MATLAB在高职院校信号与系统课程中的应用

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matlab语言在信号与系统课教学中的应用与实践

matlab语言在信号与系统课教学中的应用与实践

matlab语言在信号与系统课教学中的应用与实践在信号与系统课教学中,MATLAB语言具有非常重要的应用和实践价值。

下面是几个方面的细节:1、信号与系统分析。

MATLAB语言拥有丰富的信号与系统分析工具箱,可以方便地进行信号处理、滤波、频域分析、时域分析、功率谱分析、线性系统分析等。

学生可以运用MATLAB编写程序,实现各种信号与系统分析的任务,从而更好地理解掌握课程中的相关知识点。

2、实时仿真。

MATLAB提供了Simulink仿真环境,可以对信号与系统进行实时仿真。

学生可以运用Simulink搭建模型,并通过调整模型参数、控制变量等方式,模拟实际情况下信号与系统的行为。

通过这样的实时仿真,学生可以更加深入地了解信号与系统的运行原理与特性。

3、数据可视化。

MATLAB语言具有丰富的图形可视化工具,可以方便地绘制各种信号与系统的图形,并进行数据分析与展示。

在课堂教学中,教师可以通过绘制不同类型的图形,比如频谱图、时域图、相位图等,来诠释和演示重要的概念和原理。

学生也可以通过练习绘制图形等方式,提高数据处理与可视化技能。

4、自主探究。

MATLAB语言支持自主探究,在不同的信号与系统分析任务中,学生可以通过编写程序自主探究或设计实验,探究信号与系统的特性和应用。

这样的自主探究不仅可以深入理解信号与系统的基本概念和原理,还可以帮助学生培养自主探究和问题解决的能力。

综上所述,MATLAB语言在信号与系统课教学中拥有重要的应用和实践价值。

通过运用MATLAB语言进行信号与系统分析、实时仿真、数据可视化和自主探究等任务,学生可以更加深入和全面地理解和应用课程中的相关知识和技能。

MATLAB在《信号与系统》教学中的应用

MATLAB在《信号与系统》教学中的应用
数调整范围小 .
根 本 就 无 法 满 足 促 进 理 论 教 学 的要 求 , 后 是 学 生 课 后 的练 习 方 式 单 一 , 停 留在 数 学 的 繁 杂 计 算 上 , 乏 灵 活 、 态 地 对 计 最 仅 缺 动 算 结 果 进 行 分 析 , 大 地 降低 了学 生 对 课 程 基 础 理 论 的深 入 理 解 和 实 际 应 用 能 力 的 培 养 。 大 由于 传 统 教 学模 式 的 不 足 , 接 造 成 了理 论 教 学 课 时 不够 , 践 教 学 环 节 薄 弱 , 生 学 习 负 担 加 重 。 直 实 学
中图 分 类 号 : P 9 T 31
文献标识码 : A
文章 编 号 : 0 9 3 4 (0 8 1 — 1 2 — 4 1 0 — 0 4 2 0 )6 2 3 5 0
Ap l a i n fM ATLAB i h e c i g o i n la d S s e p i t so c o n t e T a h n S g a n y t m f
2传 统教 学 中存 在 的不 足
《 号 与 系统 》 一 门 理 论 性很 强 的 专 业 基 础 课 , 及 到 大 量 的基 本 概 念 和 基 本 理 论 , 仅 是 先 学课 程 《 路 分 析 》 延 续 , 且 信 是 涉 不 电 的 而
是 后 续 许 多 电子 电气 类 专 业 课 ( 《 字 信 号 处 理 》 《 信 原 理 》 ) 基 础 。然 而 , 传 统 的黑 板 板 书 教 学 方 法 中 ( 如 数 、通 等 的 在 即便 有些 使 用 了 多媒 体 教学 方式 ) 由于 需 要 大 量 的数 学 知 识 和 电路 分 析 知 识 为 基 础 , 课 堂 理 论 教 学 过 于 抽 象 、 燥 , 式 推 导 繁 杂 , 学 模 式 死 , 其 枯 公 教 板 , 成 学 生 的学 习兴 趣 下 降 , 采 用 实 验 箱 展 开 的实 验 教 学 环 节 严 重 脱 离理 论 教 学 , 现 为 实 验 的

