目 录
预备篇 MATLAB基础及其在信号与系统中应用简介
1 MATLAB简介 ...................................................................................... 1 2 MATLAB应用开发环境 ....................................................................... 1 3 MATLAB基本运算 ................................................................................... 4 4 MATLAB的可视化绘图 ...................................................................... 8 5 常用信号的MATLAB表示 ............................................................... 13
实验篇 信号与系统实验指导
MATLAB编程基础及典型实例 ............................................................ 20 实验一、连续时间系统的时域分析 ...................................................... 23 实验二、连续时间系统的频域分析 ...................................................... 27 实验三、离散时间系统的时域、Z域分析 .......... 错误！未定义书签。
预备篇 MATLAB基础及其在信号与系统中应用简介
本篇简介：本篇简单介绍了MATLAB软件应用基础及其在信号与系统中经常用到的一些知识。由于同学们已经学习过MATLAB软件课程，所以这里只是提纲携领地提供MATLAB的相关内容以供复习；若有不懂之处，还请课下自己查看有关书籍予以解决。注意：本篇内容是后面实验部分的基础，非常重要，要务必牢固地加以掌握。
1 MATLAB简介
在科学研究与工程应用过程中，人们往往会遇到大量繁重的数学运算和数值分析，传统的高级语言如FORTRAN、C等虽然能够在一定的程度上减轻运算量，但它们均要求应用人员具有较强的编程能力和对算法有深入的研究。此外，对大多数科学工作者而言，若要运用这些高级语言对计算结果进行可视化分析以及对计算的图形进行处理，也不是一件轻松的事情。
MATLAB正是在这一应用要求背景下产生的数学类科技应用软件。它具有强大的数值计算和图形可视化功能、简洁易学的工作环境和编程语言，从根本上满足了高校师生和科技人员对工程计算的要求，将他们从繁重的数学运算中解放出来，现已风靡世界，受到越来越多科技人员的喜爱和欢迎。
2 MATLAB应用开发环境
2.1 命令窗口
点击桌面上的MATLAB图标，或点击“开始→程序→MATLAB组中的MATLAB程序项” ，即可运行MATLAB，出现的界面就是命令窗口（Command Window），其提示符为“>>”。 在命令窗口中，可以直接输入所编写的命令，然后按回车键运行。例如输入：
x1 = sqrt(9), x2 = 5/x1, 按回车键后，命令窗口显示： x1 = 3 x2 = 1.6667
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2.2 M文件
对于一些比较简单的问题，可从命令窗口中输入直接输入指令加以执行。但随着指令数的增加、控制流复杂度的增加，以及重复计算的要求，直接在命令窗口中进行计算就显得很烦琐。MATLAB提供的M文件很容易地解决了这个问题。
M文件实际上是由一系列MATLAB指令所构成的集合或程序文件，以“文件名.m”形式存放。文件名以英文字母开头，一般只能由英文字母、数字以及下划线符号“_”组成。在本讲义中所有的示范程序都是以M文件的形式给出；同学们在做实验时所编写的程序也必须以M文件形式存放。
M文件有两种形式：脚本文件（Script file）和函数文件（Function file）。下面通过例子说明。
示例1：脚本文件Ex_1
x1 = 5; x2 = 6; x3 = 7;
average_x = (x1+x2+x3)/3; 运行Ex_1后，average_x等于6。
示例2：函数文件Ex_2
function y = aver(x1,x2,x3) y = (x1+x2+x3)/3;
然后在主程序所在的脚本文件中或直接在命令窗口中执行： average_x = Ex_2(5,6,7),
或者先给x1,x2,x3赋值，再average_x = Ex_2(x1,x2,x3)，得到同样的结果。 M文件的创建与保存：
