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1、实验一实验一 熟悉熟悉 MATLABMATLAB 环境并掌握离散时间序列运算与变换环境并掌握离散时间序列运算与变换实验目的实验目的1熟悉 MATLAB 主界面，并学会简单的菜单操作。2学会简单的矩阵输入与信号输入。3掌握部分绘图函数。4利用 Matlab 产生时间序列，实施序列的各种运算和变换。实验原理实验原理 MATLAB 是以复杂矩阵作为基本编程单元的一种程序设计语言。它提供了各种矩阵的运算与操作，并有较强的绘图功能。用户第一次使用 MATLAB 时，建议首先在屏幕上键入 DEMO 命令，它将启动MATLAB 的演试程序，用户可在此演示程序中领略 MATLAB 所提供的强大的运算与绘图功能
2、。也可以键入 HELP 进行进一步了解。MATLAB 命令窗口的界面下有一个菜单条，如图所示：利用 FILE 菜单可方便对文件或窗口进行管理。其中 FILE|NEW 的各子菜单，M-FILE（M 文件）、FIGURE（图形窗口）、或 MODEL（SIMULINK 编辑界面）分别可创建对应文件或模块。EDIT 菜单允许用户和 WINDOWS 的剪切板交互信息。MATLAB 语言最基本的赋值语句结构为：变量名列表=表达。表达式由操作符或其它字符，函数和变量名组成，表达式的结果为一个矩阵，显示在屏幕上，同时输送到一个变量中并存放于工作空间中以备调用。如果变量名和“=”省略，则 ANS 变量将自动建立
3、，例如键入：1900/81，得到输出结果：ans =23.4568。在 MATLAB 中把数据绘成图形可有多种命令一供选择。下面列出了这些命令：绘图命令绘图命令Plot 线性 X-Y 坐标图Loglog 双对数坐标图Semilogx X 轴对数半对数坐标图Semilogy Y 轴对数半对数坐标图Polar 极坐标图Mesh 三维消隐图Contour 等高线图Bar 条形图Stairs 阶梯图 除了可以在屏幕上显出图形外，还可以对屏幕上已有的图形加注释、题头或坐标网格。图形加注图形加注Title 画题头Xlabel x 轴标注Ylabel y 轴标注Text 任意定位的标注Gtext 鼠标定位标
4、注Dgrid 网格 关于坐标轴尺寸的选择和图形处理等控制命令：图形控制命令图形控制命令Axis 人工选择坐标轴尺寸Clg 清除图形窗口Ginput 利用鼠标的十字准线输入Hold 保持图形Shg 显示图形窗口Subplot 将图形窗口分成 N 块子窗实验内容实验内容1.1. 熟悉简单的矩阵输入熟悉简单的矩阵输入1). 从屏幕上输入矩阵 A=1 2 3；4 5 6；7 8 9 或 A=1，2，3；4，5，6；7，8，9观察输出结果。2). 试用回车代替分号，观察输出结果。3). 输入矩阵 B= 9，8，7；6，5，4；3，2，1 C= 4，5，6；7，8，9；1，2，3, 键入 A B C 观察
5、结果4). 选择 File|new 菜单中的 M-file，输入 B= 9 ，8，7；6，5，4；3，2，1 ，保存为B.M 文件，退出编辑环境。此时在工作环境中使用 B 命令就可调出 B 矩阵。注4.2版的 MATLAB 不能直接存为.m 文件，而存为.txt 文件， 需在 DOS 下改为 M 文件，即在工作环境下键入 !rename B.txt B.m 既可。5). 再试着输入一些矩阵，矩阵中的元素可为任意表达式，但注意矩阵中各行各列的元素个数需分别相等，否则会给出出错信息。6). 输入 who 和 whos 观察结果，了解其作用。2.2. 基本序列运算基本序列运算1). 数组的加减乘除和
6、乘方运算 输入 A=1 2 3，B=4 5 6，求 C=A+B，D=A-B，E=A.*B，F=A./B，G=A.B,并用stem 画出 A，B，C，D，E，F，G。再输入一些数组，进行类似运算。2). 粗略描绘下列各函数的波形（其中对于连续信号可取时间间隔为 0.001）a. b. c. d. 3).MATLAB 命令及函数，信号的表达方式及作图。在 MATLAB 中，任何变量或函数均表现为向量，任何向量的元素编号均从 1 开始；序列（向量）表达方式。设定坐标向量 n 和信号向量 x；x 和 n 为长度相同的向量，向量的编号从 1 开始； n=-2 :0.1:2，坐标向量可以直接逐点写出：n=
