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MATLAB仿真技术作业合集17MATLAB仿真技术第1章 习题5.利用直接输入法和矩阵编辑器创建矩阵A=。解：利用直接输入法输入程序A=1 3 5;2 4 6按Enter键后，屏幕显示A = 1 3 5 2 4 6 用矩阵编辑器创建矩阵，如图1.1所示。图1.1 MATLAB编辑器7.用矩阵编辑器创建矩阵a,使a具有如下矩阵形式。a=a=a=a=a= 解：用矩阵编辑器创建矩阵a的过程如图1.2、1.3、1.4、1.5、1.6所示。 图1.2 图1.3 图1.4 图1.5 图1.69. 已知矩阵B=，试：提取矩阵B的第一行和第二行的第2、4、5个元素组成新矩阵;提取矩阵B的第三行和第一行的全部元素组成新矩阵；使矩阵B的第一行和第三行的第2；4个元素为0；标出矩阵B的第一行中小于5的元素。解：如上题，用矩阵编辑器生成矩阵B，再输入程序B1=B(1,2,2,4,5)按Enter键后，屏幕显示B1 = 0 0 15 5 14 16 输入程序B2=B(1,3,:) 按Enter键后，屏幕显示B2 = 17 0 1 0 15 4 0 13 0 22 第一行和第三行的第2；4个元素原本就为0。输入程序如下C=B(1,:) a=magic(4) %建立4阶魔方矩阵a = 16 2 3 13 5 11 10 8 9 7 6 12 4 14 15 1 b=a+3 %将a中各元素加3b = 19 5 6 16 8 14 13 11 12 10 9 15 7 17 18 4 c=a+b %将a,b中对应元素相加c = 35 7 9 29 13 25 23 19 21 17 15 27 11 31 33 5 13. 已知A为33的均匀分布随机矩阵，B为32的均匀分布随机矩阵，C为23的均匀分布随机矩阵，求Q=CA2B。解：程序如下。 A=rand(3,3) %A为33的均匀分布随机矩阵A = 664/815 717/785 408/1465 1298/1433 1493/2361 1324/2421 751/5914 694/7115 338/353 B=rand(3,2) %B为32的均匀分布随机矩阵 B = 687/712 581/607 589/3737 614/1265 6271/6461 1142/1427 C=rand(2,3) %C为23的均匀分布随机矩阵C = 689/4856 1065/1163 1966/2049 407/965 61/77 3581/5461 Q1=C*A2*B Q1 = 1444/357 6485/1544 1263/311 699/163 15.指出下列矩阵函数所实现的具体运算。A=rand(5)；B=rank(A)；C=eig(A)；D=sqrtm(A)；E=det(A)解：A=rand(5)建立5x5的均匀分布随机矩阵；B=rank(A)求A矩阵的秩；C=eig(A)是求的A矩阵的全部特征值；D=sqrtm(A)是按矩阵乘法的方式对A矩阵开平方根；E=det(A)是求矩阵A的行列式。17. 利用MATLAB的roots函数求(x)=+4+10+16+17+12=0的根。解：程序运行如下 p=1,4,10,16,17,12p = 1 4 10 16 17 12 x=roots(p)x = -1.6506 -1.0000 + 1.4142i -1.0000 - 1.4142i -0.1747 + 1.5469i -0.1747 - 1.5469i19. 画出一个幅度为2、频率为4Hz、相位为的正弦信号。解：程序如下 A=2; phi=pi/3; omega=2*pi/12; n=-10:10; x=A*sin(omega*n+phi); stem(n,x,fill); grid on;运行结果如图1.7所示。图1.7 离散正弦信号图第2章 习题1.系统的微分方程为(t)=-4(t)+2(t),其中(t)是幅度为1、角频率为1rad/s的方波输入信号，试建立系统的Simulink模型并进行仿真。解：利用模块库中的模块建立系统模型，如图2.1所示。图2.1 求解微分方程的模型在Scope窗口中看到仿真曲线如图2.2所示。图2.2 仿真结果3.某单位反馈控制系统如图2.3(a)所示，引人反馈如图2.3(b)所示。 Y F Y F G(s) _ _ _ (a)控制系统结构图 (b)引人反馈后的控制系统结构图 图2.3（1） 在Simulink环境下构建原始系统的结构图，输入阶跃信号，进行仿真，并对结果进行分析。（2） 在原系统中引人比例反馈，在Simulink环境下构建引人比例反馈后的系统结构图，进行仿真，并对结果进行分析。解：（1）在Simulink环境下构建原始系统的结构图如图2.4所示，仿真结果如图2.5所示。图2.4 仿真模型图2.5 仿真结果（2） 在Simulink环境下构建引人比例反馈后的系统结构图如图2.6所示，仿真结果如图2.7所示。图2.6 仿真模型图2.7 仿真结果5.使用Simulink仿真求下列系统的单位脉冲响应（Simulink中没有单位冲激信号模块，所以要利用阶跃信号模块经微分来产生）。