? 在命令窗口中点击工具栏“New M-File”按钮或者菜单“File→New→
M-File”出现一个M文件编辑窗口（Editor）,即创建了一个新的空白M文件；
? 输入相应的内容后，点击编辑窗口（Editor）工具栏中的“Save”按钮
或者菜单“File→Save” 即可保存。
M文件的运行：
? 在命令窗口中点击“File→Open”,选择M文件并打开；
? 在该M文件的编辑窗口中点击菜单“Debug→Run”；或直接在命令窗
口中键入该M文件的文件名（如Ex_1，不要带.m后缀），按回车，即
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可运行该M文件。
2.3 MATLAB的文件管理
在编辑和运行M文件之前，还有一个很重要的工作要做，就是设置MATLAB的当前工作目录和搜索路径。MATLAB中的目录概念实际上就是文件夹，所有M文件都存放在某一目录中。 当前工作目录的设置
MATLAB的使用者首先要新建一个目录（既文件夹）用来专门存放自己所编制的M文件，包括脚本文件和函数文件；然后，再将该目录设置成当前工作目录，方法如下：
在命令窗口中右侧点击工具栏“Browse for folder”按钮，出现“浏览文件夹”选项，选中待确定为当前工作目录的文件夹，按“确定”即可。
将自己的文件夹设置成当前工作目录后，就可以在MATLAB中运行自己所编制的M文件了；也可以调用在搜索路径目录中所列出的所有文件夹中的M函数文件，这些M函数文件可以是MATLAB中其它工具箱中自带的，也可以是你的同学编制的。这样，就达到了资源共享的目的。
注意：你自己编制的M函数文件若不放在当前工作目录中，而单独另外放在一个文件夹中，只要将此文件夹设置为搜索路径，则你同样可调用这些M函数文件。
搜索路径的设置
在命令窗口中点击菜单“File→Set Path”，在出现的界面左上角点击“Add Folder…” 按钮，出现“浏览文件夹”选项，选择待加入搜索路径的的目录，按“确定”，再“Save”、“Close”即可。
2.4 其它
通过MATLAB的工作空间浏览器可以直观地查看MATLAB Workspace中包含的所有元素，这对于检查程序的运行状态、调试程序等是非常方便的。在命令窗口中点击菜单“Desktop→Workspace”，即出现Workspace界面，可以在其中查看内存变量的取值、维数等，也可以对变量做保存、删除等操作。
MATLAB还提供了强大的帮助系统。例如，点击工具栏“？”按钮，出现“help”界面，点击其中的“Search”按钮，在“Search for”框中输入所要查寻的关键字后回车，就能得到详细的帮助信息。
在命令窗口中点击菜单“Help→Demos”，再根据出现的界面做相应的选择，
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就可进入MATLAB自带的各种演示程序。这些演示程序对初学者是一个很好的学习工具，可以方便地在不同条件下完成算法的仿真，并显示形象的可视化结果。
3 MATLAB基本运算
3.1 基本概念
变量：
和其他高级语言一样，MATLAB也是使用变量来保存信息。变量名由英文字母开头，一般只能由英文字母、数字以及下划线“_”组成。 矩阵：
矩阵是（Matrix）是MATLAB进行数据处理的基本单元，矩阵也经常与数组（Array）不加区分。MATLAB中的大部分运算或命令都是在矩阵运算的意义下执行的，矩阵运算是MATLAB最重要的运算。通常意义上的数量（也称为标量）在MATLAB系统中是作为1×1的矩阵来处理的。
? 矩阵的输入
在命令窗口或M文件编辑窗口中直接输入a = [1,2,3; 4,5,6; 7,8,9] 或a = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9] ，就可生成3×3矩阵a。 ? 利用MATLAB函数创建矩阵
MATLAB为用户提供了创建基本矩阵的函数，如
ones(m, n )：产生m×n 全1矩阵； zeros(m, n)：产生m×n 全0矩阵。
向量：
向量实际也是一种矩阵，是仅有一行或者一列的矩阵；它在基于MATLAB的信号与系统分析中发挥着重要作用。除了利用前面介绍的创建矩阵的方法来生成向量外，下面再介绍两种常用的方法。
? 利用冒号“：”运算生成向量
如： x = -2 : 4，则x = [-2, -1, 0, 1, 2, 3, 4]; 又如：y = 0 : 0.2: 1, 则y = [0, 0.2, 0.4, 0.6, 1]。
要特别注意的是向量中元素的序号是从1开始的，例如上面的x = [-2, -1, 0,
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