Matlab软件在信号与系统课程中的应用

Matlab软件在信号与系统课程中的应用

Matlab软件在信号与系统课程中的应用摘要:简要介绍了信号与系统传统的教学方式及Matlab软件的特点,并通过实例介绍了Matlab在信号与系统课程中的应用。

关键词:信号与系统Matlab 教学1 传统的教学方式《信号与系统》是我国高校电子信息类专业的必修课程。

该课程无论从教学内容还是教学目的来看,都是一门应用性和实践性极强的课程,其中的基本原理和方法广泛应用于计算机信息处理的各个领域。

但是长期以来,《信号与系统》课程一直采用黑板式的单一理论教学方式,学生们仅能依靠做习题来巩固和理解教学内容,虽然手工演算训练了计算能力和思维方法,但是对一些应用性极强的内容却无法亲自动手设计、调试、分析,严重影响了学生对所学知识的理解和应用,在一定程度上也制约了学生学习的主动性和创造性,达不到培养综合能力的目的。

因此,迫切需要进行教学方法和教学手段的改革。

2 Matlab软件的特点Matlab软件是1984年由Mathworks公司推出,目前已成为国际上最流行、应用最广泛的科学与工程计算软件,其主要特点有以下几点。

(1)高效的数值计算和符号计算功能,使我们从繁杂的数学运算分析中解脱出来。

(2)完备的图形处理功能,实现计算结果和编程的可视化。

(3)友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言,易于学习和掌握。

(4)功能丰富的应用工具箱,为我们提供了大量方便实用的处理工具。

Matlab的这些特点,使得学生们在学习《信号与系统》时,就可以摆脱烦琐的数学运算,从而更注重于信号与系统的基本分析方法和应用的理解与思考,并能将课程的重点、难点及部分习题用MATLAB进行形象、直观的可视化计算机模拟与仿真实现,进一步加深对信号与系统的基本原理、方法及应用的理解。

3 Matlab在信号与系统课程中的应用我们以Matlab在S域分析中的应用为例。

在S域分析中,一般是要求画出系统的零极点分布图、单位冲激响应和系统的幅频和相频特性。

通常按照常规方法这种波形很难画出,但是应用Matlab就很容易。

MATLAB在_信号与系统_课程教学中的应用.

MATLAB在_信号与系统_课程教学中的应用.

“信号与系统” 是电子信息类专业非常重要的一门专业基础课, 该课程的前续课程为“高等数学” 和“电路理论” , 后续课程为“数字信号处理” 、“通信原理” 和“数字图像处理” 等, 在教学环节中起着承上启下的作用。

该课程的大部分概念都以数学推导为基础, 学生在学习这门课时, 普遍感到概念抽象, 对其中的分析方法和基本理论不能很好地理解和掌握。

为了帮助学生理解和掌握课程中的基本概念、基本原理、基本分析方法, 提高综合应用所学知识解决实际问题的能力, 同时考虑到电子信息类专业学生开设过MATLAB课程, 已经具备MATLAB的一些基本编程能力, 所以在“信号与系统” 课程教学中引入M ATLAB软件。

利用M ATLAB软件提供的强大数值运算函数库, 可以将课堂教学从繁重的运算与推导过程中解脱出来, 让学生学会用计算机辅助分析方法解决问题, 帮助学生将视线从数学计算的过程转向计算结果所对应的物理含义上, 将学习重点放在对基本概念的分析、理解和应用上, 提高教学效果。

[1]一、 MATLAB 语言的特点MATLAB是一套用于科学工程计算的可视化高性能软件, 是一种交互式的以矩阵为基本数据结构的系统, 具有强大的矩阵运算能力。

MATLAB中的工具箱和图形显示功能, 有利于直观、方便地进行分析、计算和设计工作。

MATLAB的信号处理工具箱为信号分析与处理提供了强大的应用处理函数库, 已成功地用于“信号与系统” 课程的问题分析、实验、滤波器设计及计算机模拟等工作中。

针对“信号与系统” 课程内容的特点, 利用MATLAB的信号处理工具箱和图形处理及数据可视化, 教师可以将结论直接用图形来演示, 从而让学生对抽象的概念和定理以及结论有直观的认识, 并加深对一些重要概念的理解; 同时, 学生也可以亲自动手进行课题设计 , 从而激发学习兴趣和增强借助计算机解决实际问题的能力。

