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matlab模拟一

matlab模拟一
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1、简述控制系统仿真的要素及步骤。

答:三要素:计算机仿真的要素包括系统、模型和计算机。其中系统为研究的对象;模型是对系统的抽象;计算机为工具与手段。

1.根据仿真目的确定仿真方案(1分)

2.建立控制系统的数学模型。(1分)

3.建立控制系统的仿真模型(1分)

4.编制控制系统的仿真程序(1分)

5.在计算机上进行仿真实验并输出仿真结果(1分)

2、矩阵操作与运算。

(1)用MATLAB输入如下矩阵A:

123

456

789

??

?

?

?

??

,其形式为:

A=[1 2 3 ;4 5 6;7 8 9] (3分)

(2)对A矩阵,写出用(1:2:,:)

B A end

=命令提取的子矩阵

b =

1 2 3

7 8 9 (3分)

(3)选择pi/100步距,在[0,]

∈区间取出点构成一向量。t=[0:0.1:pi] (3分)

(4)已知

10

21

A

??

= ?

??

12

01

B

-

??

= ?

??

.给出*

A B和.*

A B的运算结果。

c=a.*b

c =

-1 0

0 1 >> c=a*b

c =

-1 2

-2 5

(5)已知方程

1234

124

1234

1234

2328

36

87

7225

x x x x

x x x

x x x x

x x x x

-++=

?

?++=

?

?

-++=

?

?+-+=

?

,使用MATLAB求其解。

答:>> A=[2 -3 1 2;1 3 0 1;1 -1 1 8;7 1 -2 2] >> B=[8;6;7;5]

>> C=inv(A)*B

3、(10分)给出至少2种在同一图上绘制1sin()

y x

=,2sin(0.5)

y x

=-的实现,其中[0,]

∈。考虑采用不同修饰以区别。

答:(1)x=[0:pi/100:2*pi];

y=sin(x); (1分)

y1=sin(x-0.5); (1分)

plot(x,y); (1分)

hold on; (1分)

plot(x,y1); (1分)

hold off;

(2)

x=[0:pi/100:2*pi];

y=sin(x); (1分)

y1=sin(x-0.5); (1分)

subplot(211); (1分)

plot(x,y); (1分)

subplot(212);

plot(x,y1); (1分)

4、(5分)用MATLAB的if结构计算分段函数

2

2

2

1

112

212

x x

y x x

x x x

?<

?

=-≤<

?

?-+≥

?

的值。

x=-3

if x<1

y=x^2 elseif x>=1&x<2

y=x^2-1 else

y=x^2-2*x+1 end

5、(10分)用while循环和for循环分别实现如下运算

100

12

i

i =

∑.

(1)(5分)s=0;

i=1;

while i<=100

s=s+2*i;

i=i+1; end

s (2)(5分)s=0;

for i=1:100

s=s+2*i; end

s

6、(10分)控制系统模型建立与转换、结构图简化 (1)用MATLAB 表示如下系统模型:

143222

2325

()2345

6(5)

()(31)(6)(653)s G s s s s s s G s s s s s s s +=

+++++=++++++

(2)系统的传递函数为212(5)

()(11)(9)(2)

s G s s s s +=

+++,建立其零极点模型,并利用

转换函数求取系统的传递函数多项式模型。 (3)已知122

41

,4

(2)

s G G s s s +=

=

+-,分别

求取各系统的传递函数。

(1)(3分) num=[1 5]; den=[1 2 3 4 5]; G1=tf(num,den)

s=tf('s');

G2=6*(s+5)/(s^2+3*s+1)^2/(s+6)/(s^3+6*s^2+5*s+3) (3)(4分) s=tf('s'); G1=2/(s+4);

G2=(4*s+1)/s/(s-2); Gs=series(G1,G2) Gp=parallel(G1,G2) Gf=feedback(G1,G2,-1)

(2)、(3分) k=12; z=[-5];

p=[-11,-9,-2]; G=zpk(z,p,k)

k=12; z=[-5];

p=[-11,-9,-2]; G=zpk(z,p,k) % Gtf=zp2tf(G)

[num,den]=zp2tf(z,p,k) Gtf=tf(num,den)

7、(10分)已知系统传递函数为225

G(s)=

s 325

s ++,

(1)给出MATLAB 绘制下图(系统t 在5s 内的阶跃响应曲线)的程序。

(2)在图上标出系统的上升时间r t ,峰值时间p t ,超调量%σ.

num=25; den=[1 3 25];

sys=tf(num,den); t=[0:0.01:5];

step(sys,t) (5分)

9、(10分)单位反馈系统的开环传递函数为325

()34G s s s s

=

++。

(1)用MATLAB 画出下图所示的系统对数幅频特性曲线和对数相频特性曲线。 (2)在图中标示出系统的稳定裕量。

num=[5]; den=[1 3 4 0];

sys=tf(num,den); 2分 bode(sys) 3分 grid

(5分)

10、(15分)单位负反馈系统开环传递函数150

()(0.12)(0.023)

G s s s =++,设计一超

校正装置,使系统的相角裕度m P 大于20°,幅值裕度大于20dB 。

可参考以下不同模型,选用其中一种实现: (1)校正器的传递函数为1

()1c Ts G s Ts α+=

+,m m 1sin()1sin()?α?-=+ (1α<),c21T ωα

=;

增加的最大相位超前量 m 0m P P ?=-+(5°~10°) ;系统超前校正后的剪切频率

c2ω

是未校正系统对数幅频特性的对数幅值为10lg α处所对应的频率。 (2)校正器的传递函数为1()1c Ts

G s Ts α+=

+,m m 1sin()1sin()?α?+=- (1α>),c21T ωα

=;

