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1、MATLAB在信号处理中的应用1MATLAB简介2MATLAB在采样与波形发生的应用3MATLAB在数字滤波器中的应用4MATLAB在参数模型和谱估计中的应用5SIMULATE的应用与范例1.1MATLAB简介MATLAB是一种面向科学与工程计算的高级语言，该语言最初是在1980年由美国的CleveMoler博士提出，其主要目的是解决矩阵运算和作图用高级语言(FORTRON，C等)实现比较烦琐的问题，因此又称作“矩阵实验室”，(MatrixLaboratory)。在MATLAB没有问世以前，对于简单的矩阵运算以及作图都要编出很复杂的程序来实现，大大限制了计算机在工程计算方面的应用。而MAT
2、LAB的出现彻底解决了这种尴尬局面，该语言集成了计算、可视化以及与数学表达式相似的编程环境，大大方便了用户的使用，并广泛用于计算、算法研究、模拟仿真、数据分析和科学工程作图等。目前在国外的高等院校里，MATLAB已成为大学生、研究生甚至博士生必须掌握的技能;在设计单位和工业部门，MATLAB也已成为研究和解决各种问题的一种标准软件。1.1MATLAB简介MATLAB系统主要包括以下五个部分:①MATLAB语言:MATLAB语言是一种包括控制流语句、函数、数据结构、输入/输出和面向对象编程特性的高级语言,它以矩阵作为基本的数据单元,既可以快速创建小程序完成简单运算,也可以为了复杂应用,编写完
3、整的大应用程序。②MATLAB工作环境:MATLAB工作环境主要包括一系列完成如管理工作空间的变量、数据输入/输出、Ｍ文件(MATLAB的应用程序)的生成、调试、解释的工具。③图形句柄:图形句柄是MATLAB的图形处理系统,其中既包括二维、三维数据的可视化图形表示、图象处理的直观显示的高级命令,也包括定制图形显示、创建应用程序完整的图形用户界面(GUI)的低级命令。④MATLAB数学函数库:该库收集了巨量的数学函数及算法,从简单的数学函数如sum、sine、cosine和复数运算,到复杂的函数如矩阵求逆、求特征值、Bessel函数、fft。⑤MATLAB应用程序接口(API)它是一个允许用
4、户编写与MATLAB交互的Ｃ和FORTORN程序的库,包括从MATLAB中调用程序、调用MATLAB作为计算引擎和读/写MAT文件。1.2MATLAB特色举例考虑两个矩阵A和B的乘积问题，在C语言中要实现两个矩阵的乘积并不仅仅是一组双重循环的问题。双重循环当然是矩阵乘积所必需的，除此之外要考虑的问题很多。例如：A和B有一个是复数矩阵怎么考虑；其中一个是复数矩阵时怎么考虑；全部是实系数矩阵时又怎么管理；这样就要在一个程序中有4个分支，分别考虑这4种情况。然后还得判断这两个矩阵是否可乘。而考虑两个矩阵是否可乘也并不仅仅是判断A的列数是否等于B的行数这么简单。其中一个若为标量，则它们可以无条件地
5、相乘。其中有标量时又得考虑实数与复数的问题等。所以说，没有几十分钟的时间，用C语言并不可能编写出考虑各种情况的子程序。有了MATLAB这样的工具，A和B矩阵的乘积用A*B这样简单的算式就能表示了。1.2MATLAB特色举例考虑一个二元函数如何用三维图形的方式表现出这个曲面？用C这类语言，绘制图形是一个难点，且从一个机器移植程序到另一个机器，大部分调试程序时间都花在这上。但使用MATLAB这类高级语言，完成这样的工作就是几个直观语句的事。且得出的图形美观准确、可以将语句毫不变化地移植到另外的机器上，得出完全一致的结果，如下所示：1.2MATLAB特色举例>>[x,y]=meshgrid(-3
6、:1/8:3); z=3*(1-x).^2.*exp(-(x.^2)-(y+1).^2)-10*(x/5-x.^3-y.^5)... .*exp(-x.^2-y.^2)-1/3*exp(-(x+1).^2-y.^2);surf(x,y,z),shadinginterp;colorbar1.3MATLAB支持的数据结构MATLAB语言的赋值语句有两种：变量名=运算表达式[返回变量列表]=函数名(输入变量列表)MATLAB支持变量和常量，其中pi为圆周率p,更重要的，MATLAB支持IEEE标准的运算符号，如Inf表示无穷大，NaN(NotaNumber)为0/0,0*Inf或In
7、f/Inf等运算结果。MATLAB变量名应该由字母引导，后面可以跟数字、字母或下划线等符号。MATLAB是区分变量名字母大小写的。1.4变量的运算(1)MATLAB变量的代数运算如果给定两个矩阵A和B,则我们可以用A+B,A-B,A*B可以立即得出其加、减和乘运算的结果。若这两个矩阵数学上不可以这样运算，则将得出错误信息，并终止正在运行的程序。在MATLAB下，如果A和B中有一个是标量，则可以无条件地进行这样的运算。MA
