基于matlab信号与系统仿真交互界面设计(附件)【字数：15062】
摘 要MATLAB是一种用于科学工程计算的高效率高级语言。MATLAB原先作为矩阵实验室（Matrix Laboratory）,是提供使用LINPACK和EISPACK矩阵软件包接口。后来它逐渐地发展成通用科学计算、图视交互系统和程序设计语言。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序。信号与系统开发-交互平面设计是采用MATLAB软件对信号与系统的有关知识进行交互式界面设计，这样会使用户对信号知识有更加深刻的了解。要分析一个系统，首先要建立描述该系统基本特性的模型，然后用数学方法（或计算机仿真等）求出它的解答，并对所得结果赋予实际含义。按数学模型的不同，系统可分为即时系统与动态系统；连续系统与离散系统；线性系统与非线性系统；时变系统与时不变系统等。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景和意义 1
1.2研究与发展现状 1
1.3论文主要研究内容 2
1.4论文的结构安排 2
第二章 信号与系统理论知识 3
2.1连续信号与离散信号 3
2.2周期信号与非周期信号 4
2.3基本运算 5
2.4信号的F、S、Z变换 5
2.4.1连续傅里叶变换 5
2.4.2离散傅里叶变换 7
2.4.3拉普拉斯变换 7
2.4.4Z变换 8
2.5LTI系统分析 9
2.5.1系统的框图表示 9
2.5.2系统的性质 9
2.5.3LTI系统分析方法 10
第三章 MATLAB软件 11
3.1MATLAB软件介绍 11
3.2菜单栏及用户界面 12 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
3.2.1建立菜单栏 12
3.2.2用户界面设计原则 13
3.2.3界面菜单 14
第四章 界面的结构 16
4.1界面的功能与特色 16
4.2界面的总体结构 18
4.2.1总体结构框图 18
4.2.2子界面的结构 18
第五章 界面的实现 21
5.1欢迎界面的实现 21
5.2信号界面的实现 24
5.3基本运算界面的实现 27
5.4F、S、Z变换界面的实现 29
5.5LTI系统分析界面的实现 30
结束语 32
致 谢 33
参考文献 34
附录 35
第一章 绪论
1.1课题研究的背景和意义
MATLAB是一种用于科学工程计算的高效率高级语言。MATLAB语言是当今国际学术界最有影响力、最有活力的编程软件。它起源于矩阵运算，后来它逐渐地发展成通用科学计算、图视交互系统和程序设计语言。
?MATLAB在数值计算方面首屈一指。近年来，随着计算机技术与应用的普及，利用计算机进行仿真教学已经引起了在电子信息及通信专业的广泛关注，得到众多高校的青睐并且进行教学实施。现阶段的模拟仿真教学主要是借助一些软件平台进行仿真实验，这些平台都具备强大的仿真功能，通过计算机模拟出一个各种电气元器件齐全，先进的工作台。既克服了实际条件限制，又可以针对不同学生进行训练，针对不同要求的实验，完成不同的效果，培养学生的分析和应用能力。
通过合理地运用模拟仿真软件进行教学和虚拟实验，能够大幅度提升学校实验教学的效率，同时减少了对实验场地的要求。实施仿真教学为适应不断变化的市场需要的形势下，在高校开设相关专业，对解决设备投资，旧设备闲置等问题都有重大意义。
1.2研究与发展现状
在国内外同种类型课题——对数字或模拟调制技术的建模与仿真比较多，但是对MATLAB信号与系统的仿真设计并不多见。科学技术的进步和发展，使得各种系统的构建和仿真变得越来越复杂。如何有效地构建和仿真系统是各个领域的工程师迫切需要解决的问题。Matlab的基本数据单元是矩阵。它的指令表达式与数学和工程中常用的形式非常相似。因此，用Matlab解决问题比用C、FORTRAN等语言完成同样的事情要简单得多，而MathWork也吸收了Maple等软件的优点，使Matlab成为一个强大的数学软件。在新版本中还增加了C，FORTRAN语言支持，C++，java。可以直接调用，用户也可以将自己的实用工具导入到MATLAB库中，方便以后自己调用，除了许多MATLAB爱好者编写的一些经典程序。因此近年来MATLAB在众工程专业中得到了广大师生的喜爱与广泛运用，在教学、实验以及课题研究上起着至关重要的作用。
1.3论文主要研究内容
用M文件编程或simulink建模，结合MATLAB中图形用户界面的制作，设计出界面“信号分析”、“信号基本运算”、“信号的F、S、Z变换”及“LTI系统分析”四大块模块。?建立相关的交互式界面。
1.4论文的结构安排
本章主要介绍课题研究的背景及意义、研究与发展现状、论文主要研究内容及论文的结构安排。随后各章内容安排如下：
第2章介绍了信号与系统的理论知识，简单介绍了各种不同信号，着重介绍了信号的F、S、Z变换。
第3章对MATLAB软件的简介以及对菜单栏和用户界面的设计。
第4章是对界面结构的设计，分别对总体结构的设计和子结构的设计。
第5章是对完成对界面的设计并且实现。
最后给出本论文的结论本次设计展示了人机交互式图形用户界面及其参数的可调性使得信号与系统的分析过程变得易于控制、直观可视化, 因而将其应用于信号与系统仿真实验中更易于理解和接受其中的理论知识和方法。
第二章 信号与系统理论知识
2.1连续信号与离散信号
