基于GUI的仿真平台的设计
基于GUI的信号与系统实验仿真平台设计

基于GUI的信号与系统实验仿真平台设计随着计算机技术的不断发展,GUI(Graphical User Interface)的应用越来越广泛。
GUI是指通过图形化的方式,实现用户与计算机进行交互的一种界面形式。
在信号与系统实验仿真中,GUI也得到了广泛的应用,从而实现了对实验仿真的便捷化、直观化,提高了实验的效率和可靠性。
本文基于GUI的信号与系统实验仿真平台设计,主要从平台结构、基本功能、特色功能等方面进行探讨。
具体设计如下:一、平台结构1. 用户界面:采用GUI的方式,通过图形界面实现用户与系统之间的交互。
2. 数据处理模块:对用户输入的数据和信号进行处理,从而得到相关的系统响应。
3. 系统仿真模块:主要进行实验仿真,包括系统建模、仿真计算、结果输出等。
二、基本功能1. 实验资源管理:实现实验资源的统一管理,包括实验软件、实验数据等资源的管理,提供查询、添加、修改、删除等功能。
2. 实验模型建立:实现信号与系统的模型建立,提供模型建立的界面和功能,实现基本信号发生器、基本系统模型组建、参数设置等功能。
3. 实验对象仿真:实现对实验对象的仿真,提供仿真计算功能,实现对实验对象的响应分析。
4. 结果输出和数据处理:实现仿真结果的输出和数据处理,提供结果输出和数据处理的界面和功能,支持多种文件格式存储结果。
5. 数据展示与分析:实现对仿真过程和结果的展示与分析,提供图形化展示和数字化分析,支持多种数据格式。
三、特色功能1. 多任务并行计算:设计并实现多任务并行计算,提高仿真效率和准确度,支持多进程计算。
2. 系统动态响应分析:提供系统响应的动态分析功能,实现对系统在不同状态下的响应监控和分析。
3. 实验仿真视频录制:实现对实验过程的视频录制功能,方便用户进行回放和分析。
4. 教学演示功能:提供教学演示功能,实现对信号与系统知识的演示和讲解,支持动态图像和声音讲解。
基于GUI的仿真平台的设计

3 基于GUI的《信号与系统实验》仿真平台的设计3.1 设计思想3.1.1 设计步骤本课题设计的界面布局是先设计GUI总界面,然后设计子界面,再在子界面上设置按钮、坐标轴、文本框等一系列控件,最后借助于callback函数调用程序。
在函数调用程序的设计中先编写各个子界面中的回调函数下的程序,再编写GUI界面的回调函数下的程序。
1. 用MATLAB的GUIDE提供的创建图形界面工具设计整个实验仿真界面的主界面,在设计子界面;2. 在实验子界面中添加各个控件对象,编写控件按钮回调函数,实现每个控件的控制功能,直接通过界面上的控件实现对结果的分析;3. 最后编写GUI总界面的回调函数程序,把所有的子界面集合在总界面中,通过总界面可以进入任意子界面中并可以进行操作;4. 退出实验界面。
设计流程如图3-1:图3-1 设计流程图3.1.2 实验系统整体结构设计信号与系统实验繁多、复杂、许多实验还需要输入参数,若将系统设计成一个界面,使得系统繁重、拥挤、不能够实现友好,美化的界面的设计要求。
因此,在设计界面的时候,采用一个主界面和若干个子界面,每个子界面是一个模块,实现一个实验或功能,并且可以通过主界面调用子界面的设计方法。
本实验系统整体结构设计由两部分组成:界面模块设计和菜单模块设计。
其中界面模块中包含六大实验模块:主界面模块、基本信号的产生实验模块、信号的基本运算实验模块、卷积实验模块、傅里叶变换实验模块、连续零状态响应实验模块、低通滤波器实验模块。
如傅里叶变换实验模块又包含方波傅里叶实验界面、离散傅里叶实验界面、快速傅里叶实验界面。
在菜单设计时,在实验子界面中除了使用系统约定的菜单条外,还增加了几个控制背景和退出实验的菜单。
