MATLAB仿真技術(shù)

1、MATLAB仿真技術(shù)作業(yè)合集MATLAB仿真技術(shù)第1章習題1355利用直接輸入法和矩陣編輯器創(chuàng)建矩陣A=小<246解：（1）利用直接輸入法輸入程序A=135;246按Enter鍵后，屏幕顯示A=135246用矩陣編輯器創(chuàng)建矩陣，如圖1.1所示。17圖1.1MATLAB編輯器7.用矩陣編輯器創(chuàng)建矩陣a,使a具有如下矩陣形式。用矩陣編輯器創(chuàng)建矩陣a的過程如圖1.2、1.3、1.4、1.5、1.6所示。圖1.2圖1.312341241231123of24562456of378937&9J圖1.4圖1.51230"12"123"1230"13556

2、_564560_a=a二34=a二4=a二40_=a=解246_7890_1-56789789011100001701015-235714169.已知矩陣B=4013022，試：提取矩陣B的第一行和第二行的第2、10121921311182529_4、5個元素組成新矩陣B1；提取矩陣B的第三行和第一行的全部元素組成新矩陣B2；rba<4x4dcublo使矩陣B的第一行和第三行的第2；4個元素為0；標出矩陣B的第一行中小于5的元素。解：如上題，用矩陣編輯器生成矩陣B,再輸入程序B1=B(1,2,2,4,5)按Enter鍵后，屏幕顯示B1=001551416 輸入程序B2=B(1,3,:)按

3、Enter鍵后，屏幕顯示B2=17010401301522 第一行和第三行的第2；4個元素原本就為0。 輸入程序如下C=B(1,:)5;刪將B矩陣第一行中小于5的值標記為1D=B(1,C)%去B矩陣第一行中標為1的元素按Enter鍵后，屏幕顯示D=01011.已知矩陣a為4階魔方陣，令a+3賦值給b，a+b賦值給c,求b和c。解：程序如下。>>a=magic(4)%建立4階魔方矩陣a=16231351110897612414151>>b=a+3%將a中各元素加3b=19561681413111210915717184>>c=a+b%將a,b中對應元素相加c=

4、3579291325231921171527>>A=rand(3,3)A=664/8151298/1433751/5914>>B=rand(3,2)B=687/712589/37376271/6461>>C=rand(2,3)C=689/4856407/965>>Q1=C*A'2*BQ1=1444/3571263/31111313313.已知A為3X3的均勻分布隨機矩陣，B為3X2的均勻分布隨機矩陣，C為2X3的均勻分布隨機矩陣，求Q=C*A'2*B。解：程序如下。%A為3X3的均勻分布隨機矩陣717/785408/1465149

5、3/23611324/2421694/7115338/353%B為3X2的均勻分布隨機矩陣581/607614/12651142/1427%C為2X3的均勻分布隨機矩陣1065/11631966/204961/773581/54616485/1544699/16315.指出下列矩陣函數(shù)所實現(xiàn)的具體運算。A=rand(5):B二rank(A):C=eig(A):D=sqrtm(A):E=det(A)解：A=rand(5)建立5x5的均勻分布隨機矩陣；B=rank(A)求A矩陣的秩；C=eig(A)是求的A矩陣的全部特征值；D=sqrtm(A)是按矩陣乘法的方式對A矩陣開平方根；E=det(A)是

6、求矩陣A的行列式。17.利用MATLAB的roots函數(shù)求/(x)=x5+4x4+10x3+16x2+17x+12=0的根。解：程序運行如下>>p=1,4,10,16,17,12p=1410161712>>x=roots(p)x=-1.6506-1.0000+1.4142i-1.0000-1.4142i-0.1747+1.5469i-0.1747-1.5469i兀19.畫出一個幅度為2、頻率為4Hz、相位為的正弦信號。3解：程序如下>>A=2;>>phi=pi/3;>>omega=2*pi/12;>>n=-10:10;&g

