基本序列MATLAB實(shí)現(xiàn)

1、復(fù)旦大學(xué)德技雙馨德技雙馨 手腦并用手腦并用 MATLAB系部：電子工程系系部：電子工程系-數(shù)字信號(hào)處理數(shù)字信號(hào)處理蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校緒論緒論 MATLAB Matrix Laboratory 矩陣實(shí)驗(yàn)室的意思矩陣實(shí)驗(yàn)室的意思 設(shè)計(jì)者的初衷是為解決設(shè)計(jì)者的初衷是為解決“線性代數(shù)線性代數(shù)”課程的矩陣運(yùn)算問(wèn)題課程的矩陣運(yùn)算問(wèn)題 MATLAB已經(jīng)不僅僅是一個(gè)已經(jīng)不僅僅是一個(gè)“矩陣實(shí)驗(yàn)室矩陣實(shí)驗(yàn)室”了，它集科學(xué)了，它集科學(xué)計(jì)算、圖象處理；聲音處理于一身，并提供了豐富的計(jì)算、圖象處理；聲音處理于一身，并提供了豐富的Windows圖形界面設(shè)計(jì)方法圖形界面設(shè)計(jì)方法蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州

2、高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 70年代中期，美國(guó)新墨西哥大學(xué)教授年代中期，美國(guó)新墨西哥大學(xué)教授克里夫克里夫莫勒爾莫勒爾（Cleve Moler）博士和其同事在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金的資）博士和其同事在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金的資助下開發(fā)了助下開發(fā)了LINPACK 和和EISPACK的的FORTRAN語(yǔ)言子語(yǔ)言子程序庫(kù)，這兩個(gè)程序庫(kù)代表了當(dāng)時(shí)程序庫(kù)，這兩個(gè)程序庫(kù)代表了當(dāng)時(shí)矩陣運(yùn)算矩陣運(yùn)算軟件的發(fā)展軟件的發(fā)展水平；水平； 70年代末到年代末到80年代初，年代初，Cleve Moler為了讓學(xué)生更方便為了讓學(xué)生更方便地使用地使用LINPACK及及EISPACK，獨(dú)立編寫了，獨(dú)立編寫了第一個(gè)版本第一個(gè)版本的的MATLAB； 1

3、984年，杰克年，杰克李特（李特（Jack Little）、克里夫）、克里夫莫勒爾和莫勒爾和斯蒂夫斯蒂夫班格爾特（班格爾特（Steve Bangert）合作成立了）合作成立了MathWorks公司，正式把公司，正式把MATLAB推向市場(chǎng)推向市場(chǎng)； 1993年，年，Microsoft Windows版版MATLAB面世；面世； 1995年，推出年，推出Linux版版 MATLAB。Cleve Moler Jack Little緒論緒論蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校數(shù)值運(yùn)算和符號(hào)運(yùn)算功能數(shù)值運(yùn)算和符號(hào)運(yùn)算功能2D2D和和3D3D圖形顯示功能圖形顯示功能數(shù)據(jù)可視化數(shù)據(jù)可視化交互式高級(jí)編程語(yǔ)

4、言交互式高級(jí)編程語(yǔ)言M M語(yǔ)言編程功能語(yǔ)言編程功能工具箱函數(shù)功能工具箱函數(shù)功能編譯功能編譯功能SimulinkSimulink仿真功能仿真功能 Matlab的主要功能的主要功能MATLAB軟件功能之強(qiáng)大，應(yīng)用之廣泛，已成為21世紀(jì)最為重要的科學(xué)計(jì)算與分析軟件。緒論緒論蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校啟動(dòng)啟動(dòng)MATLABMATLAB軟件有軟件有2 2種常見方法：種常見方法： （1 1）雙擊雙擊在桌面創(chuàng)建的在桌面創(chuàng)建的MATLABMATLAB快捷方式圖標(biāo)，可進(jìn)入桌快捷方式圖標(biāo)，可進(jìn)入桌面工作環(huán)境；面工作環(huán)境； 緒論緒論蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校（2）單擊）單擊Windows窗