系统的整体结构如图3-2所示:图3-2 实验系统的整体结构3.2 基于GUI的系统总界面的设计3.2.1 设计步骤在GUIDE的编辑界面中,在空白处双击或者单机右键选择property inspector,出现属性设置对话框,可以对GUI的属性风格进行个性化。
基于GUI的信号与系统实验仿真平台设计

基于GUI的信号与系统实验仿真平台设计一、引言信号与系统是电子工程、通信工程、自动控制等领域的重要基础课程,它对于理解和分析系统的动态行为以及信号的特性至关重要。
在传统的实验教学中,学生可能会面临实验设备不足、操作复杂、不直观等问题,导致实验效果不理想。
基于GUI的信号与系统实验仿真平台应运而生。
本文将结合当前教学需求,设计并实现一款基于GUI的信号与系统实验仿真平台,以优化学生的实验学习体验。
二、需求分析1. 实验内容丰富:仿真平台应该覆盖信号与系统实验的常见内容,包括信号的采样、滤波、系统的时域和频域分析等。
2. 操作简便直观:仿真平台应该采用图形用户界面(GUI),操作简便直观,学生可以通过简单的拖拽、点击等操作完成实验。
3. 数据可视化:仿真平台应该具有数据可视化功能,可以直观展示信号与系统的输入输出关系,帮助学生更好地理解实验原理。
4. 可定制性强:仿真平台应该具有一定的可定制性,可以根据教学需求对实验参数进行调整,适应不同的教学场景。
三、设计思路1. 架构设计:采用MVC(Model-View-Controller)设计模式,将业务逻辑、界面展示和用户交互等功能模块分离,有利于系统的扩展和维护。
2. 技术选型:采用C#作为开发语言,结合WPF(Windows Presentation Foundation)技术实现GUI界面的设计,利用Matlab或者Python等数学计算工具作为仿真引擎。
3. 功能设计:实现信号与系统实验的常见功能,包括信号的生成、采样、滤波等;系统的时域和频域分析等。
并通过数据可视化的方式展示实验结果。
4. 可定制性设计:通过参数设置界面,允许用户对实验参数进行调整,实现实验的个性化定制。
四、系统功能设计1. 信号生成:实现常见信号的生成,包括正弦信号、方波信号、三角波信号等,并允许用户自定义信号频率、幅度等参数。
2. 信号采样:实现对生成信号的采样,并展示采样后的离散信号图像。
MATLAB GUI的数字信号处理仿真平台的设计

MATLAB GUI 的数字信号处理仿真平台的设计
1.引言
数字信号处理,是现今应用成效最显着、应用领域最广的新科学之一,国内外各高校均开设了数字信号处理课程。
这门课程相应的特点是:公式特别多、性质的推导复杂繁琐、概念性的东西比较多,还需要以信号与系统等诸多课程为基础,被很多同学认为大学最难的课程之一,学生因跟不上老师的进度和本身对学习内容的理解不到位而对这门课程失去兴趣。
传统的教学模式已经远远满足不了新时代教学的需求,在计算机技术快速发展的今天,计算机辅助教学己经逐步成为教师授课的主要方式。
MATLAB 为数字信号处理课程的教学提供了很大的实验帮助。
很早之前,国外就开始把交互式软件MATLAB 用于数字信号处理的教学中,并采用功能强大的系统开发平台。
本文利用MATLAB 的图形界面设计工具(GUI),以数字信号处理理论知识为基础,设计了与课堂教学、实验内容相配套的辅助工具。
该辅助工具可用于《数字信号处理》课程的实验辅助教学、课堂教学演示,也可作为学生课后自学平台,真正的将实验内容融入教学过程中。
2.MATLAB GUI 简介
GUI 是当今计算机软件的发展趋势。
MATLAB 为表现其基本功能而设计的演示程序demo 是使用GUI 的最好范例。
MATLAB 全面支持GUI 编程,可自行设计窗口、菜单、对话框、滑动条等。
在MATLAB 的命令窗口中运行guide,即进入交互式编程。