增加的最大相位超前量 m 0m P P ?=-+(5°~10°) ;系统超前校正后的剪切频率

c2ω

是未校正系统对数幅频特性的对数幅值为-10lg α处所对应的频率。

s=tf('s');

G=1500/(s*(0.1*s+1)*(0.02*s+3)); (1分) [mag,phase,w]=bode(G); (2分) [Gm,Pm]=margin(G) (2分) QWPm=40;

FIM=QWPm-Pm+5;

FIM=FIM*pi/180; (2分) alpha=(1-sin(FIM))/(1+sin(FIM)); (1分) adb=20*log10(mag);am=10*log10(alpha); (2分) wc=spline(adb,w,am); (2分) T=1/(wc*sqrt(alpha)); (1分) Gc=tf([T 1],[alpha*T 1]); (2分)

现代信号处理Matlab仿真——例611

例6.11 利用卡尔曼滤波估计一个未知常数 题目: 设已知一个未知常数x 的噪声观测集合,已知噪声v(n)的均值为零, 方差为 ,v(n)与x 不相关,试用卡尔曼滤波估计该常数 题目分析: 回忆Kalman 递推估计公式 由于已知x 为一常数,即不随时间n 变化,因此可以得到: 状态方程: x(n)=x(n-1) 观测方程: y(n)=x(n)+v(n) 得到A(n)=1,C(n)=1, , 将A(n)=1,代入迭代公式 得到:P(n|n-1)=P(n-1|n-1) 用P(n-1)来表示P(n|n-1)和P(n-1|n-1),这是卡尔曼增益表达式变为 从而 2v σ1??(|1)(1)(1|1)(|1)(1)(1|1)(1)()()(|1)()[()(|1)()()]???(|)(|1)()[()()(|1)](|)[()()](|1)H w H H v x n n A n x n n P n n A n P n n A n Q n K n P n n C n C n P n n C n Q n x n n x n n K n y n C n x n n P n n I K n C n P n n --=----=----+=--+=-+--=--2()v v Q n σ=()0w Q n =(|1)(1)(1|1)(1)()H w P n n A n P n n A n Q n -=----+21 ()(|1)[(|1)]v K n P n n P n n σ-=--+22(1)()[1()](1)(1)v v P n P n K n P n P n σσ-=--=-+

基于Matlab的FM仿真实现

摘要 本次设计主要是以Matlab为基础平台,对FM信号进行仿真。介绍了FM信号,及其调制和解调的基本原理,并设计M文件,分析在混入噪声环境下的波形失真,以及分析FM的抗噪声性能。本设计的主要目的是对Matlab的熟悉和对模拟通信理论的更深化理解。 关键词:Matlab;FM;噪声

前言 (2) 1 设计基础 (3) 1.1 Matlab及M文件的简介 (3) 1.2模拟调制概述 (4) 1.2.1模拟调制系统各个环节分析 (5) 1.2.2 模拟调制的意义 (6) 2 FM基本原理与实现 (7) 2.1 FM的基本原理 (7) 2.1.1调制 (7) 2.1.2解调 (8) 2.2 FM的实现 (8) 2.2.1 FM调制的实现 (8) 2.2.2 FM解调的实现 (9) 2.3 调频系统的抗噪声性能 (10) 2.3.1 高斯白噪声信道特性 (10) 3 FM的仿真实现与分析 (14) 3.1 未加噪声的FM解调实现 (14) 3.2 叠加噪声时的 FM解调 (16) 总结 (20) 致谢 (21) 参考文献 (22) 附录 (23)

通信按照传统的理解就是信息的传输。在当今高度信息化的社会,信息和通信已成为现代社会的命脉。信息作为一种资源,只有通过广泛传播与交流,才能产生利用价值,促进社会成员之间的合作,推动社会生产力的发展,创造出巨大的经济效益。而通信作为传输信息的手段或方式,与传感技术、计算机技术相融合,已成为21世纪国际社会和世界经济发展的强大动力。可以预见,未来的通信对人们的生活方式和社会的发展将会产生更加重大和意义深远的影响。 在通信系统中,从消息变换过来的原始信号所占的有效频带往往具有频率较低的频谱分量(例如语音信号),如果将这种信号直接在信道中进行传输,则会严重影响信息传送的有效性和可靠性,因此这种信号在许多信道中均是不适宜直接进行传输的。在通信系统的发射端通常需要有调制过程,将调制信号的频谱搬移到所希望的位置上,使之转换成适于信道传输或便于信道多路复用的已调信号;而在接收端则需要有解调过程,以恢复原来有用的信号。调制解调方式常常决定了一个通信系统的性能。随着数字化波形测量技术和计算机技术的发展,可以使用数字化方法实现调制与解调过程。 调制在通信系统中具有重要的作用。通过调制,不仅可以进行频谱搬移,把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上,从而将调制信号转换成适合于信道传输或便于信道多路复用的已调信号,而且它对系统的传输有效性和传输可靠性有着很大的影响。调制方式往往决定了一个通信系统的性能。调制技术是指把基带信号变换成传输信号的技术。基带信号是原始的电信号,一般是指基本的信号波形,在数字通信中则指相应的电脉冲。在无线遥测遥控系统和无线电技术中调制就是用基带信号控制高频载波的参数(振幅、频率和相位),使这些参数随基带信号变化。用来控制高频载波参数的基带信号称为调制信号。未调制的高频电振荡称为载波(可以是正弦波,也可以是非正弦波,如方波、脉冲序列等)。被调制信号调制过的高频电振荡称为已调波或已调信号。已调信号通过信道传送到接收端,在接收端经解调后恢复成原始基带信号。

