MATLAB信號(hào)與系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)資料說(shuō)明

　　1．MATLAB在信號(hào)與系統(tǒng)中的應(yīng)用簡(jiǎn)介

　　MATLAB的名稱源自Matrix Laboratory，1984年由美國(guó)Mathworks公司推向市場(chǎng)。它是一種科學(xué)計(jì)算軟件，專門以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)。MATLAB將高性能的數(shù)值計(jì)算和可視化集成在一起，并提供了大量的內(nèi)置函數(shù)，從而被廣泛地應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、控制系統(tǒng)、信息處理等領(lǐng)域的分析、仿真和設(shè)計(jì)工作。

　　MATLAB軟件包括五大通用功能：數(shù)值計(jì)算功能（Nemeric）；符號(hào)運(yùn)算功能（Symbolic）；數(shù)據(jù)可視化功能（Graphic）；數(shù)據(jù)圖形文字統(tǒng)一處理功能（Notebook）和建模仿真可視化功能（Simulink）。該軟件有三大特點(diǎn)：一是功能強(qiáng)大；二是界面友善、語(yǔ)言自然；三是開放性強(qiáng)。目前，Mathworks公司已推出30多個(gè)應(yīng)用工具箱。MATLAB在線性代數(shù)、矩陣分析、數(shù)值及優(yōu)化、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和隨機(jī)信號(hào)分析、電路與系統(tǒng)、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、信號(hào)和圖像處理、控制理論分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)、過(guò)程控制、建模和仿真、通信系統(tǒng)、以及財(cái)政金融等眾多領(lǐng)域的理論研究和工程設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用。

　　MATLAB在信號(hào)與系統(tǒng)中的應(yīng)用主要包括符號(hào)運(yùn)算和數(shù)值計(jì)算仿真分析。由于信號(hào)與系統(tǒng)課程的許多內(nèi)容都是基于公式演算，而MATLAB借助符號(hào)數(shù)學(xué)工具箱提供的符號(hào)運(yùn)算功能能基本滿足信號(hào)與系統(tǒng)課程的需求。例如，解微/差分方程、傅里葉正反變換、拉普拉斯正反變換、z正反變換等。MATLAB在信號(hào)與系統(tǒng)中的另一主要應(yīng)用是數(shù)值計(jì)算與仿真分析，主要包括函數(shù)波形繪制、函數(shù)運(yùn)算、沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng)仿真分析、信號(hào)的時(shí)域分析、信號(hào)的頻譜分析、系統(tǒng)的S域分析、零極點(diǎn)圖繪制等內(nèi)容。數(shù)值計(jì)算仿真分析可以幫助更深入理解信號(hào)與系統(tǒng)的理論知識(shí)，并為將來(lái)使用MATLAB進(jìn)行信號(hào)處理領(lǐng)域的各種分析和實(shí)際應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

　　MATLAB軟件的環(huán)境介紹

　　MATLAB 6.5的工作桌面由標(biāo)題欄、菜單欄、工具欄、命令窗口（Command Window）、工作空間窗口（Workspace）、當(dāng)前目錄窗口（Current Directory）、歷史命令窗口（Command History）及狀態(tài)欄組成，從而為用戶使用MATLAB提供了集成的交互式圖形界面，如圖1所示。

　　MATLAB的命令窗口是接收用戶輸入命令及輸出數(shù)據(jù)顯示的窗口。當(dāng)啟動(dòng)MATLAB軟件時(shí)，命令窗口就做好了接收指令和輸入的準(zhǔn)備，并出現(xiàn)命令提示符（》》），在命令提示符后輸入指令，包括變量、函數(shù)和數(shù)值等，這些被放置在MATLAB的工作空間中。查看工作空間的另一種方法是使用whos命令，在命令提示符后輸入whos命令，工作空間中的內(nèi)容概要將作為輸出顯示在命令窗口中。

　　有的命令可以用來(lái)清除不必要的數(shù)據(jù)，同時(shí)釋放部分系統(tǒng)資源。clear all命令可以用來(lái)清除工作空間的所有變量，如果要清除某一特定變量則需要在clear命令后加上該變量的名稱。另外，clc命令用來(lái)清除命令窗口的內(nèi)容。

　　對(duì)于初學(xué)者而言，需要掌握的最重要且最有用的命令應(yīng)為help命令。MATLAB命令和函數(shù)有數(shù)千個(gè)，而且許多命令的功能非常強(qiáng)大，調(diào)用形式多樣。要想了解一個(gè)命令或函數(shù)，只需在命令提示符后輸入help，并加上該命令或函數(shù)的名稱，則MATLAB會(huì)給出其詳細(xì)幫助信息。