Guide 可以根据用户GUI 的版面设计过程直接自动生成M 文件框架,这样就简化了GUI 应用程序的创建工作,用户可以直接使用这个框架来编写自己的函数代码。
基于GUI的“信号与系统”仿真平台的设计与实现

基于GUI的“信号与系统”仿真平台的设计与实现成利敏;田宁宁;刘军芳【摘要】根据信号与系统课程的特点,利用图像用户界面的人机交互性,实现了基于GUI的“信号与系统”实验仿真平台.选取连续信号的卷积和系统函数H(s)的仿真,阐述GUI的具体设计过程.仿真结果表明,实验仿真平台运行良好,结果与理论一致.此平台作为理论教学的辅助手段,可以加深学生对生硬知识难点的理解,提高学生的学习兴趣和实践动手能力,有助于改进教学质量.【期刊名称】《廊坊师范学院学报(自然科学版)》【年(卷),期】2016(016)002【总页数】5页(P32-35,39)【关键词】GUI;信号与系统;仿真平台;界面设计【作者】成利敏;田宁宁;刘军芳【作者单位】廊坊师范学院,河北廊坊065000;廊坊师范学院,河北廊坊065000;廊坊师范学院,河北廊坊065000【正文语种】中文【中图分类】TP391.9《信号与系统》是电子信息类、通信类、测控类等专业学生的一门重要的专业基础课程,一方面以高等数学、工程数学及电路分析等课程为基础,同时又是数字化信息处理相关课程的预修课,在教学环节中起着承上启下的作用。
该课程也是国内同类学科相关专业研究生入学考试选择的专业考试课程之一,因此,无论从教学内容还是从教学目的来看,该课程对于理论和实践两个环节都有很高的要求。
该课程内容繁多、概念抽象,涉及时域、变换域的系统分析方法,学生在学习时常常会感到枯燥,难以理解和掌握。
要深刻理解这门课程,必须在理论授课的同时,让学生通过实验建立直观概念,加深对各知识点的理解。
因此通过设计一个基于MATLAB GUI的实验仿真平台用于辅助实验教学[1-3],可以帮助学生更好地学习理论知识,提高学习兴趣,并为让学生自己进行程序设计打下良好的基础。
MATLAB的图像用户界面(Graphical User Interfaces,GUI)是由窗口、光标、按键、菜单和文本等对象构成的一个用户界面,为开发者提供了一个简便的开发环境,有助于MATLAB程序的集成。
基于GUI的信号与系统实验仿真平台设计

基于GUI的信号与系统实验仿真平台设计随着科学技术的不断发展,信号与系统是电子信息工程专业的重要课程之一。
信号与系统实验是该专业领域的重要实践环节,实验教学对于学生的理论学习和知识实际运用起着重要的作用。
随着计算机技术的不断进步,虚拟仿真技术已经成为实验教学中的重要方式,使用计算机虚拟仿真技术进行实验可以更好地帮助学生理解实验原理,提高实验效率,促进实验的创新和设计能力。
基于GUI设计的信号与系统实验仿真平台至关重要。
本设计旨在构建一个基于图形用户界面(GUI)的信号与系统实验仿真平台,通过该平台可以进行信号生成、信号处理、系统响应等实验操作,辅助学生进行信号与系统实验教学。
本设计将主要从平台需求分析、平台设计思路、平台功能模块以及平台应用实例等方面进行设计。
一、平台需求分析1. 教学目标(1)实现信号与系统的基本操作:包括信号的生成、处理、显示;系统的搭建、特性分析等。
(2)提高实验效率:通过虚拟仿真技术,提高实验效率,减少实验时间。
(3)增强实验体验:通过图形用户界面和直观的操作,增强学生的实验体验,激发学生的兴趣。
2. 教学内容(1)信号的基本概念:周期信号、非周期信号、连续信号、离散信号等。
(2)系统的基本概念:线性系统、时不变系统、连续系统、离散系统等。
(3)系统的特性分析:冲激响应、单位阶跃响应、频率响应、幅频特性等。
3. 操作平台需求(1)图形界面友好:采用直观的图形用户界面,方便学生理解和操作。