5、口上窗口上【開始開始】菜單下的菜單下的【程序程序】選項(xiàng)，選項(xiàng)，找到找到MATLAB 7.0程序項(xiàng)，選擇程序項(xiàng)，選擇MATLAB 7.0，單擊即可進(jìn)，單擊即可進(jìn)入桌面工作環(huán)境入桌面工作環(huán)境緒論緒論蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 打開打開Matlab7.0Matlab7.0，你會(huì)看到這樣的初始界面：，你會(huì)看到這樣的初始界面： 緒論緒論菜單欄工具欄命令窗口命令歷史記錄窗口當(dāng)前目錄窗口命令提示符Start菜單蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 1 1）在命令窗口）在命令窗口直接直接輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)Matlab運(yùn)行方式運(yùn)行方式緒論緒論注意注意“ “ ；”表示不顯示定義的數(shù)據(jù)表示不顯示定義

6、的數(shù)據(jù) 2 2）M M文件文件運(yùn)行方式（常用）運(yùn)行方式（常用） a a 點(diǎn)擊新建圖標(biāo)，點(diǎn)擊新建圖標(biāo)，就可以調(diào)出就可以調(diào)出M M文件編輯文件編輯器，用戶可以用此編輯器，用戶可以用此編輯器編寫器編寫M M文件。文件。b 在在matlab命令窗口命令窗口點(diǎn)擊點(diǎn)擊file 菜單菜單new m-file蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校離散信號(hào)離散信號(hào)Matlab實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)1、單位采樣序列、單位采樣序列蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校1 1、單位采樣序列、單位采樣序列離散信號(hào)離散信號(hào)Matlab實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn) clc; % %清除當(dāng)前清除當(dāng)前commandcommand區(qū)域的命令，表示清空，用來(lái)區(qū)

7、域的命令，表示清空，用來(lái) 清理空間，以保證后面程序運(yùn)行有足夠的運(yùn)算空間。清理空間，以保證后面程序運(yùn)行有足夠的運(yùn)算空間。 n=-5:10; %時(shí)間從時(shí)間從-5到到10，時(shí)間間隔默認(rèn)為，時(shí)間間隔默認(rèn)為1，取，取16個(gè)點(diǎn)的值個(gè)點(diǎn)的值 x=zeros(1,5),1,zeros(1,10); 注釋：注釋：zeros(m,n)函數(shù)產(chǎn)生函數(shù)產(chǎn)生mn的零矩陣的零矩陣蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校離散信號(hào)離散信號(hào)Matlab實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)1 1、單位采樣序列、單位采樣序列 stem(n,x,r,*) % Stem（m,n)為離散序列圖或桿圖，其后不加為離散序列圖或桿圖，其后不加分號(hào)分號(hào) “；”，如果加，如果

8、加 了分號(hào)，了分號(hào)，運(yùn)行后將不會(huì)顯示圖或結(jié)果。運(yùn)行后將不會(huì)顯示圖或結(jié)果。 為了加強(qiáng)圖形效果，還可以加入顏色及線端符號(hào)為了加強(qiáng)圖形效果，還可以加入顏色及線端符號(hào) 顏色顏色 線端符號(hào)線端符號(hào) y 黃色黃色 . 圓點(diǎn)線圓點(diǎn)線 v 向下箭頭向下箭頭 g 綠色綠色 + 加號(hào)形加號(hào)形 向右箭頭向右箭頭 b 藍(lán)色藍(lán)色 s 方形方形 向左箭頭向左箭頭 m 紅紫色紅紫色 o 空心圓形空心圓形 p 五角星形五角星形 c 藍(lán)紫色藍(lán)紫色 * 星號(hào)星號(hào) h 六角星形六角星形 w 白色白色 . 實(shí)心小點(diǎn)實(shí)心小點(diǎn) r 紅色紅色 x 叉號(hào)形狀叉號(hào)形狀 k 黑色黑色 蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校離散信號(hào)離散信號(hào)Ma