时间函数或序列常常可以表示为信号，函数所得到的图像被称为信号的波形。如果一个确定的时间函数（或序列）可以表示信号，该信号就被称为确定信号。即给定某一时刻t,信号会有确定的数值实际上。但是因为种种原因，信号传输的过程中总是会充满“不确定性”，譬如，在通信系统中，收信者在收到所传送的消息之前，对信号源所发出的消息总是不可能完全知道，否则通信就没有意义了。此外，各种噪声和干扰总是会难以避免的影响信号的传输和处理，使所得的信号产生畸变，但是这些外界干扰在信号的传输中我们不能完全了解。即便如此，研究信号系统的稳定性和确定性也是十分有必要的，因为把视为一个理想化的模型，不但方便运用在工程中，也是我们研究随机信号的重要基础。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景和意义 1
1.2研究与发展现状 1
1.3论文主要研究内容 2
1.4论文的结构安排 2
第二章 信号与系统理论知识 3
2.1连续信号与离散信号 3
2.2周期信号与非周期信号 4
2.3基本运算 5
2.4信号的F、S、Z变换 5
2.4.1连续傅里叶变换 5
2.4.2离散傅里叶变换 7
2.4.3拉普拉斯变换 7
2.4.4Z变换 8
2.5LTI系统分析 9
2.5.1系统的框图表示 9
2.5.2系统的性质 9
2.5.3LTI系统分析方法 10
第三章 MATLAB软件 11
3.1MATLAB软件介绍 11
3.2菜单栏及用户界面 12 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
3.2.1建立菜单栏 12
3.2.2用户界面设计原则 13
3.2.3界面菜单 14
第四章 界面的结构 16
4.1界面的功能与特色 16
4.2界面的总体结构 18
4.2.1总体结构框图 18
4.2.2子界面的结构 18
第五章 界面的实现 21
5.1欢迎界面的实现 21
5.2信号界面的实现 24
5.3基本运算界面的实现 27
5.4F、S、Z变换界面的实现 29
5.5LTI系统分析界面的实现 30
结束语 32
致 谢 33
参考文献 34
附录 35
第一章 绪论
1.1课题研究的背景和意义
MATLAB是一种用于科学工程计算的高效率高级语言。MATLAB语言是当今国际学术界最有影响力、最有活力的编程软件。它起源于矩阵运算，后来它逐渐地发展成通用科学计算、图视交互系统和程序设计语言。
?MATLAB在数值计算方面首屈一指。近年来，随着计算机技术与应用的普及，利用计算机进行仿真教学已经引起了在电子信息及通信专业的广泛关注，得到众多高校的青睐并且进行教学实施。现阶段的模拟仿真教学主要是借助一些软件平台进行仿真实验，这些平台都具备强大的仿真功能，通过计算机模拟出一个各种电气元器件齐全，先进的工作台。既克服了实际条件限制，又可以针对不同学生进行训练，针对不同要求的实验，完成不同的效果，培养学生的分析和应用能力。
通过合理地运用模拟仿真软件进行教学和虚拟实验，能够大幅度提升学校实验教学的效率，同时减少了对实验场地的要求。实施仿真教学为适应不断变化的市场需要的形势下，在高校开设相关专业，对解决设备投资，旧设备闲置等问题都有重大意义。
1.2研究与发展现状
在国内外同种类型课题——对数字或模拟调制技术的建模与仿真比较多，但是对MATLAB信号与系统的仿真设计并不多见。科学技术的进步和发展，使得各种系统的构建和仿真变得越来越复杂。如何有效地构建和仿真系统是各个领域的工程师迫切需要解决的问题。Matlab的基本数据单元是矩阵。它的指令表达式与数学和工程中常用的形式非常相似。因此，用Matlab解决问题比用C、FORTRAN等语言完成同样的事情要简单得多，而MathWork也吸收了Maple等软件的优点，使Matlab成为一个强大的数学软件。在新版本中还增加了C，FORTRAN语言支持，C++，java。可以直接调用，用户也可以将自己的实用工具导入到MATLAB库中，方便以后自己调用，除了许多MATLAB爱好者编写的一些经典程序。因此近年来MATLAB在众工程专业中得到了广大师生的喜爱与广泛运用，在教学、实验以及课题研究上起着至关重要的作用。
1.3论文主要研究内容
用M文件编程或simulink建模，结合MATLAB中图形用户界面的制作，设计出界面“信号分析”、“信号基本运算”、“信号的F、S、Z变换”及“LTI系统分析”四大块模块。?建立相关的交互式界面。
1.4论文的结构安排
本章主要介绍课题研究的背景及意义、研究与发展现状、论文主要研究内容及论文的结构安排。随后各章内容安排如下：
第2章介绍了信号与系统的理论知识，简单介绍了各种不同信号，着重介绍了信号的F、S、Z变换。
第3章对MATLAB软件的简介以及对菜单栏和用户界面的设计。
第4章是对界面结构的设计，分别对总体结构的设计和子结构的设计。
第5章是对完成对界面的设计并且实现。
最后给出本论文的结论本次设计展示了人机交互式图形用户界面及其参数的可调性使得信号与系统的分析过程变得易于控制、直观可视化, 因而将其应用于信号与系统仿真实验中更易于理解和接受其中的理论知识和方法。
第二章 信号与系统理论知识
2.1连续信号与离散信号
时间函数或序列常常可以表示为信号，函数所得到的图像被称为信号的波形。如果一个确定的时间函数（或序列）可以表示信号，该信号就被称为确定信号。即给定某一时刻t,信号会有确定的数值实际上。但是因为种种原因，信号传输的过程中总是会充满“不确定性”，譬如，在通信系统中，收信者在收到所传送的消息之前，对信号源所发出的消息总是不可能完全知道，否则通信就没有意义了。此外，各种噪声和干扰总是会难以避免的影响信号的传输和处理，使所得的信号产生畸变，但是这些外界干扰在信号的传输中我们不能完全了解。即便如此，研究信号系统的稳定性和确定性也是十分有必要的，因为把视为一个理想化的模型，不但方便运用在工程中，也是我们研究随机信号的重要基础。
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