后0可省”的问题 182

14.MATLAB中如何在绘图中显示希腊字母等特殊字符？ 183

15.关于点乘、点除和左除、右除等算术运算符的一些相关问题 185

16.MATLAB中的函数能否以函数作为参数？ 186

17.MATLAB中如何表示二进制、十六进制等特殊进制的数字？不同数制的数字之间如何转换？ 186

18.MATLAB中如何直接进行位运算操作？ 186

19.MATLAB中如何表示一个单引号？ 186

20.一个向量下标越界的问题 187

第三部分 利用虚拟仪器进行信号及频谱分析实验 190

第14章 信号及频谱分析实验内容 190

实验一 信号产生与分析中常用仪器设备的应用 190

实验二 信号的产生及其频谱分析 193

实验三 信号的合成及其频谱分析 195

实验四 高通、低通网络对信号的影响 198

实验五 信号的抽样及其恢复 199

第15章 仪器使用说明 202

15.1虚拟仪器使用说明 202

15.2二踪示波器使用说明 211

15.3多路电源使用说明 218

15.4信号发生器使用说明 218

附录MATLAB实验参考源程序 220

实验一 信号的产生及时间变量的变换 220

实验二 离散线性时不变系统分析 227

实验三 离散时间傅里叶分析 230

实验四 连续时间系统分析 235

实验五 采样 236

实验六 零极点分析 244

参考文献 246