9、tlab實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)1 1、單位采樣序列、單位采樣序列 axis-5,10,-0.2,1.2; %表明圖線的表明圖線的x軸范圍為軸范圍為-510； y軸范圍為軸范圍為-0.21.2 title(單位采樣序列單位采樣序列) % title函數(shù)用來(lái)標(biāo)注所畫圖形等的函數(shù)用來(lái)標(biāo)注所畫圖形等的題目，題目，在圖中要顯示名稱，因此后在圖中要顯示名稱，因此后無(wú)需加分號(hào)無(wú)需加分號(hào) xlabel(時(shí)間時(shí)間n) ，ylabel(幅度幅度) % %表明圖的橫坐標(biāo)及表明圖的橫坐標(biāo)及縱坐標(biāo)名稱縱坐標(biāo)名稱; ;在圖中要顯示名稱，因此后在圖中要顯示名稱，因此后無(wú)需加分號(hào)無(wú)需加分號(hào)grid on % 顯示的圖中有網(wǎng)格線，即顯示的圖

10、中有網(wǎng)格線，即grid on是打開網(wǎng)格是打開網(wǎng)格 grid off是關(guān)閉網(wǎng)格是關(guān)閉網(wǎng)格 注：注：matlab里面在語(yǔ)句后面不加里面在語(yǔ)句后面不加“；”表示該語(yǔ)句表示該語(yǔ)句執(zhí)行后的結(jié)果將顯示出來(lái)，如果加上執(zhí)行后的結(jié)果將顯示出來(lái)，如果加上“；”，則表示只，則表示只執(zhí)行該語(yǔ)句，不顯示結(jié)果。執(zhí)行該語(yǔ)句，不顯示結(jié)果。蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校離散信號(hào)離散信號(hào)Matlab實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)2 2、階躍序列、階躍序列蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校clc;n=-5:10;x=zeros(1,5),ones(1,11);stem(n,x,m,p)axis(-5,10,-0.2,1.2);title

11、(階躍序列)xlabel(時(shí)間n),ylabel(幅度)grid on注：注： ones (m,n)函數(shù)產(chǎn)生函數(shù)產(chǎn)生mn階的單位矩階的單位矩陣陣離散信號(hào)離散信號(hào)Matlab實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)2 2、階躍序列、階躍序列蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校離散信號(hào)離散信號(hào)Matlab實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)3 3、矩形序列、矩形序列蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校clc;n=-5:15;x=zeros(1,5),ones(1,11),zeros(1,5);stem(n,x,r,h)axis(-5,15,-0.2,1.2);title(矩形序列矩形序列)xlabel(時(shí)間時(shí)間),ylabel(幅度幅度)grid

12、on離散信號(hào)離散信號(hào)Matlab實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)3 3、矩形序列、矩形序列蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校離散信號(hào)離散信號(hào)Matlab實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)4 4、正弦序列、正弦序列蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校clc;n=-5:0.5:10;xn=sin(0.5*pi*n);stem(n,xn,g)axis(-5,10,-1.2,1.2)xlabel(時(shí)間時(shí)間),ylabel(幅度幅度)title(正弦序列正弦序列)grid on4 4、正弦序列、正弦序列離散信號(hào)離散信號(hào)Matlab實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校離散信號(hào)離散信號(hào)Matlab實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)5 5、卷積、卷積蘇州高等職業(yè)