MATLAB仿真实验报告

MATLAB 仿真实验报告 课题名称:MATLAB 仿真——图像处理 学院:机电与信息工程学院 专业:电子信息科学与技术 年级班级:2012级电子二班 一、实验目的 1、掌握MATLAB处理图像的相关操作,熟悉相关的函数以及基本的MATLAB语句。 2、掌握对多维图像处理的相关技能,理解多维图像的相关性质 3、熟悉Help 命令的使用,掌握对相关函数的查找,了解Demos下的MATLAB自带的原函数文件。 4、熟练掌握部分绘图函数的应用,能够处理多维图像。 二、实验条件

MATLAB调试环境以及相关图像处理的基本MATLAB语句,会使用Help命令进行相关函数查找 三、实验内容 1、nddemo.m函数文件的相关介绍 Manipulating Multidimensional Arrays MATLAB supports arrays with more than two dimensions. Multidimensional arrays can be numeric, character, cell, or structure arrays. Multidimensional arrays can be used to represent multivariate data. MATLAB provides a number of functions that directly support multidimensional arrays. Contents : ●Creating multi-dimensional arrays 创建多维数组 ●Finding the dimensions寻找尺寸 ●Accessing elements 访问元素 ●Manipulating multi-dimensional arrays操纵多维数组 ●Selecting 2D matrices from multi-dimensional arrays从多维数组中选择二维矩 阵 (1)、Creating multi-dimensional arrays Multidimensional arrays in MATLAB are created the same way as two-dimensional arrays. For example, first define the 3 by 3 matrix, and then add a third dimension. The CAT function is a useful tool for building multidimensional arrays. B = cat(DIM,A1,A2,...) builds a multidimensional array by concatenating(联系起来)A1, A2 ... along the dimension DIM. Calls to CAT can be nested(嵌套). (2)、Finding the dimensions SIZE and NDIMS return the size and number of dimensions of matrices. (3)、Accessing elements To access a single element of a multidimensional array, use integer subscripts(整数下标). (4)、Manipulating multi-dimensional arrays

matlab中GUI设计

MATLAB的GUI 程序设计 Chapter 8: Design of MATLAB of GUI program GUI(Graphical User Interfaces):由各种图形对象组成的用户界面,在这种用户界面下,用户的命令和对程序的控制是通过“选择”各种图形对象来实现的。 基本图形对象分为控件对象和用户界面菜单对象,简称控件和菜单。 一. 控件对象及属性(Object and its attributes of controller)) 1. GUI控件对象类型(The mode of controller object) 控件对象是事件响应的图形界面对象。当某一事件发生时,应用程序会做出响应并执行某些预定的功能子程序(Callback). 控件对象及其功能:(表7—1) 2. 控件对象的描述(Description of controller object) MATLAB中的控件大致可分为两种,一种为动作控件,鼠标点击这些控件时会产生相应的响应。一种为静态控件,是一种不产生响应的控件,如文本框等。

每种控件都有一些可以设置的参数,用于表现控件的外形、功能及效果,既属性。属性由两部分组成:属性名和属性值,它们必须是成对出现的。 (1)按钮(Push Buttons):执行某种预定的功能或操作; (2)开关按钮(Toggle Button):产生一个动作并指示一个二进制状态(开或关),当鼠点击它时按钮将下陷,并执行callback(回调函数)中指定的内容,再次点击,按钮复原,并再次执行callback 中的内容; (3)单选框(Radio Button):单个的单选框用来在两种状态之间切换,多个单选框组成一个单选框组时,用户只能在一组状态中选择单一的状态,或称为单选项; (4)复选框(Check Boxes):单个的复选框用来在两种状态之间切换,多个复选框组成一个复选框组时,可使用户在一组状态中作组合式的选择,或称为多选项; (5)文本编辑器(Editable Texts):用来使用键盘输入字符串的值,可以对编辑框中的内容进行编辑、删除和替换等操作; (6)静态文本框(Static Texts):仅仅用于显示单行的说明文字; (7)滚动条(Slider):可输入指定范围的数量值;

