Matlab在信號與系統中的應用

　　1　Matlab及信號與系統的概述
　　1.1Matlab基本概述
　　Matlab是由美國mathwork公司研制，一種具備了交互式的程序設計以及可視化、科學計算的高科技計算機環境。其中主要技術包含了數值分析、工程繪圖、控制系統的設計、數字圖像處理、數字信號處理等。它集聚了豐富的應用工具箱為一體，構成了一個方便且界面友好的用戶平臺，同樣也是適合應用于多種硬件平臺的數學計算應用軟件。
　　1.2信號與系統基本概述
　　信號與系統是現代大學院校當中通信系、電信系等專業的較為核心的基礎課程，其中主要是涉及到了信號分解以及系統分析。同時該門課程的學習又以高等數學和工程數學作為基礎，當中較多的計算與推導，涉及到諸如微積分方程、差分方程求解、卷積、多項式求解等基礎類知識，而該門課程的開展也是為了對后續專業課程“通信原理”等課程的奠定基礎。
　　2　Matlab在信號與系統當中的實際應用
　　在信息與系統當中時常會出現對于圖形的繪制以及數學類課程基本知識點的運算。Matlab的指令表達式與數學、工程中所使用的表達公式相似，在信號與系統當中Matlab的應用更是屢見不鮮。而其中主要的實踐應用方面如下。
　　2.1Marlab在處理復雜模型中的應用
　　在信號與系統的實踐探索當中，經常會遇到復雜類的結構圖，需要我們根據系統當中的模擬框圖秋種系統的函數，一般情況下，我們會運用到關于梅森公式對其進行求解，但其中的計算過程尤為的復雜，小步驟的失誤都會導致計算結果全部出錯。而在Matlab當中提供了類似的公式求解，并且在求解的過程當中，準確性高。在復雜的結構框圖當中定義好了G1，G2，G3…為過通路增益，Q為輸入的前提下，Input為輸入所加入的通路編號，Outputs為輸入所加入的通路編號，一般調用connect和append函數命令來實現。公式如下。
　　(1)Sys=connect(G，Q，Input，Outputs)。
　　(2)append=(G1，G2，G3，…)。
　　將其中的模塊中的各個通路編號進行排序，再將各個未連接的模塊利用append命令得到的系統矩陣。設定好其中的連接關系，最后再用connect函數命令實現構造整個系統的模型。
　　2.2Marlab在信號卷積積分中的應用
　　信號卷積積分是用于連續信號與系統時域分析的有利方法，其中涉及到的領域有超聲波診斷、光學原理成像、系統辨識等。隨著Matlab信號與系統深入計算行業的發展，其在信號處理上的應用也越為廣泛。
　　在實際的應用當中，計算過程包括了變量的代換、反褶，然后進行平移，得到了兩個連續時間信號f，(t)和f，(t)。最后卷積積分f(t)=f，(t)×f，(t)。雖然以上的過程都能以手工的方式去完成，但是對于計算過程繁瑣且考慮到效率的問題，再加上需要時間間隔采樣后得到的離散序列的卷積和，所以運用Matlab更能準確地繪制出卷積積分信號的時域波形。
　　2.3Matlab在信號分解與合成中的應用
　　在信號與系統的概念當中有一些諸如濾波、調制、頻譜的基本點，若采用以往的方式難以理解，而利用到Matlab軟件可以將抽象的概念較為的生動形象化。
　　在一個周期的方波信號到達的時候，通過解析法人工求解出其中的三角形式的傅里葉級數，但這樣的方式是不太直觀的，但是若在此利用到Matlab編程實現的歌詞諧波的疊加的波形圖的話，通過直觀的表達。
　　在疊加的波形圖當中，分量越多，合成的波形周期越接近本來的樣子。而通過比對未受噪聲與受噪聲污染的信號的時域波形與幅度譜，找出波形圖中的尖峰，可以非常清晰地觀察周期方波信號的分解和合成的現象。
　　2.4Marlab在系統s域分析當中的應用
　　在實現連續時間系統的s域分析當中，通常目的是為了求出系統函數的零極點分布圖，以及單位沖擊響應圖圖形、幅度平率響應時間圖形的繪制。在常規的畫法當中，學生在根據題意繪制圖形時，總會帶來一些不必要的麻煩，其中就有關于對于坐標范圍的選定，坐標范圍的選定會影響極點的運算結果個數。在利用Matlab畫圖形時，首先設定其中的系統函數H(t)，然后通過調用pzmap(sys)函數命令畫出系統的零極點分布圖，然后利用impulse()和freqs()函數命令求出沖激響應以及頻率響應繪制在圖形上。簡單明了的交互式的應用軟件科學計算界面，給繪圖帶來了很多的便捷。
　　3　結語
　　Matlab軟件的誕生，在信號與系統的應用當中是至關重要的。作為現代比較流行的一種高科技應用軟件，特別是在數據的計算、信息的處理、圖像的繪制尤為的優點突出。在其深入淺出地分析各種信號特性和各種參數特性的同時，利用相對應的公式進行精確的求解，并在最后通過繪制圖形表現出來，將信號與系統中系統分析、信號處理等多種概念性的理論可視化，直觀化。通過這樣的層面，舍得計算和分析信號與系統更加高效，便