7、t;>x=A*sin(omega*n+phi);>>stem(n,x,'fill');>>gridon;運行結(jié)果如圖1.7所示。圖1.7離散正弦信號圖第2章習題1系統(tǒng)的微分方程為x'(t)=-4x(t)+2u(t),其中u(t)是幅度為1、角頻率為lrad/s的方波輸入信號，試建立系統(tǒng)的Simulink模型并進行仿真。解：利用模塊庫中的模塊建立系統(tǒng)模型，如圖2.1所示。圖2.1求解微分方程的模型在Scope窗口中看到仿真曲線如圖2.2所示。0.5r0.4-0.30.2-0.1n_iI11iuj051(1520圖2.2仿真結(jié)果3.某單位反饋控

8、制系統(tǒng)如圖2.3(a)所示，引人反饋如圖2.3(b)所示。圖2.3(1) 在Simulink環(huán)境下構(gòu)建原始系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，輸入階躍信號，進行仿真，并對結(jié)果進行分析。(2) 在原系統(tǒng)中引人比例反饋，在Simulink環(huán)境下構(gòu)建引人比例反饋后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,進行仿真，并對結(jié)果進行分析。解：(1)在Simulink環(huán)境下構(gòu)建原始系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖2.4所示，仿真結(jié)果如圖2.5所示。圖2.5仿真結(jié)果(2)在Simulink環(huán)境下構(gòu)建引人比例反饋后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2.6所示，仿真結(jié)果如圖2.7所示。圖2.6仿真模型圖2.7仿真結(jié)果5.使用Simulink仿真求下列系統(tǒng)的單位脈沖響應（Simulink中沒有單位

9、沖激信號模塊,所以要利用階躍信號模塊經(jīng)微分來產(chǎn)生）。1)H(s)5(s+1)s(s+2)(s+5)5s2+s+1(2)H(s)=s3+s2+1解:（1）建立的系統(tǒng)仿真模型如圖2.8所示，仿真結(jié)果如圖2.9所示。圖2.8系統(tǒng)仿真模型圖2.9仿真結(jié)果2）建立的系統(tǒng)仿真模型如圖2.10所示，仿真結(jié)果如圖2.11所示。圖2.10系統(tǒng)仿真模型圖2.11仿真結(jié)果第3章習題2.利用信號處理模塊庫中的模塊，構(gòu)造并仿真信號:/(n)=§(n)+2u(n-l)-5(n-3)解：圖3.1仿真框圖選擇模塊搭建好的模型如圖3.1所示。接著設(shè)置各個模塊的參數(shù)，DiscreteImpulse模塊參數(shù)如圖3.2所示

10、，DiscreteImpulse1模塊參數(shù)如圖3.3所示，Buffer中OutputBufferSize設(shè)置為20，Gain模塊Gain參數(shù)設(shè)為-1，Constant模塊中ConstantValue設(shè)為2，Delay模塊中Delay參數(shù)設(shè)為1。仿真結(jié)果如圖3.4所示。圖3.2DiscreteImpulse模塊參數(shù)£EEanceLBelpSpp1?SourceBlackParameten-:Diterete-ImpukelIiiscreteIipijJ.se(lurLk?OutputadiscreteunitijipulseTli日irxpuLsewillbeoffsetbyth日xi

11、unbe-EafsaripLssj.ntheBelaypaiSLUctx.;ReUIia.ta.TjrperDelayfranple-s):Sarqjlfituu:SwlcJperfruie;圖3.3DiscreteImpulse1模塊參數(shù)B141G1BZOMMl/Vec仙S-z-DptEIe丫於古Chdfineb迥Aid*HP廣門p-0>2Fraw:2圖3.4仿真結(jié)果5設(shè)計一個巴特沃斯數(shù)字低通濾波器，使其滿足：通帶截止頻率為0.4n，通帶波紋小于0.5dB;阻帶截止頻率為06n，阻帶最小衰減為50dB，試用FDAtool設(shè)計該數(shù)字濾波器,并生成脈沖響應曲線和頻率響應曲線。解：按3.5圖