Matlab仿真实例-卫星轨迹

卫星轨迹 一.问题提出 设卫星在空中运行的运动方程为: 其中是k 重力系数(k=401408km3/s)。卫星轨道采用极坐标表示,通过仿真,研究发射速度对卫星轨道的影响。实验将作出卫星在地球表面(r=6400KM ,θ=0)分别以v=8KM/s,v=10KM/s,v=12KM/s 发射时,卫星绕地球运行的轨迹。 二.问题分析 1.卫星运动方程一个二阶微分方程组,应用Matlab 的常微分方程求解命令ode45求解时,首先需要将二阶微分方程组转换成一阶微分方程组。若设,则有: 2.建立极坐标如上图所示,初值分别为:卫星径向初始位置,即地球半径:y(1,1)=6400;卫星初始角度位置:y(2,1)=0;卫星初始径向线速度:y(3,1)=0;卫星初始周向角速度:y(4,1)=v/6400。 3.将上述一阶微分方程及其初值带入常微分方程求解命令ode45求解,可得到一定时间间隔的卫星的径向坐标值y(1)向量;周向角度坐标值y(2)向量;径向线速度y(3)向量;周向角速度y(4)向量。 4.通过以上步骤所求得的是极坐标下的解,若需要在直角坐标系下绘制卫星的运动轨迹,还需要进行坐标变换,将径向坐标值y(1)向量;周向角度坐标值y(2)向量通过以下方程转换为直角坐标下的横纵坐标值X,Y 。 5.卫星发射速度速度的不同将导致卫星的运动轨迹不同,实验将绘制卫星分别以v=8KM/s ,v=10KM/s ,v=12KM/s 的初速度发射的运动轨迹。 三.Matlab 程序及注释 1.主程序 v=input('请输入卫星发射速度单位Km/s :\nv=');%卫星发射速度输入。 axis([-264007000-1000042400]);%定制图形输出坐标范围。 %为了直观表达卫星轨迹,以下语句将绘制三维地球。 [x1,y1,z1]=sphere(15);%绘制单位球。 x1=x1*6400;y1=y1*6400;???????-=+-=dt d dt dr r dt d dt d r r k dt r d θ θθ2)(2 22222θ==)2(,)1(y r y ?????????????**-=**+*-===)1(/)4()3(2)4()4()4()1()1()1()3()4()2() 3()1(y y y dt dy y y y y y k dt dy y dt dy y dt dy ???*=*=)] 2(sin[)1(Y )]2(cos[)1(X y y y y

基于MATLAB的模拟调制系统仿真与测试(AM调制)

闽江学院 《通信原理设计报告》 题目:基于MATLAB的模拟调制系统仿真与测试学院:计算机科学系 专业:12通信工程 组长:曾锴(3121102220) 组员:薛兰兰(3121102236) 项施旭(3121102222) 施敏(3121102121) 杨帆(3121102106) 冯铭坚(3121102230) 叶少群(3121102203) 张浩(3121102226) 指导教师:余根坚 日期:2014年12月29日——2015年1月4日

摘要在通信技术的发展中,通信系统的仿真是一个重点技术,通过调制能够将信号转化成适用于无线信道传输的信号。 在模拟调制系统中最常用最重要的调制方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。在幅度调制中,文中以调幅、双边带和单边带调制为研究对象,从原理等方面阐述并进行仿真分析;在角度调制中,以常用的调频和调相为研究对象,说明其调制原理,并进行仿真分析。利用MATLAB下的Simulink工具箱对模拟调制系统进行仿真,并对仿真结果进行时域及频域分析,比较各个调制方式的优缺点,从而更深入地掌握模拟调制系统的相关知识,通过研究发现调制方式的选取通常决定了一个通信系统的性能。 关键词模拟调制;仿真;Simulink 目录 第一章绪论 (1) 1.1 引言 (1) 1.2 关键技术 (1) 1.3 研究目的及意义 (2) 1.4 本文工作及内容安排 (2) 第二章模拟调制原理 (3) 2.1 幅度调制原理 (3) 2.1.1 AM调制 (4) 第三章基于Simulink的模拟调制系统仿真与分析 (6) 3.1 Simulink工具箱简介 (6) 3.2 幅度调制解调仿真与分析 (8) 3.2.1 AM调制解调仿真及分析 (8) 第四章总结 (12) 4.1 代码 (13) 4.2 总结 (14)

MATLAB仿真实验全部

实验一 MATLAB 及仿真实验(控制系统的时域分析) 一、实验目的 学习利用MATLAB 进行控制系统时域分析,包括典型响应、判断系统稳定性和分析系统的动态特性; 二、预习要点 1、 系统的典型响应有哪些 2、 如何判断系统稳定性 3、 系统的动态性能指标有哪些 三、实验方法 (一) 四种典型响应 1、 阶跃响应: 阶跃响应常用格式: 1、)(sys step ;其中sys 可以为连续系统,也可为离散系统。 2、),(Tn sys step ;表示时间范围0---Tn 。 3、),(T sys step ;表示时间范围向量T 指定。 4、),(T sys step Y =;可详细了解某段时间的输入、输出情况。 2、 脉冲响应: 脉冲函数在数学上的精确定义:0 ,0)(1)(0 ?==?∞ t x f dx x f 其拉氏变换为:) ()()()(1)(s G s f s G s Y s f === 所以脉冲响应即为传函的反拉氏变换。 脉冲响应函数常用格式: ① )(sys impulse ; ② ); ,();,(T sys impulse Tn sys impulse ③ ),(T sys impulse Y = (二) 分析系统稳定性 有以下三种方法: 1、 利用pzmap 绘制连续系统的零极点图; 2、 利用tf2zp 求出系统零极点; 3、 利用roots 求分母多项式的根来确定系统的极点 (三) 系统的动态特性分析 Matlab 提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step 、单位脉冲响应函数impulse 、零输入响应函数initial 以及任意输入下的仿真函数lsim.

基于MATLAB的模拟信号频率调制(FM)与解调分析

课程设计任务书 学生姓名:杨刚专业班级:电信1302 指导教师:工作单位:武汉理工大学 题目:信号分析处理课程设计 -基于MATLAB的模拟信号频率调制(FM)与解调分析 初始条件: 1.Matlab6.5以上版本软件; 2.先修课程:通信原理等; 要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求) 1、利用MATLAB中的simulink工具箱中的模块进行模拟频率(FM)调制与解调,观 察波形变化 2、画出程序设计框图,编写程序代码,上机运行调试程序,记录实验结果(含计算结 果和图表等),并对实验结果进行分析和总结; 3、课程设计说明书按学校统一规范来撰写,具体包括: ⑴目录;⑵理论分析; ⑶程序设计;⑷程序运行结果及图表分析和总结; ⑸课程设计的心得体会(至少800字,必须手写。); ⑹参考文献(不少于5篇)。 时间安排: 周一、周二查阅资料,了解设计内容; 周三、周四程序设计,上机调试程序; 周五、整理实验结果,撰写课程设计说明书。 指导教师签名: 2013 年 7月 2 日 系主任(或责任教师)签名: 2013年 7月 2日

