通信与信息工程学院2015 / 2016 学年第 2 学期软件设计实验报告模块名称MATLAB软件设计专业通信工程学生班级B130102学生学号B13010229学生姓名郭智超指导教师孟田甜报告内容一、要求练习的实验部分1.题目：在时间区间 [0,10]中，绘出t e y t2cos 15.0--=曲线。

程序代码：t=0:0.02:10;y=1-exp((-0.5)*t).*cos(2*t); plot(t,y,'b'); xlabel('time');ylabel('amplitude'); title('figure 1'); grid实验结果：24681000.511.5timea m p l i t u d efigure 12.题目：写出生成如图E2-1所示波形的MATLAB 脚本M 文件。

图中虚线为正弦波，要求它的负半波被置零，且在23处被削顶。

程序代码：t=linspace(0,10,500); %产生线性间隔的向量（在0-10之间取500点）y=sin(t); a=sin(pi/3); z=(y>=0).*y;z=(y>=a).*a+(y<a).*z; plot(t,y,':r');hold on; %保持当前图形 plot(t,z,'b-') xlabel('t'); ylabel('z=f(t)');title('逐段解析函数');legend('y=sin(t)','z=f(t)',4); %确定向量长度 axis([0 10 -1.2 1.2]); %限定坐标轴范围 hold off; grid实验结果：24681001tz =f (t )逐段解析函数3.题目： 令⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=987654321A ，运行 [U,S,V]=svd(A);tol=S(1,1)*3*eps; 然后回答以下问题： （1） sum(diag(S)>tol) - rank(A) 是多少 ？（2） S(1,1) - norm(A) = 0 是多少 ?（3） sqrt(sum(diag(S*S))) - norm(A,'fro') 的结果是什么 ?（4） S(1,1)/S(3,3) - cond(A) 的结果是什么 ?（5） S(1,1)*S(2,2)*S(3,3) - det(A) < tol 的运行结果是什么？ （6） V(:,1)'*null(A) 得到什么结果 ?（7） abs(A*null(A)) < tol 得到什么结果 ? （8） U(:,1:2) = = orth(A) 的运行结果是什么 ?程序：A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9][U,S,V]=svd(A);tol=S(1,1)*3*epssum(diag(S)>tol) - rank(A) S(1,1) - norm(A)sqrt(sum(diag(S*S))) - norm(A,'fro') S(1,1)/S(3,3) - cond(A)S(1,1)*S(2,2)*S(3,3) - det(A) < tol V(:,1)'*null(A)abs(A*null(A)) < tol U(:,1:2) == orth(A)运行结果：（1） sum(diag(S)>tol) - rank(A) 的结果是0 （2） S(1,1) - norm(A) = 0的结果是0（3） sqrt(sum(diag(S*S))) - norm(A,'fro') 的结果是3.5527e-015 （4） S(1,1)/S(3,3) - cond(A) 的结果是 -8（5） S(1,1)*S(2,2)*S(3,3) - det(A) < tol 的结果是1 （6） V(:,1)'*null(A) 的结果是 0（7） abs(A*null(A)) < tol 的结果是1；1；1（8） U(:,1:2) = = orth(A) 的结果是 [1 1 ；1 1 ；1 1] 4.题目：求积分dt t x⎰0]sin[cos ，π20≤≤x 。

提示：abs,sin,cos,cumsum,disp,plot,grid程序代码：t=0:pi/100:2*pi;f=abs(cos(sin(t)));F=cumsum(f)*pi/100; %求和 plot(t,F); xlabel('t'); ylabel('f');title('积分曲线'); grid on运行结果：123456700.511.522.533.544.55tf积分曲线5.题目： 求方程2,122==+xy y x 的解。

提示：solve 程序代码：syms xsyms y %变量定义A=solve('x*x+y*y=1','x*y=2',x,y); Ax=A.x Ay=A.y运行结果：Ax =-1/2*(1/2*5^(1/2)+1/2*i*3^(1/2))^3+1/4*5^(1/2)+1/4*i*3^(1/2) -1/2*(1/2*5^(1/2)-1/2*i*3^(1/2))^3+1/4*5^(1/2)-1/4*i*3^(1/2) -1/2*(-1/2*5^(1/2)+1/2*i*3^(1/2))^3-1/4*5^(1/2)+1/4*i*3^(1/2) -1/2*(-1/2*5^(1/2)-1/2*i*3^(1/2))^3-1/4*5^(1/2)-1/4*i*3^(1/2) Ay =1/2*5^(1/2)+1/2*i*3^(1/2) 1/2*5^(1/2)-1/2*i*3^(1/2) -1/2*5^(1/2)+1/2*i*3^(1/2) -1/2*5^(1/2)-1/2*i*3^(1/2)6.题目： 在某激励条件下，二阶系统归一化响应可表示为)sin(11)(θββξ+-=-t e t y t ，其中ξ为阻尼系数，21ξβ-=，)1(2ξξθ-=arctg 。