二、信号与系统仿真实验设计 1. 针对课程中难点的实验范例在“信号与系统” 课程的教学中, 信号的傅里叶级数的概念可以说是学生遇到的第一个难点。

MATLAB软件在信号与系统教学中的应用

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已知 f( k) = ( 1/ 2) k ( k) , 求系统的零状态响应 yf ( k) 。 同样我 们首先可用时域 法求 得 yf ( k) = 系统零状态响应在 0~ 20 区间的数值。 ( k) 。再用 MATLAB 编程画出系统的零状态 响应波形如图 2, 并给出
由上述结果我 们可以 看出 系统函 数有 三个 极点 , 一 个实极点 p1 = 0, 两个复极点 p2, 3 = - 1 2i。H( s) 部 分分 式展开系数分别 为 - 0. 5, - 0. 5, 1。我 们可 以根 据程 序 图 2 离散 系统的零状态响应 y= Columns 1 through 7 1. 0000 1. 7500 0. 6875 - 0. 3281 - 0. 2383 0. 1982 0. 2156 Columns 8 through 14 - 0. 0218 - 0. 1015 - 0. 0086 0. 0515 0. 0187 - 0. 0204 - 0. 0141 Columns 15 through 21 0. 0069 0. 0088 - 0. 0012 - 0. 0047 - 0. 0006 0. 0022 0. 0008 在以上两例中 , 我 们如 果把 输入信 号改 成冲激 信号 ( 序列 ) 和阶跃信号 ( 序列 ) , 我们 就能得 到系 统的冲 激响 应 ( 单位序列响应 ) 和阶跃 ( 单位 ) 响应。 图3 连续系统的冲激响应 运行结果直接写出系 统的冲激响应 h( t) = [ 1- 0. 5e= [ 1- e
变得简单而直观 。 关键词 : MATLAB 应用 ; 信号与系统 ; LTI 系统 ; 取样定理 ; 拉普拉斯变换 ; Z 变换 中图分类号 : G 642. 0 文献标识码 : A 文章编号 : 1008- 7354( 2006) 04- 0090- 03 而 LTI 离散系统可用如下所示的 线性常 系数差 分方 程来描述

Matlab在信号与系统课程教学中的应用

Matlab在信号与系统课程教学中的应用

Matlab 在信号与系统课程教学中的应用收稿日期:2018-11-30信号与系统是电气信息类专业一门非常重要的专业基础课,主要讲述信号时域及频域分析方法,以及线性时不变系统对信号的处理。

信号与系统还是大部分高校电信类专业研究生考试的笔试科目。

因此学好这门课程,对于本专业学生的发展非常重要。

信号与系统课程融合了电路分析和高等数学等基础课程,具有较高的难度。

这也使得在教学中使用板书、PPT 等传统教学模式效率较低,很难调动学生积极性。

特别是对于应用型本科高校的学生来说,要想学好信号与系统课程更加困难。

笔者作为一名地方应用型高校的教师,对于信号与系统的教学进行了一些思考及改革,在教学中着重让学生体会所学理论知识的实际背景。

为了达到这一目的,在教学中引入Matlab 数值仿真软件,让学生通过该软件将所学概念理论进行实现,从而促进学生对抽象的理论知识的理解。

本文中,笔者将结合教学过程中的经验,举例阐述Matlab 在信号与系统教学改革中的促进作用。

一、Matlab 数值计算功能在求解线性时不变系统响应中的应用在信号时域分析中,求解系统微分方程,进而得到系统的响应,是学生学习过程中的一个难点。

下面用一个例子进行说明。

例一:求系统y ″(t )+2y ′(t )+100y (t )=10x (t )的零状态响应,已知x (t )=sin (2πt )u (t )。

Matlab 针对线性时不变系统的输出求解提供了Lism 函数,对于系统的任意输入,都可以得到相应的输出。

下面给出利用Lism 函数求解上述系统零状态响应的Matlab 代码:ts=0;te=5;dt=0.01;sys=tf ([10],[12100]);t=ts :dt :te ;x=sin (2*pi*t );y=lsim (sys ,x ,t );plot (t ,y );xlabel ('Time (sec )');ylabel ('y (t )')相应的零状态响应轨迹图如下所示:二、Matlab 在数字滤波器设计中的应用理想滤波器是信号与系统频域分析的重要内容。

MATLAB在《信号与系统》课程中的应用

MATLAB在《信号与系统》课程中的应用
求 的工 具箱 , 大大 扩展 了 MA L B的适 用 范 围 。 这 TA
SM LN I U I K是 M T A A L B的一个 附加组件, 为用户提供 了一个建模与仿真的工作平台。实际上 , 它也是一
种用 来 实现 计算 机仿 真 的软件 工 具 。它采 用模 块组 合 的方法 来 创 建 动态 系 统 的计 算 机 模 型 , 重 要 的特 点 其 是快 速 、 确 , 于 比较 复杂 的线性系 统 , 果更 为 明显 。也 可 以用于 模拟 线性 与 非线性 系 统 , 准 对 效 连续 和非 连续


