通信与信息工程学院2014 /2015 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通工2班学生学号学生姓名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 t 2cos 15.0--=曲线。

实现方法：plot 画图 程序：clccleart=0:0.01:10;y=1-exp((-0.5)*t).*cos(2*t); plot(t,y,'r-'); xlabel('t'); ylabel('y');title('绘制曲线'); 结果及结果分析：1234567891000.511.5ty绘制曲线对源程序的改进：1.加了坐标轴标示，标题2.将步长细化2． 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。

图 E2-1 题15所要表示的波形（逐段解析函数）实现方法：plot 画图 程序 t=0:0.01*pi:10;y=sin(t); a=sin(pi/3); z=(y>=0).*y;z=(y>=a).*a+(y<a).*z; plot(t,y,':r'); hold on ;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); axis([0 10 -1.2 1.2]); hold off ; 结果及结果分析12345678910-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81tz =f (t )逐段解析函数对源程序的改进：1.使用了常规的t 生成方法。

2.因为原程序图形上下都顶到了，不好看。

所以加上规定坐标轴值范围的语句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 ?实现方法：matlab 矩阵操作 程序： clcclearA=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; [U,S,V]=svd(A);tol=S(1,1)*3*eps;sum(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)结果及结果分析：（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0 （4） S(1,1)/S(3,3) - cond(A) 的结果是0（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-1.3124e-016 （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 ；1，14． 题目： 求积分dt t x⎰]sin[cos ，π20≤≤x 。

提示：abs,sin,cos,cumsum,disp,plot,grid实现方法：使用int 函数程序：F1=vpa(int(abs(sin(cos(t))),t,0,2*pi))结果及结果分析：F1 =3.57297496390010467337484720250395． 题目： 求方程2,122==+xy y x 的解。

实现方法:使用solve 函数 程序：syms xsyms yA=solve('x*x+y*y=1','x*y=2',x,y); Ax=A.x Ay=A.y结果及结果分析： 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。

实现方法: 使用了 text,for,if 函数 程序 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')end if 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程序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)结果及结果分析：24681012141618-0.200.20.40.60.811.21.41.6二阶系统归一化响应ty (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。

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

程序:结果及结果分析结果分析：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； 程序:结果及结果分析结果分析：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 相轨程序：结果及结果分析：10．题目：CD74HC00仿真（数字电路）实现方法: 这里就是四个与非门的实现，利用Logical Operator模块做出四个与非门；用两个Pulse Generator分别产生“1100”和“0101”的序列码，检验系统对于“00”、“01”、“10”、“11”四种输入的输出。

程序:结果：结果分析:前两路分别为产生“1100”和“0101”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；可以看到，四路输出信号与输入信号均符合与非逻辑的关系。

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.6)观察滤波前后信号的波形和频谱。