目录 1 Simulink简介 (1) 1.1 Matlab简介······················································错误!未定义书签。 1.2 Simulink介绍 ···················································错误!未定义书签。 2 原理分析 ·····························································错误!未定义书签。 2.1通信系统 ·························································错误!未定义书签。 2.1.1通信系统的一般模型 ···································错误!未定义书签。 2.1.2 模拟通信系统 (3) 2.2 FM调制与解调原理···········································错误!未定义书签。 3 基于Matlab方案设计 (6) 3.1 Matlab代码 (6) 3.2 Matlab仿真 (8) 4 基于Simulink方案设计 (12) 4.1 使用Simulink建模和仿真的过程 (12) 4.1.1 Simulink模块库简介 (12) 4.1.2 调制解调模块库简介 (13) 4.2 FM调制与解调电路及仿真 (14) 4.3 仿真结果分析 (17) 5 心得体会 ·····························································错误!未定义书签。 6 参考文献 (20) 本科生课程设计评定表

MATLAB实现通信系统仿真实例

补充内容:模拟调制系统的MATLAB 仿真 1.抽样定理 为了用实验的手段对连续信号分析,需要先对信号进行抽样(时间上的离散化),把连续数据转变为离散数据分析。抽样(时间离散化)是模拟信号数字化的第一步。 Nyquist 抽样定律:要无失真地恢复出抽样前的信号,要求抽样频率要大于等于两倍基带信号带宽。 抽样定理建立了模拟信号和离散信号之间的关系,在Matlab 中对模拟信号的实验仿真都是通过先抽样,转变成离散信号,然后用该离散信号近似替代原来的模拟信号进行分析的。 【例1】用图形表示DSB 调制波形)4cos()2cos(t t y ππ= 及其包络线。 clf %%计算抽样时间间隔 fh=1;%%调制信号带宽(Hz) fs=100*fh;%%一般选取的抽样频率要远大于基带信号频率,即抽样时间间隔要尽可能短。 ts=1/fs; %%根据抽样时间间隔进行抽样,并计算出信号和包络 t=(0:ts:pi/2)';%抽样时间间隔要足够小,要满足抽样定理。 envelop=cos(2*pi*t);%%DSB 信号包络 y=cos(2*pi*t).*cos(4*pi*t);%已调信号 %画出已调信号包络线 plot(t,envelop,'r:','LineWidth',3); hold on plot(t,-envelop,'r:','LineWidth',3); %画出已调信号波形 plot(t,y,'b','LineWidth',3); axis([0,pi/2,-1,1])% hold off% xlabel('t'); %写出图例 【例2】用图形表示DSB 调制波形)6cos()2cos(t t y ππ= 及其包络线。 clf %%计算抽样时间间隔 fh=1;%%调制信号带宽(Hz) fs=100*fh;%抽样时间间隔要足够小,要满足抽样定理。 ts=1/fs; %%根据抽样时间间隔进行抽样

增量调制MATLAB仿真实验

增量调制MATLAB仿真实验

增量调制(DM)实验 一、实验目的 (1)进一步掌握MATLAB的应用。 (2)进一步掌握计算机仿真方法。 (3)学会用MATLAB软件进行增量调制(DM)仿真实验。 二、实验原理 增量调制是由PCM发展而来的模拟信号数字化的一种编码方式,它是PCM的一种特例。增量调制编码基本原理是指用一位编码,这一位码不是表示信号抽样值的大小,而是表示抽样幅度的增量特性,即采用一位二进制数码“1”或“0”来表示信号在抽样时刻的值相对于前一个抽样时刻的值是增大还是减小,增大则输出“1”码,减小则输出“0”码。输出的“1”,“0”只是表示信号相对于前一个时刻的增减,不表示信号的绝对值。 增量调制最主要的特点就是它所产生的二进制代码表示模拟信号前后两个抽样值的差别(增加、还是减少)而不是代表抽样值本身的大小,因此把它称为增量调制。在增量调制系统的发端调制后的二进制代码1和0只表示信号这一个抽样时刻相对于前一个抽样时刻是增加(用1码)还是减少(用0码)。收端译码器每收到一个1码,译码器的输出相对于前一个时刻的值上升一个量化阶,而收到一个0码,译码器的输出相对于前一个时刻的值下降一个量化阶。 增量调制(DM)是DPCM的一种简化形式。在增量调制方式下,采用1比特量化器,即用1位二进制码传输样值的增量信息,预测器是

一个单位延迟器,延迟一个采样时间间隔。预测滤波器的分子系数向量是[0,1],分母系数为1。当前样值与预测器输出的前一样值相比较,如果其差值大于零,则发1码,如果小于零则发0码。 三、实验内容 增量调制系统框图如图一所示,其中量化器是一个零值比较器,根据输入的电平极性,输出为 δ,预测器是一个单位延迟器,其输出为前一个采样时刻的解码样值,编码器也是一个零值比较器,若其输入为负值,则编码输出为0,否则输出为1。解码器将输入1,0符号转换为 δ,然后与预测值相加后得出解码样值输出,同时也作为预测器的输入 输入样值 e n e n =δsgn(e n ) 传输 n ) n n-1+δsgn(e n ) x n + - + + 预测输出 + n-1 + 预测输出 解码样值输出 x n-1 预测输入x n =x n-1+δsgn(e n ) 图一 增量调制原理框图 设输入信号为: x(t)=sin2π50t+0.5sin 2π150t 增量调制的采样间隔为1ms,量化阶距δ=0.4,单位延迟器初始值为0。建立仿真模型并求出前20个采样点使客商的编码输出序列以 解码 编码 二电平量化 单位延迟 单位 延迟