研究 。

维普资讯






第 l 7卷
序, 用演示 程序 来辅 助教 学 , 抽象 的概念 、 使 定理 和复 杂 的数学 推导 简便 化 , 象地展 示信 号 的变化 过程 和结 形
果。
例如 : 正弦函数的卷积, 单位脉冲响应 h / = i( . n , [ ] s 0 5 ) 输入信号 ( ) s (. n , 7 , n n = i 0 2 ) 计算 当 /= , , n 7 01 ,
系统 , 或它们的混合系统 , 它是强大的系统仿真工具 。除此之外 , 它还提供 了图形动画处理方法 , 以便用户观 察系统仿真 的整个过程。SM LN I U IK的另外一个特点就是它的开放性 , 除了 自身的模块库 , 它还允许用户制 订 自己 的模 块 和模 块库 , 实现 交互 式 操 作 。此 外 ,I LN 为用 户 提 供 了 比较 全 面 的 帮助 系 统 , SMU IK 以便 用户
更好 地 应用 模 块库 。
2 演示程序
在《 信号与系统》 课程 中, 涉及到主要几个方 面 内容 : 信号频率的分 析 , 号的抽样与还原 , 信 系统特性的 模拟等。作者利用 M T A 6 5 A L B . 软件 , 将较为理解的卷积、 频谱分析 、al e Lpa 变换 和系统特性编写成演示程 c