13、技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校clc;n1=3;n2=3;n3=n1+n2-1;xn=1,1,1;hn=0,1,2,3;yn=conv(xn,hn);nxn=0:n1-1;nhn=0:n2;nyn=0:n3;離散信號(hào)離散信號(hào)Matlab實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)subplot(133);stem(nyn,yn,b,*)xlabel(時(shí)間),ylabel(幅度)title(y(n)grid on;subplot(132);stem(nhn,hn,g,.)xlabel(時(shí)間),ylabel(幅度)title(h(n)grid on;subplot(131);stem(nxn,xn,r,*)xlabel(時(shí)間),yla

14、bel(幅度)title(x(n)grid on;5 5、卷積（例、卷積（例1 1）蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校離散信號(hào)離散信號(hào)Matlab實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn) subplot（m,n,k）該指令將圖形窗口分成）該指令將圖形窗口分成m行、行、n列的列的m*n塊子區(qū)域，按照行塊子區(qū)域，按照行從上向下從上向下,列列從左向右從左向右的順序，在第的順序，在第k塊區(qū)域定義一個(gè)坐標(biāo)系塊區(qū)域定義一個(gè)坐標(biāo)系,使其成為當(dāng)前坐標(biāo)系，隨后的繪圖使其成為當(dāng)前坐標(biāo)系，隨后的繪圖函數(shù)將在該坐標(biāo)系輸出圖形。另外，在同一個(gè)圖形窗口的函數(shù)將在該坐標(biāo)系輸出圖形。另外，在同一個(gè)圖形窗口的坐標(biāo)系可以重疊，這樣可以產(chǎn)生前面的坐標(biāo)系遮住

15、后面坐坐標(biāo)系可以重疊，這樣可以產(chǎn)生前面的坐標(biāo)系遮住后面坐標(biāo)系的各種圖形效果。標(biāo)系的各種圖形效果。蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校離散信號(hào)離散信號(hào)Matlab實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)5 5、卷積、卷積( (例例2)2)蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校5 5、卷積（例、卷積（例3 3）離散信號(hào)離散信號(hào)Matlab實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)0.5 , 22( )0,nnx n 其它2 ,03( )0,nnh n其它已知序列：已知序列：，求卷積（只需顯示卷積結(jié)果的序列圖）。求卷積（只需顯示卷積結(jié)果的序列圖）。 蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校5 5、卷積（例、卷積（例3 3）離散信號(hào)離散信號(hào)Matlab實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)

16、n1=-2:2;xn=0.5.*n1;n2=0:3;hn=2.n2; % 點(diǎn)乘點(diǎn)乘k0=n1(1)+n2(1); %計(jì)算序列計(jì)算序列yn非零樣值的非零樣值的起點(diǎn)位置起點(diǎn)位置k1=length(n1)+length(n2)-2; );%計(jì)算序列計(jì)算序列yn非零樣值的非零樣值的寬度寬度nyn=k0:k0+k1; );%確定序列確定序列yn非零樣值的非零樣值的序號(hào)向量序號(hào)向量yn=conv(xn,hn)stem(nyn,yn,b,*)xlabel(時(shí)間n),ylabel(幅度)title(y(n)grid on;蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校5 5、卷積（例、卷積（例3 3）離散信號(hào)離散信

17、號(hào)Matlab實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校6 6、差分方程、差分方程離散信號(hào)離散信號(hào)Matlab實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)用用MATLAB計(jì)算差分方程計(jì)算差分方程y(n)+0.7y(n-1)-0.45y(n-2)-0.6y(n-3)= 0.8x(n)-0.44x(n-1)+0.36x(n-2)+0.02x(n-3)當(dāng)輸入序列當(dāng)輸入序列x(n)為單位沖擊響應(yīng)時(shí)的輸出結(jié)果為單位沖擊響應(yīng)時(shí)的輸出結(jié)果y(n), 0n40蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校6 6、差分方程、差分方程離散信號(hào)離散信號(hào)Matlab實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校clc;M=41;a=0.8 -0.44 0.36 0.02;b=1 0.7 -0.45 -0.6;xn=1,zer