实验一 模拟通信的MATLAB仿真

实验一 模拟通信的MATLAB 仿真 姓名:左立刚 学号:031040522 简要说明: 实验报告注意包括AM ,DSB ,SSB ,VSB ,FM 五种调制与解调方式的实验原理,程序流程图,程序运行波形图,simulink 仿真模型及波形,心得体会,最后在附录中给出了m 语言的源程序代码。 一.实验原理 1.幅度调制(AM ) 幅度调制(AM )是指用调制信号去控制高频载波的幅度,使其随调制信号呈线性变化的过程。AM 信号的数学模型如图3-1所示。 图2-1 AM 信号的数学模型 为了分析问题的方便,令 δ =0, 1.1 AM 信号的时域和频域表达式 ()t S AM =[A 0 +m ()t ]cos t c ω (2-1) ()t S AM =A 0 π[()()ωωωωδC C ++-]+()()[]ωωωωc c M M ++-2 1 (2-2)

AM 信号的带宽 2 =B AM f H (2-3) 式中, f H 为调制信号的最高频率。 2.1.3 AM 信号的功率P AM 与调制效率 η AM P AM =()222 2 t m A +=P P m c + (2-4) 式中,P C =2 A 为不携带信息的载波功率;()2 2 t m P m =为携带信息的边带 功率。 ()() t t m A m P P AM C AM 2 2 2+= = η (2-5) AM 调制的优点是可用包络检波法解调,不需要本地同步载波信号,设备简单。AM 调制的最大缺点是调制效率低。 2.2、双边带调制(DSB ) 如果将在AM 信号中载波抑制,只需在图3-1中将直流 A 0 去掉,即可输出 抑制载波双边带信号。 2.2.1 DSB 信号的时域和频域表达式 ()()t t m t c DSB S ωcos = (2-6) ()()()[]ωωωωωC C DSB M M S ++-=2 1 (2-7) DSB 信号的带宽 f B B H AM DSB 2 == (2-8)

高频电子线路Matlab仿真实验

高频电子线路Matlab 仿真实验要求 1. 仿真题目 (1) 线性频谱搬移电路仿真 根据线性频谱搬移原理,仿真普通调幅波。 基本要求:载波频率为8kHz ,调制信号频率为400Hz ,调幅度为0.3;画出调制信号、载波信号、已调信号波形,以及对应的频谱图。 扩展要求1:根据你的学号更改相应参数和代码完成仿真上述仿真;载波频率改为学号的后5位,调制信号改为学号后3位,调幅度设为最后1位/10。(学号中为0的全部替换为1,例如学号2010101014,则载波为11114Hz ,调制信号频率为114,调幅度为0.4)。 扩展要求2:根据扩展要求1的条件,仿真设计相应滤波器,并获取DSB-SC 和SSB 的信号和频谱。 (2) 调频信号仿真 根据调频原理,仿真调频波。 基本要求:载波频率为30KHz ,调制信号为1KHz ,调频灵敏度32310f k π=??,仿真调制信号,瞬时角频率,瞬时相位偏移的波形。 扩展要求:调制信号改为1KHz 的方波,其它条件不变,完成上述仿真。 2. 说明 (1) 仿真的基本要求每位同学都要完成,并且记入实验基本成绩。 (2) 扩展要求可以选择完成。

1.0 >> ma = 0.3; >> omega_c = 2 * pi * 8000; >> omega = 2 * pi * 400; >> t = 0 : 5 / 400 / 1000 : 5 / 400; >> u_cm = 1; >> fc = cos(omega_c * t); >> fa = cos(omega * t); >> u_am = u_cm * (1 + fa).* fc; >> U_c =fft(fc,1024); >> U_o =fft(fa,1024); >> U_am =fft(u_am, 1024); >> figure(1); >> subplot(321);plot(t, fa, 'k');title('调制信号');grid;axis([0 2/400 -1.5 1.5]); >> subplot(323);plot(t, fc, 'k');title('高频载波');grid;axis([0 2/400 -1.5 1.5]); >> subplot(325);plot(t, u_am, 'k');title('已调信号');grid;axis([0 2/400 -3 3]); >> fs = 5000; >> w1 = (0:511)/512*(fs/2)/1000; >> subplot(322);plot(w1, abs([U_am(1:512)']),'k');title('调制信号频谱');grid;axis([0 0.7 0 500]); >> subplot(324);plot(w1, abs([U_c(1:512)']),'k');title('高频载波频谱');grid;axis([0 0.7 0 500]); >> subplot(326);plot(w1, abs([U_am(1:512)']),'k');title('已调信号频谱');grid;axis([0 0.7 0 500]); 1.1 >> ma = 0.8; >> omega_c = 2 * pi * 11138; >> omega = 2 * pi * 138; >> t = 0 : 5 / 400 / 1000 : 5 / 400; >> u_cm = 1; >> fc = cos(omega_c * t);

