MATLAB在信号与系统中的应用与实现开题报告

MATLAB在离散信号时域变换与运算中的

应用与实现（开题报告）

? 设计背景

? 设计的目标和内容 ? 设计意义 ? 系统的基本功能 ? 开发平台与开发环境 ? 设计思想

设计的背景

“信号与系统”是一门实用性较强、涉及面较广的专业基础性课程，是电子信息类专业本科学生的必修课程，也是电子信息类专业硕士研究生入学必考的课程。长期以来，该课程一直采用黑板加粉笔式的单一教学方式，学生仅依靠做习题来巩固和理解教学内容，对课程中大量的应用性较强的内容不能实际动手设计、调试、分析，严重影响和制约了教学效果。

由于“信号与系统”课程长期以来一直以粉笔加黑板式教学为主。所以大量的分析结果缺乏可视化的直观表现,导致学生学起来比较抽象，并且花大量的时间和精力在手工数学运算上，但不能真正理解结果在信号处理中的实际运用。因此，我们在这次毕业设计中用MATLAB来对该课程的部分内容进行形象、直观的可视化计算机模拟与仿真实现。在此基础上，我们应用了MATLAB的图形用户界面功能完成了信号与系统部分内容课件的设计并实现了进行交互式的操作。

设计的目标和内容

1. 熟练掌握离散信号的变换与运算的基本方法与原理，掌握离散信号的变换与运算的原理、过程和应用，以及离散信号的变换与运算的二维曲线图；

2. 熟练掌握MATLAB的操作与应用； 3. 熟练掌握MATLAB程序设计与实现方法；

4. 熟练掌握MATLAB的二维曲线图的可视化表现方法，图形对象的属性、事件与方法及其编程与控制；

5. 熟练掌握MATLAB的图形用户界面集成开发环境——GUIDE，以及用户界面的设计与实现方法；

6. 以MATLAB为开发平台，GUIDE为开发环境，开发完成交互式离散信号的变换与运算的二维曲线动态演示系统；

设计意义

以计算机辅助教学的模式进行学习，这样学生能够更加深刻地了解该课程，从而能够更加好的掌握课程所涉及到的知识。所以将MATLAB引入到“信号与系统”课程中的意义的非常巨大的。

利用MATLAB高效的数值计算和符号计算功能，使学生能够从繁琐的数学运算分析中解脱出来从而把有限的时间用到课程知识的理解与运用 上。

利用MATLAB完备的图形处理功能，实现计算结果和编程的可视化，可以让信号能够很直观的表现出来，极大的提高了学生的学生的学习效率。

用MATLAB的可视化建模及动态仿真功能，让学生能够对信号在系统中各种传输、变换与运算有深层次的理解，对整个过程也能够有更加直观和全面的认识。

MATLAB功能丰富的应用工具箱，为学生和老师提供了大量方便实用的处理工具，在处理好课程内知识的同时，还可以对课程相关知识做更深入的研究。

系统的基本功能

1. 系统由离散信号的变换及离散信号的运算两个子模块组成；

2. 系统为用户提供交互式的信号选择功能，为用户提供可视化的离散信号的变换与运算的观察与分析界面；

3. 通过典型信号将离散信号的变换与运算用生动直观的二维曲线面图进行可视化表现；

4. 为“信号与系统”课程的教学提供计算机辅助教学环境。 开发平台与开发环境

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开发环境：MATLAB 6.5 GUI ( layout Editor 、M-file 开发平台：Windows XP Professional + MATLAB 6.5

Editor )

设计思想

系统功能结构框图

模块主要针对离散时间信号的时域变换与运算进行设计。我们提供了一些典型的信号，如：阶跃信号，正弦信号，门信号，衰减振荡信号，指数信号等，利用软件对这些信号进行简单分析。在时域变换部分，我们提供了信号的反转、倒向、平移、尺度变换等功能；而在时域运算部分，我们提供了两种信号的和运算与积运算。在界面的设计上细节上为了使界面友好，程序主题采用所见即所得的界面，用户只需要直接点击所需功能的按钮就可以进入子界面利用该系统。这样做的优点就是所用功能一目了然，便于用户操作。以此达到一种简洁、明了、实用的目的，方便教学。

界面设计

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主界面

离散时间信号时域变换界面

离散时间信号时域变换界面

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离散时间信号时域变换界面

离散时间信号时域变换界面

离散时间信号时域运算界面

离散时间信号时域运算界面

? 离散时间信号时域运算界面

总结

这次我和XX同学合作设计开发基于MATLAB下的信号与线性系统教学辅助系统的过程中，在xx老师的细心指导和帮助下；我亲身体验到了如何运用MATLAB来进行实用性的开发工作，在开发过程中我对信号与线性系统这门课程以及MATLAB软件有了更加深入的认识，同时也对软件的开发过程得到了解，这对于我以后的学习与工作有着非常重要的意义。与此同时，通过这次开发经历我也感受到自己存在着很多不足，比如说：学科知识不够扎实，知识结构不够完善，软件操作与程序设计能力不高等等。但是值得欣慰的是，在梁虹老师的耐心指导下，我还是成功的完成了自己负责的模块的设计与实现，虽然还可能存在许多的问题，但是我觉得我在动手能力方面有了很大的提高，受益非浅。

参参考文献

[1] 吴大正等，信号与系统分析，高等教育出版社，2000； [2] 郑君里等，信号与系统，高等到教育出版社，2001；

[3] 梁虹等，信号与系统及MATLAB实现，电子工业出版社,2002; [4] MATLAB 6.5联机帮助；

[5] 张志涌等，精通MATLAB，北京航空航天大学出版社，2000； [6] 程卫国等，MATLAB应用指南，人民邮电出版社; [7] 姚东等，MATLAB命令大全，人民邮电出版社，2001； [8] 飞思科技，MATLAB 6.5应用接口编程，电子工业出版社。

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