(2)功能模块全面:实现信号的生成、处理和显示;系统的搭建、特性分析等功能。
(3)运行稳定性强:平台要求运行稳定、操作流畅。
二、平台设计思路基于以上需求,本设计拟采用MATLAB作为开发软件平台,利用MATLAB图形用户界面设计工具(GUI)进行平台开发。
通过MATLAB平台丰富的函数库和强大的仿真能力,可以实现信号与系统的各项实验操作,同时通过图形用户界面设计,可以方便学生进行实验操作,提高实验效率和体验。
基于GUI的信号与系统实验仿真平台设计

基于GUI的信号与系统实验仿真平台设计一、引言信号与系统是电子工程领域中非常重要的一门课程,它涉及到了信号的生成、变换、处理和传输,以及系统的分析、设计和实现等内容。
在学习该课程的过程中,学生需要通过理论学习和实验仿真两种方式来深入理解和掌握相关知识。
而基于GUI的信号与系统实验仿真平台则可以为学生提供一个交互式、直观化的学习环境,使他们能够更加深入地理解和掌握信号与系统的相关知识。
二、平台设计的背景与意义传统的信号与系统实验通常需要使用实验设备和仪器来完成,而这些设备和仪器通常比较昂贵且需要专业的操作技能。
如何让学生通过更加便捷、直观、易操作的方式来完成信号与系统实验,成为了一个亟待解决的问题。
而基于GUI的实验仿真平台则可以为学生提供一个虚拟的实验环境,使他们能够随时随地进行实验,并且在实验过程中能够直观地观察和分析各种信号的特性以及系统的响应。
设计基于GUI的信号与系统实验仿真平台具有重要的意义。
三、平台设计的主要内容1. 信号与系统实验仿真模块信号与系统实验仿真模块是整个平台的核心部分,它包括了信号的生成与变换、系统的分析与设计,以及信号与系统的综合应用等内容。
通过该模块,学生可以在计算机上使用各种工具对信号进行生成、变换和分析,还可以对系统的特性进行研究和设计,同时还可以进行一些信号与系统的综合应用实验,如滤波、调制解调等。
2. GUI界面设计模块GUI界面设计模块是整个平台的外观展示部分,它需要呈现出直观、友好的界面,方便学生进行实验操作。
在该模块中,需要设计各种信号的显示、系统的特性曲线展示、实验参数的输入与控制等功能,使学生能够通过简单的鼠标点击和拖动来完成实验操作。
3. 数据分析与实验报告模块数据分析与实验报告模块是整个平台的实验结果展示与总结部分。
学生在进行实验仿真后,可以通过该模块来对实验数据进行分析和总结,并且可以生成实验报告以便于老师进行评估。
老师也可以通过该模块来查看学生的实验成绩和分析报告,以便于对学生的学习情况进行评估和指导。
基于Matlab GUI的数字图像处理仿真平台的设计

基于Matlab GUI的数字图像处理仿真平台的设计数字图像处理( digital image processing )是指使用数字化手段对图像进行处理、分析及解释的技术,现代生物、医学、遥感、地质、航天等领域都离不开图像处理技术。
在数字化程度越来越高的今天,数字图像处理已经成为一项重要的基础研究和实用技术。
为了更好地进行数字图像处理,需要建立一个仿真平台。
Matlab是一款强大的数值计算软件,具有强大的数学、图像和信号处理功能,因此,利用Matlab开发数字图像处理仿真平台可以提高系统的稳定性和可靠性。
Matlab中的GUI设计工具箱可以方便地创建原型界面,程序员可以在此基础上进行修改和改良,实现数字图像处理仿真平台。
首先,将Matlab图像处理工具箱中的常见图像处理方法集成到仿真平台上。
包括常见的滤波器、变换器、分割器、重建器等。
通过添加众多的工具和算法,程序员可以根据不同的应用场景选择不同的图像处理方法,实现数字图像处理仿真平台的多样性。
其次,设计仿真平台的图形用户界面。
通过使用Matlab的GUI工具箱,可以简单直观地设计出一个优雅美观的图形界面。
