《基于matlab數(shù)字信號處理實驗平臺設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、基于matlab數(shù)字信號處理實驗平臺設(shè)計目錄第一章：緒論1.1研究的意義和背景第一章緒論1.1研究的意義和背景matlab是一個高性能的科學(xué)計算軟件，廣泛應(yīng)用于數(shù)學(xué)計算、算法開發(fā)、數(shù)學(xué)建模、系統(tǒng)仿真、數(shù)據(jù)分析處理及可視化、科學(xué)和工程繪圖、應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)等。當(dāng)前它的使用范圍涵蓋了工業(yè)、電子、醫(yī)學(xué)、醫(yī)療、建筑等領(lǐng)域。自20世紀(jì)80年代推出后，matlab便得到了廣大工程技術(shù)人員的極大歡迎和認(rèn)可，并得到了快速的發(fā)展。到20世紀(jì)90年代，matlab已經(jīng)成為國際控制界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)計算軟件。matlab語言是一種簡單、高效、功能極強(qiáng)的高級語言，具有強(qiáng)大的矩陣運(yùn)算能

2、力和極高的編程效率，這一方面使得matlab程序可以被高度向量化，另一方面使得程序易讀易寫。目前在歐美各國matlab的使用十分普及。在大學(xué)的數(shù)學(xué)、工程和科學(xué)系科，matlab被用作許多課程的輔助教學(xué)手段；在科研機(jī)構(gòu)和工業(yè)界，matlab是高質(zhì)量新產(chǎn)品研究、開發(fā)和分析的主要工具之一。matlab開放的產(chǎn)品體系使matlab成為了諸多領(lǐng)域的首選開發(fā)軟件，matlab也成為目前數(shù)值計算、信號與系統(tǒng)的可視化等領(lǐng)域設(shè)計和仿真不可或缺的技術(shù)，在機(jī)械、電子、自動化、水利工程等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。matlab提供的工具箱已覆蓋信號處理、系統(tǒng)控制、統(tǒng)計計算、優(yōu)化

3、計算、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波分析、偏微分方程、模糊邏輯、動態(tài)系統(tǒng)模擬、系統(tǒng)辨識和符號運(yùn)算等各個領(lǐng)域。目前，matlab用于數(shù)字信號處理仿真實驗平臺的設(shè)計已經(jīng)十分普遍，很多實驗在真正在實驗室操作之前，一般先進(jìn)行仿真，而matlab為此提供了十分便利的條件。在現(xiàn)在社會分工及其復(fù)雜，實驗成為了科學(xué)研究的必需。而實驗室有限和實驗越來越多的矛盾就凸顯出來了。所以，人們想出了在計算機(jī)上，利用一定的軟件進(jìn)行模擬實驗的辦法，而matlab就是其中一款十分受歡迎的軟件。用matlab設(shè)計出來的數(shù)字信號處理仿真平臺，使更多的能夠參與到實驗中來，由于平臺有高度仿真的效果，所以對科

4、學(xué)的發(fā)展也起到很大的推動作用。在計算機(jī)演主角的21世紀(jì)，仿真平臺使得實驗?zāi)茉谟嬎銠C(jī)上進(jìn)行，使實驗跟上了時代的步伐，是科學(xué)史上的一大進(jìn)步。1.2研究的目的在matlab環(huán)境下建立一個實驗平臺，這個平臺能夠進(jìn)行一些簡單的模擬實驗。例如：極點留數(shù)分解、Z反變換、求數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)、繪制濾波器的零極點圖等。鑒于很多實驗的實際操作相當(dāng)復(fù)雜，先這個平臺上進(jìn)行模擬，成功后再到實驗室進(jìn)行實驗。很好地提高實驗的準(zhǔn)確性和效率。該平臺主要用于學(xué)生的模擬實驗，在實驗室條件有限的情況下，使學(xué)生能掌握基本的實驗技巧，通過實驗更好地理解和掌握有關(guān)知識。1.3研究的內(nèi)容本文主要

5、研究和涉及的內(nèi)容有有以下幾方面：（1）用matlab表示和實現(xiàn)離散時間和系統(tǒng)。典型信號的產(chǎn)生和信號運(yùn)算子函數(shù)，在數(shù)字信號處理理論和MATLAB信號處理工具箱的基礎(chǔ)上編寫子函數(shù)，子函數(shù)包括:信號的加、乘、位移、翻褶、抽取、插值、奇偶綜合和卷積運(yùn)算，（信號應(yīng)包含正弦信號，方波信號和三角波信號）（2）MATLAB在Z變換、傅立葉變換中的應(yīng)用。用matlab實現(xiàn)極點留數(shù)分解、Z反變換、求數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)、繪制濾波器的零極點圖、快速傅里葉變換和反變換、線性調(diào)頻Z變換、離散余弦正變換和反變換等。（3）基于MTALB的IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計。采用巴特沃茲型設(shè)計

6、數(shù)字低通濾波器、采用巴特沃茲型設(shè)計數(shù)字帶通、采用巴特沃茲型設(shè)計數(shù)字高通、采用巴特沃茲型設(shè)計數(shù)字帶阻濾波器、采用切比雪夫型設(shè)計數(shù)字濾波器、用脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計數(shù)字濾波器、用雙線法設(shè)計數(shù)字濾波器、IIR數(shù)字濾波器的綜合設(shè)計。（4）基于MATLAB的FIR濾波器的設(shè)計。7種窗函數(shù)的產(chǎn)生、設(shè)計多帶濾波器、利用切比雪夫最佳一致逼近法設(shè)計低通、利用切比雪夫最佳一致逼近法設(shè)計多帶陷波器、頻率采樣法設(shè)計數(shù)字濾波器、FIR數(shù)字濾波器的最優(yōu)字濾波器的綜合設(shè)計。（5）用simulink進(jìn)行仿真。Simulink是matlab提供的實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模和仿真的一個軟件包。它讓用

7、戶把精力從編程轉(zhuǎn)向模型的構(gòu)造。1.4國內(nèi)外研究發(fā)展情況隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的實驗室不足，不能滿足越來越多的實驗需求,遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了現(xiàn)代教學(xué)的需要.另外學(xué)生在實驗室操作往往無法在短時間內(nèi)達(dá)到很好的效果.計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和MATLAB軟件的推出,利用計算機(jī)進(jìn)行模擬仿真實驗越來越受歡迎。MATLAB是數(shù)字信號處理的一個卓越平臺,具有開放的環(huán)境、功能極強(qiáng)的矩陣運(yùn)算、圖形繪制、數(shù)據(jù)處理、各種工具箱等許多優(yōu)點,為系列課的教學(xué)提供了一個連續(xù)的、有實用價值的工具。在國內(nèi)國外，仿真實驗平臺已經(jīng)發(fā)展了有些年頭，特別是在很多高校里的實驗研究，仿真實驗已經(jīng)成為必不可少

8、的一步。在我國，由于連年擴(kuò)招，實驗室短缺的狀況十分突出，所以很多高校里面，有些實驗只在計算機(jī)的仿真平臺上進(jìn)行