本書是高等院校理工科關于信號與系統(tǒng)課程計算機仿真的實驗教材。
全書共分為15章。第1章簡要介紹了MATLAB的入門知識；第2章~第15章分別圍繞信號與系統(tǒng)課程的重點和難點，介紹了連續(xù)時間系統(tǒng)的時域、頻域、復頻域分析，離散時間系統(tǒng)的時域、z域分析以及系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析。本書詳細介紹了利用MATLAB進行信號與系統(tǒng)分析的基本方法和原理，并通過大量實例進行了說明。同時，第2章～第15章還提供了編程練習題，供讀者獨立實踐，進一步加深對信號與系統(tǒng)分析方法和原理的理解。
本書針對性和操作性強，可作為電子信息工程、通信工程、信息工程、自動控制工程、生物醫(yī)學工程、電氣自動化、自動化和計算機等專業(yè)學生的實驗教材，也可供相關領域的教師與工程技術人員參考。
信號與系統(tǒng)是電氣信息類專業(yè)最重要的專業(yè)基礎課程之一，涉及信息的獲取、傳輸、處理的基本理論和相關技術。該課程的特點是概念抽象，數(shù)學公式推導較為繁雜，結果較難理解。隨著計算機及數(shù)學工具軟件的發(fā)展，利用軟件實現(xiàn)信號與系統(tǒng)的仿真及實踐已成為主流。實驗環(huán)節(jié)的培養(yǎng)可以進一步加深學生對各知識點的理解與掌握。本書將MATLAB軟件引入信號與系統(tǒng)課程的實驗教學，科學合理地設計了實驗項目，幫助學生完成數(shù)值計算、信號與系統(tǒng)分析原理及方法的可視化展現(xiàn)，從而有效地培養(yǎng)學生解決實際問題的能力和創(chuàng)新能力。
全書共分為15章。第1章簡要介紹了MATLAB的入門知識；第2章~第15章分別圍繞信號與系統(tǒng)課程的重點和難點，介紹運用MATLAB對連續(xù)時間系統(tǒng)的時域、頻域、復頻域分析，離散時間系統(tǒng)的時域、z域分析以及系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析。本書詳細介紹了MATLAB進行信號與系統(tǒng)分析的基本方法和原理；通過大量實例對信號與系統(tǒng)課程的重點和難點進行了生動形象的說明；同時給出了具有實際意義的編程練習，為讀者直觀地理解信號與系統(tǒng)的理論知識提供了有益的幫助。
本書是高等院校理工科關于信號與系統(tǒng)課程計算機仿真的實驗教材，針對性和操作性強，可作為電子信息工程、通信工程、信息工程、自動控制工程、生物醫(yī)學工程、電氣自動化、自動化和計算機等專業(yè)學生的實驗教材，也可供相關領域的教師與工程技術人員參考。
本書由甘俊英、胡異丁編寫，甘俊英統(tǒng)稿并主編。在編寫過程中應自爐老師給予了很大支持。本書的出版得到了五邑大學教務處和信息學院的大力支持，在此深表謝意！
由于作者水平有限，加上時間倉促，書中錯誤與不妥之處在所難免，懇請讀者批評指正。
編 者2007年8月
第1章 MATLAB軟件簡介1
1.1 MATLAB軟件在信號與系統(tǒng)中的應用介紹1
1.2 MATLAB軟件使用入門2
1.2.1 MATLAB軟件的環(huán)境介紹2
1.2.2 MATLAB軟件基本運算入門3
1.2.3 MATLAB軟件簡單二維圖形繪制8
1.2.4 M文件10
1.2.5 MATLAB程序流程控制11
第2章 連續(xù)時間信號在MATLAB中的表示15
2.1 實驗目的15
2.2 實驗原理及實例分析15
2.2.1 典型信號的MATLAB表示15
2.2.2 單位階躍信號的MATLAB表示20
2.3 編程練習21
第3章 連續(xù)時間信號在MATLAB中的運算22
3.1 實驗目的22
3.2 實驗原理及實例分析22
3.2.1 信號的時移、反折和尺度變換22
3.2.2 連續(xù)時間信號的微分與積分運算24
3.2.3 信號的相加與相乘運算25
3.2.4 信號的奇偶分解25
3.3 編程練習27
第4章 連續(xù)時間信號的卷積計算28
4.1 實驗目的28
4.2 實驗原理及實例分析28
4.2.1 MATLAB符號運算法求連續(xù)時間
信號的卷積28