在界面上,用户可以进行图像的读取、打开、保存等处理操作,也可以对图像进行调整、滤波、变换等处理,最后生成处理过的新图像。
最后,加入高级功能,如多线程并发处理、分布式计算等。
控制卡、极低噪声电源等硬件设备的使用也可以改善仿真平台的性能,同时增强了仿真平台的实用性。
在设计数字图像处理仿真平台的过程中,还需要注重用户的需求和人性化设计,方便用户使用。
例如,提供详细的使用教程和使用说明,并有友好的交互设计和错误提示等。
因此,构建一个数字图像处理仿真平台不仅需要有强大的技术支持,还需要拥有用心的设计和用户体验的理解。
总的来说,数字图像处理仿真平台的设计和实现应该考虑到系统的可靠性、性能和用户体验,同时更深入地考虑到任务的需求,努力在最短的时间内提供最好的服务。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
3基于G U I的《信号与系统实验》仿真平台的设计3.1 设计思想3.1.1 设计步骤本课题设计的界面布局是先设计GUI总界面,然后设计子界面,再在子界面上设置按钮、坐标轴、文本框等一系列控件,最后借助于callback函数调用程序。
在函数调用在还增加了几个控制背景和退出实验的菜单。
系统的整体结构如图3-2所示:3.2 窗口的大小可以通过设置width 和height 进行调整,也可以用鼠标拖拽窗口,用鼠标拖拽窗口设置比较方便、快捷,也更容易设置适合于实验设计内容的大小GUI 界面。
下面详细介绍主界面的设计过程:点击运行MATLAB 软件后,在软件界面中直接点击GUIDE 工具,选择CreateNew GUI 中的Blank GUI(Defarlt)点击OK ,在弹出的新建窗口中拖入7个静态文本框(Statec Text )和7个按钮(Push Button )如图3-4所示。
设置静态文本的String 为“基于GUI 的信号与系统仿真实验平台的设计”Background Color 为浅红色,FontSize 为28.0,Foreground Color 位黑色。
依次设置另外六个静态文本框String 为“实验一基本信号的产生”、“实验二信号的基本运算”、“实验三卷积”、“实验四傅里叶变换”、“实验五连续系统零状态响应”、“实验六低通滤波器”这几个实验的Fonsize 为22.0,另外的六个按钮依次设计的Fonsize 为16.0。
点击每个实验后的按钮编写回调函数进入相应的实验子界面中,也可参考图3-3流程:图3-3 主界面流程图 在其相应的位置编写主界面进入子界面的程序如下:点击MA TLAB 软件中的GUIDE 工具产生 运算状态3.2.2 主界面仿真平台设计在设计的主界面平台添加相应的按钮、文本框、设置字体的大小和字体背景的颜色,编写回调函数和界面背景图片插入。
如图3-4所示:图3-4 主界面3.2.3 仿真结果分析点击运行按钮后的主界面仿真结果如图3-5所示,可以点击任意一个实验按钮进入相应的子界面实验中,实验仿真结果结束后,可点击退出按钮结束本次实验。
图3-5 运行后的主界面3.3 基于GUI的系统子界面的设计3.3.1 设计步骤子界面的设计和主界面的设计有些相似,主要由每个控件的属性,并加入相应的回调函数callback程序实现其相应的功能。
如图3-7所示以“基本信号的产生”子界面为例,点击Menu Editor 中的New Menu会出现Untitled1,在其上点击出现Menu Properties,修改其中的Label选项,命名为“基本信号的产生”。
点击Axes按钮,在GUIDE界面空白处适当位置点击,会出现一个坐标轴图标,用鼠标拖拽到想要的大小。
在此图标上点击右键,在View Callback选项中选择buttondownfcn,编写回调函数。