MATLAB仿真 BPSK调制

matlab BPSK 调制与解调 1、调制 clear all; g=[1 0 1 0 1 0 0 1];%基带信号 f=100; %载波频率 t=0:2*pi/99:2*pi; cp=[];sp=[]; mod=[];mod1=[];bit=[]; for n=1:length(g); if g(n)==0; die=-ones(1,100); %Modulante se=zeros(1,100); % else g(n)==1; die=ones(1,100); %Modulante se=ones(1,100); % end c=sin(f*t); cp=[cp die]; mod=[mod c]; bit=[bit se]; end bpsk=cp.*mod; subplot(2,1,1);plot(bit,'LineWidth',1.5);grid on; title('Binary Signal'); axis([0 100*length(g) -2.5 2.5]); subplot(2,1,2);plot(bpsk,'LineWidth',1.5);grid on; title('ASK modulation'); axis([0 100*length(g) -2.5 2.5]); 2、调制解调加噪声 clc; close all; clear; %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% % % 假定:

% 2倍载波频率采样的bpsk信号 % 调制速率为在波频率的 N/2m % %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% m=128; N=512; n=1:1:N; N0=0.5*randn(1,N) %噪声 h0=zeros(1,N); % 30阶低通滤波器 h0 f = [0 0.3 0.3 1]; w0 = [1 1 0 0]; b = fir2(30,f,w0); [h,w] = freqz(b,1,N/2); h0(1,1:N/2)=abs(h'); for i=1:N/2 h0(1,N-i+1)=h0(1,i); end; %%%%%%%%% 随机序列 a=rand(1,m); for i=1:m if(a(1,i)>0.5) a(1,i)=1; else a(1,i)=-1; end; end; %%% 生成BPSK信号 bpsk_m=zeros(1,N); j=1;k=1; for i=1:N if(j==(N/m+1)) j=1; k=k+1; end; % 0.05*pi 为初始相位,可以任意改变 bpsk_m(1,i)=a(1,k)*sin(2*pi*0.5*i+0.05*pi)+a(1,k)*cos(2*pi*0.5*i+ 0.05*pi); j=j+1; end; bpsk_m=bpsk_m+N0;% 信号加噪声,模拟过信道 % 接收处理用正交本振与信号相乘,变频 bpsk_m1=bpsk_m.*sin(2*pi*0.5*n); bpsk_m2=bpsk_m.*cos(2*pi*0.5*n); %滤波 tempx=fft(bpsk_m1);

Matlab 编程方法及仿真实验

《现代机械工程基础实验》之机械工程控制基础综合实验报告 姓名 学号 班级 山东建筑大学机电工程学院 2012.06.04~06

第一部分 Matlab 编程方法及仿真实验 实验1. 三维曲面的绘制(略) 实验2. 系统零极点绘制例:求部分分式展开式和)(t g 一个线性定常系统的传递函数是 1 5422 3)(2 3 ++++= s s s s s G (1) 使用MATLAB 建立传递函数,并确定它的极点和零点,写出)(s G 的部分分式展开式并绘制 系统的脉冲响应。 实验结果:零点-0.6667 极点-0.8796 + 1.1414i -0.8796 - 1.1414i -0.2408 实验3. 系统的阶跃响应 例. )(s G 的阶跃响应 对例2中由(1)式给出的传递函数)(s G ,增加一个0=s 处的极点,使用impulse 命令绘制其拉普拉斯反变换式曲线,得到阶跃响应图。将该响应与对)(s G 使用step 命令所得到的响应比较,确定系统的DC 增益。利用初值定理和终值定理来校验结果。 实验结果:DC 增益= 2

实验4. 双输入反馈系统单位阶跃响应 考虑一个如图1所示的反馈系统,它既有参考输入也有干扰输入,其中对象和传感器的传递函数是 )12)(15.0(4)(++=s s s G p ,105.01 )(+=s s H 控制器是一个增益为80,有一个在3-=s 处的零点,极点/零点比15=α超前控制器。推导 两个独立的MATLAB 模型,其中一个模型的输入为)(s R ,另一个输入为)(s D 。使用这些模型确定闭环零点和极点,并在同一坐标系内绘制它们的阶跃响应。 D (s ) 图1 具有参考和干扰输入的反馈系统方框图 实验结果: 参考输入的CL 极点:-49.3658 -7.3336 + 7.9786i -7.3336 - 7.9786i -3.4670 参考输入的DC 增益:320 干扰输入的CL 零点:-45 干扰输入的CL 极点:-49.3658 -7.3336 + 7.9786i -7.3336 - 7.9786i -3.4670 干扰输入的DC 增益:4 -20

matlabFM调制仿真

Matlab FM调制仿真

目录 引言.................................................................................. 一.课程设计的目的与要求 .............................................. 1.1课程设计的目的.................................................... 1.2课程设计的要求.................................................... 二.FM调制解调系统设计............................................... 2.1FM调制模型的建立............................................. 2.2调制过程分析........................................................ 2.3FM解调模型的建立............................................. 2.4解调过程分析........................................................ 2.5高斯白噪声信道特性 ............................................ 2.6调频系统的抗噪声性能分析 ................................ 三.仿真实现...................................................................... 3.1MATLAB源代码.................................................. 3.2仿真结果................................................................ 四.心得体会...................................................................... 五.参考文献...................................................................... 引言 本课程设计用于实现DSB信号的调制解调过程。信号的调制与解调在通信系统中具有重要的作用。调制过程是一个频谱搬移的过程,它是将低频信号的频谱搬移到载频位