（1）H（s）=（2）H（s）=解:（1）建立的系统仿真模型如图2.8所示，仿真结果如图2.9所示。图2.8 系统仿真模型图2.9 仿真结果 （2）建立的系统仿真模型如图2.10所示，仿真结果如图2.11所示。图2.10 系统仿真模型图2.11 仿真结果第3章 习题2.利用信号处理模块库中的模块，构造并仿真信号: (n)=(n)+2u(n-1)-(n-3)解：图3.1 仿真框图选择模块搭建好的模型如图3.1所示。接着设置各个模块的参数，Discrete Impulse模块参数如图3.2所示，Discrete Impulse1模块参数如图3.3所示，Buffer中Output Buffer Size设置为20，Gain模块Gain参数设为-1，Constant模块中Constant Value设为2，Delay模块中Delay参数设为1。仿真结果如图3.4所示。 图3.2 Discrete Impulse模块参数图3.3 Discrete Impulse1模块参数图3.4 仿真结果5.设计一个巴特沃斯数字低通滤波器，使其满足：通带截止频率为0.4，通带波纹小于0.5dB;阻带截止频率为06，阻带最小衰减为50dB，试用FDAtool设计该数字滤波器，并生成脉冲响应曲线和频率响应曲线。解：按3.5图设计滤波器参数。图13.5 滤波器设计界面点击Impulse选项得到冲激响应曲线如图3.6所示。图3.6 冲激响应频率响应曲线如图3.7所示。图3.7 幅频特性和相频特性12.自行录入一段语言信号，并对其做4倍抽取运算，观测抽取前与抽取后的频谱变化。解：选择模块构造仿真框图如图3.8所示。图3.8 仿真模型框图在matlab工作空间输入命令x,fs=wavread(E:yinyuexuyong.wav);设置各个模块参数。Buffer模块参数如图3.9所示。Signal from work space参数如图3.10所示。图3.9 Buffer参数设置图3.10 Signal from work space参数设置仿真结果如下：图3.11 仿真前图3.12 仿真后第4章 习题 2.对四进制差分相移键控(DPSK)通信系统进行建模和蒙特卡罗仿真。 解：程序如下：clear all;SNRindB1=0:2:12;SNRindB2=0:0.1:12;for i=1:length(SNRindB1) simu_err_prb(i)=snr2ps(SNRindB1(i); %仿真误码率endfor i=1:length(SNRindB2) SNR=exp(SNRindB2(i)*log(10)/10); theo_err_prb(i)=2*qfunc(sqrt(SNR);endsemilogy(SNRindB1,simu_err_prb,*);hold on;semilogy(SNRindB2,theo_err_prb);xlabel(Eb/N0(dB);ylabel(误码率);legend(仿真符号误码率,理论符号误码率);function p=snr2ps(snr_in_dB)N=10000;Es=1;snr=10(snr_in_dB/10);sigma=sqrt(Es/(4*snr);for i=1:2*N temp=rand; if (temp0.5) dsource(i)=0; else dsource(i)=1; endendmapping=0 1 3 2;M=4;diff_enc_output=cm_dpske(Es,M,mapping,dsource);for i=1:N n(1) n(2)=gausamp(sigma); r(i,:)=diff_enc_output(i,:)+n;endnumoferr=0;prev_theta=0;for i=1:N theta=angle(r(i,1)+j*r(i,2); delta_theta=mod(theta-prev_theta,2*pi); if (delta_theta7*pi/4) decis=0 0; elseif (delta_theta3*pi/4) decis=0 1; elseif (delta_theta5*pi/4) decis=1 1; else decis=1 0; end prev_theta=theta; if (decis(1)=dsource(2*i-1)|(decis(2)=dsource(2*i) numoferr=numoferr+1; endendp=numoferr/N;endfunction enc_comp=cm_dpske(E,M,mapping,sequence)k=log2(M);N=length(sequence);remainder=rem(N,k);if(remainder=0) for i=N+1:N+k-remainder sequence(i)=0; end N=N+k-remainder;endtheta=0;for i=1:k:N index=0; for j=i:i+k-1 index=2*index+sequence(j); end index=inde