选择Static text按钮,在空白处点击左键,把出现在窗口中的Static文本拖拽到适当大小,单击右键或双击左键,设置背景颜色“Background color”,字体颜色“Foreground color”,字体大小“Font size”;选择Edit text按钮,在空白处适当位置处点击,把出现的文本框拖拽到适当大小,双击左键,设置“String”为“”等的属性。
本课题设计的字体大小一般设置为15,有的会适当调整。
“退出”的设置:在Push button5上双击左键将“String”选项内容改为“退出”,在这个按钮的回调函数view Callback 中的Callback选项下写入“Close jbxhdcs”就可实现子界面的关闭。
可参考流程图3-6:3.3.21基本信号的产生包含了正弦信号、指数信号、单位脉冲信号、单位阶跃信号。
在界面中输入正弦信号的幅度、角度、相位为2 3 1;在指数信号下输入幅度、相位为3 2;在单位脉冲信号下输入平移量5;在单位阶跃下输入4;相应的各个信号波形输出呈现的图形如图3-7所示:图3-7 基本信号的产生界面(1)正弦信号正弦信号的大小与方向都是随时间作周期性变化的,信号在任一时刻的值,称为瞬f 满(2 在式k(3 式中⎰∞∞-δ(4 单位阶跃信号的公式:⎩⎨⎧<>==)0(0)0(1)(n n t u (3-5) 类似于连续时间系统中的单位阶跃信号)(t u ,但应注意)(t u 在0=t 点发生跳变,往往不予定义,而在)(n u 在0=n 点明确规定为1)0(=u 。
在该子界面单位阶跃信号那栏里输入平移量4,输出的波形如图3-7所示。
参考附录程序。
2 实验二:信号的基本运算。
常遇到的信号基本计算包括信号的翻转、平移、相加、相乘等。
(1)序列的翻转和平移。
在翻转处输入翻转量为2,在平移处输入平移量3,原序列和翻转、平移后的序列如图3-8所示:图3-8 序列的翻转、平移 图3-9 两个信号的相加、相乘(2)两个信号的相加、相乘。
信号)(1t f 与)(2t f 之和是指同一瞬时两个信号之值对应相加所构成的“和信号”,即)()()(21t f t f t f +=;而信号)(1t f 与)(2t f 之乘积是指同一瞬时两个信号之值对应相乘所构成的“积信号”,)(*)()(21t f t f t f =这里给出的已知信号)2sin(*111+=t A f ω ,)sin(*222t A f ω=正弦信号与余弦信号的相加、相乘波形仿真结果如(3-6) (3-7)式和)(2t f应有的意义,但是不论什么时候频谱的分布依然存在。
设有一周期信号)(t f 及其复数频谱)(1ωn F ,将)(t f 展成dt e t f Tn F T T t jn ⎰-=221211)(1)(ωω (3-8)两边乘以1T ,得到dt e t f n F n F T T t jn ⎰-==22211121)()(2)(ωωωπω (3-9)对于非周期信号,重复周期∞→1T ,重复频率01→ω,谱线间隔ωωd n →∆)(1,而离散频率1ωn 变成连续频率ω。
在这种极限情况下0)(1→ωn F ,但量11)(2ωωπn F 可不趋于零,而是趋近于有限值,且变成一个连续函数,常记作)(ωF ,这样式(3-8)在非周期信号的况下将变成 dt e t f F t jn ⎰∞∞--=1)()(ωω (3-10)同样,傅里叶级数 t jn e n F t f 1)()(1ωω∑∞∞-= (3-11)在极限的情况下,傅式(1 (2图(3 说是不可能实现的。
所以对于离散信号的变换也只有离散傅里叶变换才能被试用,对于计算机来说只有离散的与有限长度的数据才能被处理,对于其它的变换类型只有在数学演算中才能用到,在计算机面前我们只能用DFT 方法,后面我们要理解的也正是DFT方法。