Matlab仿真实验教程

MATLAB的实验仿真 目录 实验一MATLAB在控制系统模型建立与仿真中的应用 (1) 实验二典型系统的时域响应分析 (13) 实验三线性控制系统的根轨迹与频域分析 (17) 实验四线性系统的校正 (22) 附录一 MATLAB6.5 控制系统工具箱函数和结构化的控制语句 (30) 附录二 SIMULINK 基本模块介绍 (34)

实验一 MATLAB 在控制系统模型建立与仿真中的应用 一、 MATLAB 基本操作与使用 1. 实验目的 1) 掌握MATLAB 仿真软件的安装及启动,熟悉 MATLAB 工作环境平台。 2) MATLAB 命令窗口,包括工具条以及菜单选项的使用;MATLAB 语言的基本规定,包括数值的表示、变量命名规定、基本运算符、预定义变量以及表达式等。 3) MATLAB 图形绘制功能、M 文件程序设计和线性控制系统传递函数模型的建立等。 2. 实验仪器 PC 计算机一台,MATLAB 软件1套 3. 实验内容 1) MATLAB 的启动 这里介绍MATLAB 装入硬盘后,如何创建MATLAB 的工作环境。 方法一 MATLAB 的工作环境由matlab.exe 创建,该程序驻留在文件夹matlab\bin\ 中。它的图标是 matlab 。只要从<我的电脑>或<资源管理器>中去找这个程序,然后双击此图标,就会自动创建如图1所示的MATLAB6.5 版的工作平台 。 图1 在英文Windows 平台上的MATLAB6.5 MATLAB 工作平台 方法二 假如经常使用MATLAB ,则可以在Windows 桌面上创建一个MATLAB 快捷方式图标。具体办法为: 把<我的电脑>中的 matlab 图标用鼠标点亮,然后直接把此图标拖到Windows 桌面上即可。此后,直接双击Windows 桌面上的matlab 图标,就可建立图1所示的 MATLAB 工作平台。 2) MATLAB 工作环境平台 桌面平台是各桌面组件的展示平台,默认设置情况下的桌面平台包括 6 个窗口,具体如下: ① MATLAB 窗口 Command Window

Matlab的gui界面设计实例练习

一个不错的Matlab的gui界面设计实例 %非常漂亮的日历, function CalendarTable; % calendar 日历 % Example: % CalendarTable; S=datestr(now); [y,m,d]=datevec(S); % d is day % m is month % y is year DD={'Sun','Mon','Tue','Wed','Thu','Fri','Sat'}; close all figure; for k=1:7; uicontrol(gcf,'style','text',... 'unit','normalized','position',[0.02+k*0.1,0.55,0.08,0.06],... 'BackgroundColor',0.6*[1,1,1],'ForegroundColor','b',... 'String',DD(k),'fontsize',16,'fontname','times new roman'); end h=1; ss='b'; qq=eomday(y,m); for k=1:qq; n=datenum(y,m,k); [da,w] = weekday(n); if k==d; ss='r'; end uicontrol(gcf,'style','push',... 'unit','normalized','position',[0.02+da*0.1,0.55-h*0.08,0.08,0.06],... 'BackgroundColor',0.6*[1,1,1],'ForegroundColor',ss,... 'String',num2str(k)); ss='b'; if da==7; h=h+1;

我的基于MATLAB仿真的数字调制与解调设计

摘要:设计了二进制振幅键控(2ASK)、二进制移频键控(2FSK) 、二进制移相键控(2PSK)调制解调系统的工作流程图,并得用了MATLAB软件对该系统的动态进行了模拟仿真,得用仿真的结果,从而衡量数字信号的传输质量。(仿宋、小五号) 关键词:调制解调、2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK、MATLAB(宋体、小五号) ABSTRACT(四号加粗居中放置): The work stream diagrams of 2ASK、2FSK、2PSK are designed .MA TLAB softwave is used to simulate the modem system by the scatter diagrams and wave diagrams, then the transmit quality of digital signal can be measured.(小五号) Key word:Amodulate and ademodulate 、2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK、MATLAB(小五号) (正文:宋体、五号 一级标题:黑体、四号,小标题上下空一行。) 一、数字调制解调相关原理 在通信系统中,信道的频段往往是很有限的,而原始的通信信号的频段与信道要求的频段是不匹配的,这就要求将原始信号进行调制再进行发送.相应的在接收端对调制的信号进行解调,恢复原始的信号,而且调制解调还可以在一定程度上抑制噪声对通信信号的干扰。 调制解调技术按照通信信号是模拟的还是数字的可分为模拟调制解调和数字调制解调。数字调制的基本方式可以归结为3类:振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。此外还有这3类的混合方式。 对于数字调制信号,为了提高系统的抗噪声性能,衡量系统性能的指标是误码率。1.1二进制振幅键控(2ASK) 振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。当数字基带信号为二进制时,则为二进制振幅键控。设发送的二进制符号序列由0,1序列组成,发送0符号的概率为P,发送1符号的概率为1-P,且相互独立.该二进制符号序列可表示为: 其中: Ts是二进制基带信号时间间隔,g(t)是持续时间为Ts的矩形脉冲, 为单极性不归零脉冲序列,则根据幅度调制的原理,一个二进制的振幅键控信号可以表示成一个单极性矩形脉冲序列与一个正弦型载波的相乘,即 2ASK信号的时间波形如果是通断方式,就称为通断键控信号(OOK信号)。 二进制振幅键控信号的产生可以采用数字键控的方法实现也可以采用模拟相乘的方法实现。2ASK信号与模拟调制中的AM信号类似。所以,对2ASK信号也能够采用非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法),其相应原理方框图如图1.1所示。

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