4.2.2 MATLAB數(shù)值計算法求連續(xù)時間
信號的卷積29
4.3 編程練習32
第5章 連續(xù)時間LTI系統(tǒng)的時域分析33
5.1 實驗目的33
◆基于MATLAB的信號與系統(tǒng)實驗指導目 錄5.2 實驗原理及實例分析33
5.2.1 連續(xù)時間系統(tǒng)零輸入響應和零狀態(tài)響應的
符號求解33
5.2.2 連續(xù)時間系統(tǒng)零狀態(tài)響應的數(shù)值求解35
5.2.3 連續(xù)時間系統(tǒng)沖激響應和階躍響應的
求解37
5.2.4 利用卷積積分法求系統(tǒng)的零狀態(tài)響應38
5.3 編程練習40
第6章 周期信號的傅里葉級數(shù)及頻譜分析41
6.1 實驗目的41
6.2 實驗原理及實例分析41
6.2.1 周期信號的傅里葉級數(shù)41
6.2.2 周期信號的頻譜分析44
6.3 編程練習45
第7章 傅里葉變換及其性質47
7.1 實驗目的47
7.2 實驗原理及實例分析47
7.2.1 傅里葉變換的實現(xiàn)47
7.2.2 傅里葉變換的性質52
7.3 編程練習55
第8章 連續(xù)時間LTI系統(tǒng)的頻率特性及頻域分析57
8.1 實驗目的57
8.2 實驗原理及實例分析57
8.2.1 連續(xù)時間LTI系統(tǒng)的頻率特性57
8.2.2 連續(xù)時間LTI系統(tǒng)的頻域分析59
8.3 編程練習63
第9章 信號抽樣及抽樣定理64
9.1 實驗目的64
9.2 實驗原理及實例分析64
9.2.1 信號抽樣64
9.2.2 抽樣定理66
9.2.3 信號重建67
9.3 編程練習71
第10章 拉普拉斯變換72
10.1 實驗目的72
10.2 實驗原理及實例分析72
10.2.1 拉普拉斯變換72
10.2.2 拉普拉斯反變換73
10.2.3 拉普拉斯變換法求解微分方程76
10.3 編程練習77
第11章 連續(xù)時間LTI系統(tǒng)的零極點分析78
11.1 實驗目的78
11.2 實驗原理及實例分析78
11.2.1 系統(tǒng)函數(shù)及其零極點的求解78
11.2.2 系統(tǒng)函數(shù)的零極點分布與其
時域特性的關系80
11.2.3 系統(tǒng)函數(shù)的極點分布與系統(tǒng)
穩(wěn)定性的關系84
11.2.4 波特圖84
11.3 編程練習87
第12章 離散時間信號的表示及運算88
12.1 實驗目的88
12.2 實驗原理及實例分析88
12.2.1 離散時間信號在MATLAB中的表示88
12.2.2 離散時間信號的基本運算92
12.3 編程練習94
第13章 離散時間LTI系統(tǒng)的時域分析95
13.1 實驗目的95
13.2 實驗原理及實例分析95
13.2.1 離散時間系統(tǒng)的響應95
13.2.2 離散時間系統(tǒng)的單位取樣響應96
13.2.3 離散時間信號的卷積和運算98
13.3 編程練習100
第14章 z變換及離散時間LTI系統(tǒng)的z域分析101
14.1 實驗目的101
14.2 實驗原理及實例分析101
14.2.1 z正反變換101
14.2.2 系統(tǒng)函數(shù)的零極點分析103
14.2.3 系統(tǒng)函數(shù)的零極點分布與其時域
特性的關系104
14.2.4 離散時間LTI系統(tǒng)的頻率特性分析109
14.3 編程練習110
第15章 系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析111
15.1 實驗目的111
15.2 實驗原理及實例分析111
15.2.1 狀態(tài)方程與系統(tǒng)函數(shù)之間的互換111
15.2.2 狀態(tài)方程的變換域符號求解法114
15.2.3 狀態(tài)方程的時域符號求解法118
15.2.4 系統(tǒng)方程的數(shù)值求解法119
15.3 編程練習122
附錄A MATLAB主要命令函數(shù)表123
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