这里要理解的是我们使用周期性的信号目的是为了能够用数学方法来解决问题,至于考虑周期性信号是从哪里得到或怎样得到是无意义的。
点击离散傅里叶变换按钮,运行后的波形如图3-13所示:图3-13 离散傅里叶变换5 实验五:连续系统的零状态响应LTI 连续时间系统的零状态响应可通过求解初始状态为零的常系数微分方程得到。
在MATLAB 中控制系统工具箱中提供了一个用于求解零初始条件微分方程数值解的函数lsim 。
其调用方式为:),,(t f sys lsim y =式中,sys 表示LTI 系统模型,用来表示微分方程、差分方程、状态方程,t 表示计算系统响应的抽样点向量,f 是系统输入信号向量。
在求解微分方程时,微分方程的LTI 系统模型sys 借助于tf 函数获得,其调用方式为:面。
在指数信号那栏中输入幅度和相位3,2出现如图3-16所示的波形:图3-16 指数信号分析 图3-17 )sin()(t t f =的波形根据公式 at e k t f *)(=可以知道波形显示正确。
(2)正弦信号正弦信号一般写做: )sin(θω+=t A y (3-13) 式中A 为振幅,ω为角频率,θ为初相位。
正弦信号是周期信号,其周期T 与角频率ω和频率θ满足下列关系式: f T 12==ωπ(3-14) 在初中高中我们就学习了正弦信号了,可以根据函数来轻易的画出波形。
在式中取1=k ,1=ω,0=θ的时式就可写成:)sin()(t t f = (3-15)这是最简单的正弦函数,它的波形如图3-17所示。
在本系统基本信号的产生模块中,正弦信号的输入参数1 1 0的波形如图3-18所示:图3-18 )0*1sin(*1)(+=t t f 图3-19 正弦函数 可以看出和图3-17是同一个函数波形,即波形准确。
我们也可以改变参数看波形能否正确的相应变化,在正弦信号编辑框中分别输入幅度,角度相位为2,2,2即如图3-19所示。
此时的正弦信号函数为: )22sin(2)(+=t t f (3-16) 很轻易的可以看出图3-18和3-19的区别,后者的频率和振幅均变大了两倍且向左移了两个单元。
正弦信号的波形可以正确的根据参数的变化而变化。
2 实验三卷积实验仿真分析卷积方法的原理是将信号分解为冲激信号之和,借助系统的冲激响应h(t),求解系统对任意激励信号的零响应,在设计是我们改变卷积幅度看波形的变换情况。
在卷积子界面中输入卷积幅度3,出现如图3-20所示波形:图3-20 卷积幅度为3时的)(*)(21t f t f 图3-21 卷积幅度为6时的)(*)(21t f t f 在界面里可知函数)(1t f 和函数)(2t f 的表达式,卷积定义τττd t f f t f )()()(21-=⎰∞∞-可知结果正确。
如果将参数改变时看波形能否正确的相应变化,在卷积子界面中把卷积幅度参数改为6,即出现仿真波形如图3-21,比较图3-20和图3-21可知幅度增加了一倍,可以实现此功能。
3.4 GUI平台设计中的问题3.4.1 设计平台中出现的问题在本次课题的设计中遇到了很多的问题,主要问题如下:1. 主界面和子界面的兼容性;2. 怎样在主界面中插入图片;3. 界面退出按钮函数的编写。
3. 界面退出按钮程序的编写如下:Close(gcf);Run gui;4 总结和展望4.1 研究工作总结本课题的设计主要以信号与系统课程实验为基础,与MATLAB图形用户界面相结合,设计出了美观的GUI平台界面。
学习者可以在图书管、网上(MATLAB论坛知网)查找相关资料进行学习。
系统可以任意的调试参数,达到自己想要的波形显示结果。
信号与系统课程内容涉及范围广,系统并没有把所有的内容设计进系统,设计过程结合了理论教学中的内容,利用图形用户界面(GUI)实现实验仿真结果的可视化及界面的美观和主界面与子界面的链接。