浅谈MATLAB在高职电子课程中的应用

浅谈MATLAB在高职电子课程中的应用

知 识 实 体 化 . 更 真 实 的 体 会 到 所 学 知 识 的 重 要 性 以 及 实 用 性 。 从 教 性 。 大 量 、 密 的数 学 推 导 和 公 式 , 且 分 析 推 导 的方 法 往 往 从 时 域 能 有 严 而
学 安 排 的 实 际情 况 看 , 开 设 各 门专 业 课 程 之 前 学 生 已 经 学 习 了 计 算 和 频 域 同时 展 开 。教 学 实 践 中 , 少 学 生 反 映 学 习 通 信 原 理 常 常 会 遇 在 不 机 应 用 基 础 和 c语 言, 有 了一 定 的计 算 机 编程 能 力 , 果 这 时 将 基 于 到 这 样 的 状 况 . 然 公 式 记 了不 少 , 不 知 如 何 用 ; 目中 已 知 条 件 给 具 如 虽 却 题 却 这 可 视 化 编 程 语 言 平 台 的 易 学 易 用 的 MA I B 开发 系 统 用 于 专 业 课 程 了不 少 , 弄 不 清楚 是 什 么 意 思 ; 实 际 上 反 映 了通 信 原 理 课 的 专 业 TJ A 的教 学 , 生 不 仅 容 易 接 受 , 且 还 可 以 增 强 对 理 论 概 念 与 数 学 推 导 的 课 特 点 : 信 原 理 中 的公 式 和 物 理 量 都 有 明 确 的 物 理 意 义 , 学 习 的 学 而 通 在 直 观 理 解 , 能 借 助计 算 机 的 编 程 设 计 能 力 来 解 决 实 际 问 题 。从 学 生 过 程 中必 须 仔 细 体 会 、 刻 理 解 , 则 , 会 出现 刚才 提 到 的 问题 。 习 并 深 否 就 学 角 度 来 看 , 握 m t b软 件 的 基 本 理 论 和 方 法 , 论 是 对 今 后 专 业 课 通 信 原 理 要 站 在 通 信 系 统 的 角 度来 分 析 和 研 究 问题 , 为 它 不 同于 电 掌 al a 无 因 的 学 习, 是 毕业 后从 事 专业 工 作 的 能力 , 具 有 重 要 的 意 义 。 下 面 简 路 、 电 、 电, 是 实 现 一 个 局 部 的 功 能 , 信原 理 是 对 通 信 系 统 的 模 还 都 模 数 只 通 单 介 绍 MA L B在 信 号 与 系 统 和 通 信 原 理 两 门 课 程 的 教 学 应 用 。 TA 块 级 、 统 级 的学 习 , 此 抓 住 系 统 的 模 块 框 图 就 是 抓 住 了 系 统 的 思 系 因 信 号 与 系统 是 将 学 生 从 电 路 分 析 的知 识 领 域 引 入信 号 处 理 与传 路 . 据 具 体 模 块 框 图 可 以数 学 地 描 述 信 号 从 发 端 信 源 、 理 、 输 、 依 处 传
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^b| 由lc = r u e a lss o h r c er tc i e co r e f gn l nd S s e a dte t dyo t d t i a i nhi e o t n tTh o ght nay i fc a a t i i t u s s o h s nh Si a a y t m n h su fs u en sst t u on i gh r ca i al v o
s h o1hi p op s s n MAT A B s f r o t i o r e a en f n h tt e a l a in o a lb i h e chn o c o . s pa erpr o es u ig t L ot wa e t hs c u s s I h s be ou d t a h ppi t M t n t e t a ig f t c o f a
内容 的理解 , 证和巩 固所学 的理 论知识 , 抽象 的内容形 象 验 把
化, 能够激发学生进一步学 习的兴趣 。 于在实验教学中碰到 基 的实验项 目的选择面较窄 、 实验简单 、 教学实 验效果差等 实际 困难 和问题 , 我们可 以引入 MA L B软件来解 决。 TA
感兴趣 的东西学习积极性较高 ,而对于 内容枯燥 的 内容则 学 习效率较 低。因此 ,在组织教 学过程 中必须 注意结合社会 实
和系统性 都很强 的专业必修课 ,几乎所 有 的工程技术 领域都 会 涉及到信号与系统 问题 。 随着信息技术 的迅速发展 , 信号与 系统 的基 本概念和分析 方法 已经被 引进 到信息及相关 领域 的
Sina nd Sy t m ea s t e ta t n de o e c n de e he de r es o t ens k o ed . s a l a in h s r cev d a g l a s e br k h r dio al i mo ft a hig. ep ns t g e sud t n wl get pp i t a e ie f hi c o
本课 程的 掌握程 度 , 在教 学实 践 中取得 了很好 的效 果 。
关 键 词 : 职院校 ; 号 与系统 ; 高 信 系统 函数 ; A L B M TA
中 图 分 类 号 :N 1. T 91 6
文献标识码 : A
文章 编 号 :0 300 ( 1)8 04 -3 10 — 172 1 -0 2 0 0 0
C . u b r N 1 I n m e: 9 1 C T 6
D c me c d : ou  ̄ oeA
A t l I :0 3 0 0 (0 1 8 0 4 — 3 r ce D 1 0 - 17 2 1 ) — 0 2 0 i 0
1引 言
信 号与系统 是 电子类专业 的基础课 , 也是一 门理论 性
各 个学科 , 1 并 3益成为 电子学 、 息技术 、 信 、 信 通 自动 化 、 算 计 机、 信号处理 、 测量 、 系统工程 等专业 的重要技术基础课 。 该课 程是一 门理论要求都较高 的课 程 ,需要有 扎实的工 程数 学基础和 电路 理论基础 ,在教 学环节 中起着 承上启下 的
曾 菊 员 ( 定 职 业 技 术 学 院, 东 罗定 5 70 ) 罗 广 2 2 0
Z n u y anL oig oyeh i u nd n udn 2 20 e gJ - u (udn ltc n, ag ogL o ig5 7 0 ) P G
摘 要 : 过对 信号 与系统 课程 特点 的分 析 以及对 高 职院校 学 生学 情 的研究 , 出将 MA L 通 提 T AB软件 用 于信号 与 系 统 的教学 ห้องสมุดไป่ตู้实 验 , 实践 证明 , M T A 将 A L B运 用到 信号 与系统 的教 学 中 , 突破 了传统教 学模 式 的瓶 颈 , 加深 了学 生 对
v r o e chn es t e y g od t a ig r ul s K● or : i h o at n ch ol i al d s s e ;y t m c in M A AB Vw ds h g er c i al v o s o ; gn s an y t m s s e f un t ; TL o
/ I测评与应用
1 s s me t n p l a i s e s n d A pi t n a c o
MATL AB在 高 职 院校 信 号 与 系 统课 程 中 的应 用
App i a i n o A TLA B n Si n la se lc to fM i g a nd Sy t m
作用 。 通过本门课程的学习 , 生应 该能够掌握信号分析 的基 学
本理论和方法 , 掌握线性 非时变系统 的各 种描述方法 , 掌握线 性 非时变系统 的时域和频域分析方 法。该课程 的特 点是理论
性 强 , 识 点 多 , 盖 面 较 广 。 本 课 程 的学 习过 程 中 , 用 的 知 覆 在 应
际, 增强教学 的生动性 , 而提高学生 的学 习兴趣 。作 为高职 从
高专 教育 , 实践 教学应该是其一 大特色 , 生对实践性环节 的 学 学 习兴趣 明显高于理论课程 的学习 ,我们应 该通 过加强实 践 教学 , 培养学生的学习兴趣 。 来 由于信 号与系统是一 门理论性 很强 、 内容抽象 , 并且理 论 和实践结合较 紧密的学科 , 学生学起来易感觉力不从心 。为了 提高 教学效果 , 必须 加强实验环 节, 它有助于学 生对相关学 习
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