请用不同的颜色或线型，在同一张图上，绘制0.2:2.0:2.0=ξ取值下系统在]18,0[∈t 区间内的响应曲线，并要求用2.0=ξ和0.2=ξ对它们相应的两条曲线进行醒目的文字标志。

代码段1：clc clear syms k;t=0:0.1:18; hold on;%kz={'-r' '.g' 'b' 'c' 'm' 'y' 'k' 'w' ':r' ':g'}; kz='r g :b c m y k w r g r:'; i=0;for k=0.2:0.2:2 i=i+1; clear y;a=sqrt(1-k^2);b=atan(sqrt(1-k^2)/k); if k==1y=(exp(t)-t-1)./exp(t); plot(t,y,kz(i)) elsey=1-1/a*exp(-k*t).*sin(a*t+b); plot(t,y,kz(i)) end% plot(t,y,kz(i)) if k==0.2text(8,1.2,'阻尼系数是0.2') endif k==2text(14,0.9,'阻尼系数是2') end endtitle('二阶系统归一化响应'); xlabel('t'); ylabel('y(t)'); hold off grid运行结果：5101520-0.200.20.40.60.811.21.41.6二阶系统归一化响应ty (t )代码段2（求极限）：syms klimit('1-1/sqrt(1-k^2)*exp(-k*t)*sin(sqrt(1-k^2)*t+atan(sqrt(1-k^2)/k))',k,1) 运行结果： ans =(exp(t)-t-1)/exp(t)7.题目： 构建一个简单的全波整流模型，并用示波器分两路同时观察原信号和整流后的信号波形。

要求：信源模块被重新命名为“输入正弦波”；信宿模块被重新命名为“示波器”；连接到信宿的信号线上分别标注“原信号”和“整流信号”；在模型窗中添加注释文本。

方法1：用sine wave 产生正弦波，用abs 进行整流，用Scope 进行信号的观察。

示波器观测结果：方法2：示波器观测结果：结果分析：两种方法都较好的实现了全波整流。

8.题目： 利用 SIMULINK 及其标准模块设计一个低通滤波器，从受噪声干扰的多频率混合信号)(t x 中获取10Hz 的信号。

在此)()1002cos()102sin()(t n t t t x +⋅⋅+⋅⋅=ππ，而)2.0,0(~)(N t n 实现方法: 用Sine Wave 产生正弦波，用Random Number 产生随机信号，用sum 将信号相加，用Analog Filter Design 设计低通滤波器，用Mux 模块将信号合并在一起,用Scope 观察信号；实验模型：示波器观测结果：结果分析：LPC 使用Butterworth 方法，实现了不错的低通滤波效果。

9.题目：已知系统的状态方程为：⎩⎨⎧=--=1222211)1(y y y y y y，其中25.0)0(,25.0)0(21==y y ，请构建该系统的仿真模型，并用XY Graph 模块观察21,y y 相轨迹。

实现方法：利用乘法器，加法器，积分器搭建模型，利用XY Graph 模块观察21,y y 相轨。

实验模型：运行结果：10.题目：CD74HC00仿真（数字电路）数字电路实验模型：封装后功能检测模型：运行结果：结果分析：前两路分别为产生“1010”和“1100”的脉冲发生器的波形，后四路波形则分别为四个与非门的输出；系统对于“11”、“01”、“10”、“00”四种输入的输出符合与非逻辑关系，设计无误，可以实现预期功能。

11.题目： 2FSK信号的生成与接收滤波要求：1)产生二进制[0，1]随机信号波，信号波特率为1000B2)对此信号进行2FSK调制，f1=1500Hz, f2=3050Hz3)加入高斯白噪声4)在接收端进行带通滤波5)抽样速率为20KHz.观察滤波前后信号的波形和频谱。