12、設(shè)計濾波器參數(shù)。.嚴喘h(huán)葉MiU*!-Hew<3Blili>l!-iwa甲|omtBfjflM.丄mnt圖13.5濾波器設(shè)計界面點擊Impulse選項得到?jīng)_激響應曲線如圖3.6所示。ls>pr£口左0W2030405050圖3.6沖激響應頻率響應曲線如圖3.7所示。圖3.7幅頻特性和相頻特性12.自行錄入一段語言信號，并對其做4倍抽取運算，觀測抽取前與抽取后的頻譜變化。解：選擇模塊構(gòu)造仿真框圖如圖3.8所示。圖3.8仿真模型框圖在matlab工作空間輸入命令x,fs=wavread('E:yinyuexuyong.wav');設(shè)置各個模塊參數(shù)。Buf

13、fer模塊參數(shù)如圖3.9所示。Signalfromworkspace參數(shù)如圖3.10所示。圖3.9Buffer參數(shù)設(shè)置廚SourerBlackPjrarnrtert:SignalFromWorkspaceSienaLFronVorhspace(nasi:)(lirikJOutputj-ijnalairpleobta.itirdftrn"theHIATULBvurkspaceatsuccegBiesampletimes.Asienalnstrisisinteipretedash.a.vini：onechanru-Lpru口IllhcuSj.fn.alcolmnisnayhebuffex

14、esitrtoftfanes"byspeEifyiriga.viijriherofsanplesperfruitgreatatthan1.AnfleDTtiPsicrialarray口irtputsiTkXnatric&sstsuccessimanpletuwsThesample'spei£eam.mistbeequal七口】£ethree-dinens-i口"么1sitialarrays.Par：ainetet:a仿真結(jié)果如下：Sienal:圖3.10Signalfromworkspace參數(shù)設(shè)置mprlql-dEU圖3.11仿真前EM

15、V'aciarScc-aalRlt西&Qwniw*flindcrtfc-Hdp超於JSX圖3.12仿真后第4章習題2對四進制差分相移鍵控(DPSK)通信系統(tǒng)進行建模和蒙特卡羅仿真。解：程序如下：clearall;SNRindB1=0:2:12;SNRindB2=0:0.1:12;fori=1:length(SNRindB1)simu_err_prb(i)=snr2ps(SNRindB1(i);%仿真誤碼率endfori=1:length(SNRindB2)SNR=exp(SNRindB2(i)*log(10)/10);theo_err_prb(i)=2*qfunc(sqrt(S

16、NR);endsemilogy(SNRindB1,simu_err_prb,'*');holdon;semilogy(SNRindB2,theo_err_prb);xlabel('Eb/N0(dB)');ylabel('誤碼率')；legendC仿真符號誤碼率'，理論符號誤碼率')；functionp=snr2ps(snr_in_dB)N=10000；Es=1；snr=10"(snr_in_dB/10);sigma=sqrt(Es/(4*snr)；fori=1:2*Ntemp=rand;if(temp<0.5)ds

17、ource(i)=0;elsedsource(i)=1;endendmapping=0132;M=4;diff_enc_output=cm_dpske(Es，M，mapping，dsource);fori=1:Nn(1)n(2)=gausamp(sigma);r(i，:)=diff_enc_output(i，:)+n;endnumoferr=0;prev_theta=0;fori=1:Ntheta=angle(r(i，1)+j*r(i，2);delta_theta=mod(theta-prev_theta,2*pi);if(delta_theta<pi/4)|(delta_theta&g

18、t;7*pi/4)decis=00;elseif(delta_theta<3*pi/4)decis=01;elseif(delta_theta<5*pi/4)decis=11;elsedecis=10;endprev_theta=theta;if(decis(1)=dsource(2*i-1)|(decis(2)=dsource(2*i)numoferr=numoferr+1;endendp=numoferr/N;endfunctionenc_comp=cm_dpske(E,M,mapping,sequence)k=log2(M);N=length(sequence);remainder=rem(N,k);if(remainder=0)fori=N+1:N+k-remaindersequence(i)=0;endN=N+k-remainder;endtheta