7、2 3 4 5 6 7；也可以采用起点，终点和步长的形式写出：n=-2 :0.1:2 ；信号向量可以直接逐点写出：x=1 2 3 4 3 2；也可以采用与 n 有关的函数运算形式写出：例如： x=3*n x=exp(j*(pi/8)*n)，作图： 采用 stem（n，x） 作出离散图形 DT 信号采用 plot（n，x） 作出连续图形（折线连接） CT 信号作图时主要通过合理设置 n 的范围及步长来保证变量坐标的正确性；可以利用 title，axis 等函数为图形设置说明和坐标范围；特别注意：作图时必须保证坐标向量与信号向量长度完全一致。特别注意：作图时必须保证坐标向量与信号向量长度完全一致。
8、3).3). 离散序列的作图离散序列的作图直接表现离散序列直接表现离散序列n=2 3 4 5 6 7;x=1 2 3 4 3 2;stem(n,x);将图形表现为连续曲线将图形表现为连续曲线n=2 3 4 5 6 7;x=1 2 3 4 3 2;plot(n,x);信号表现为坐标向量的函数信号表现为坐标向量的函数n=2 3 4 5 6 7;x=exp(j*(pi/8)*n);plot(n,x);图形说明和坐标范围的设置图形说明和坐标范围的设置n=-20:0.5:20;x=exp(j*(pi/8)*n);plot(n,x),title(n=-20:0.5:20;x=exp(j*(pi/8)*n)
9、;plot(n,x);axis(-20,20,-2,2);4). 翻褶、移位的翻褶、移位的 MATLAB 仿真仿真 n1=-2;n2=-1:2;n=n1,n2; x1=0;x2=0.5.(n2+1);x=x1,x2; subplot(221),stem(n,x); axis(-3,3,-0.2,1.2),xlabel(n),ylabel(x(n) %原序列 subplot(222),stem(n+1,x); axis(-3,3,-0.2,1.2),xlabel(n),ylabel(x(n-1) %x(n-1) subplot(223),stem(n-1,x); axis(-3,3,-0.2,1
10、.2),xlabel(n),ylabel(x(n+1) %x(n+1) x_fanzhe=fliplr(x); %fliplr 左右翻褶函数 subplot(224),stem(n,x_fanzhe); axis(-3,3,-0.2,1.2),xlabel(n),ylabel(x(-n) %x(-n) 5). 加和积的加和积的 MATLAB 仿真仿真 n1=-2;n2=-1:2;n=n1,n2; x1=0;x2=0.5.(n2+1);x=x1,x2; y1=2.(n(1:2);y2=n(3:end)+1;y=y1,y2; subplot(221),stem(n,x); axis(-3,3,0,
11、4),xlabel(n),ylabel(x(n) %原序列 subplot(222),stem(n,y); axis(-3,3,0,4),xlabel(n),ylabel(y(n) %y(n) z1=x+y;z2=x.*y; subplot(223),stem(n,z1); axis(-3,3,0,4),xlabel(n),ylabel(x(n)+y(n) %x(n)+y(n)subplot(224),stem(n,z2); axis(-3,3,0,4),xlabel(n),ylabel(x(n)*y(n) %x(n)*y(n) 6). 抽取和插抽取和插值值的的 MATLAB 仿真命令仿真命令
12、为为： ：y=resample(x,L,M,k); 其中 x 为原序列，y 为变换后的序列，即对 x 进行 L/M 倍的重采样。当 M=1 时为内插， 当 L=1 时为抽取 例：y=resample(x,1,2,0);%分数插值，这里是 2 倍抽取 % 前个系数 1 表示插值倍数， % 后个系数 2 表示抽取倍数，不同组合形成分数倍尺度变换 % 系数 0 表示滤波阶数，默认为 10 阶，0 阶表示不滤波。 7). 卷卷积积的的 MATLAB 仿真命令仿真命令为为： ： y=conv(x,h) %默认有限长序列 x 和 h 均从 n=0 开始nx=0:5;nh=0:4; ny=nx(1)+nh(1):nx(end)+nh(end); %确定输出的时间位置x=ones(size(nx);h=ones(size(nh); y=conv(x,h); %x 与 h 的卷积输出stem(ny,y),xlabel(ny),ylabel(y=x*h)
