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matlab课程设计参考题目

18
2020年4月19日
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课题一：
连续时间信号和系统时域分析及MATLAB实现
课题要求：
深入研究连续时间信号和系统时域分析的理论知识。利用MATLAB强大的图形处理功能、符号运算功能以及数值计算功能，实现连续时间信号和系统时域分析的仿真波形。
课题内容：
一、用MATLAB实现常见连续时间信号的时域波形（经过改变参数，分析其时域特性）。
1、单位阶跃信号，2、单位冲激信号，3、正弦信号，4、实指数信号，5、虚指数信号，6、复指数信号。
二、用MATLAB实现信号的时域运算
1、相加 ，2、相乘 ，3、数乘，4、微分，5、积分
三、用MATLAB实现信号的时域变换（参数变化，分析波形变化）
1、反转，2、使移（超时，延时），3、展缩，4、倒相，5、综合变化
四、用MATLAB实现信号简单的时域分解
1、信号的交直流分解，2、信号的奇偶分解
五、用MATLAB实现连续时间系统的卷积积分的仿真波形
给出几个典型例子，对每个例子，要求画出对应波形。
六、用MATLAB实现连续时间系统的冲激响应、阶跃响应的仿真波形。
给出几个典型例子，四种调用格式。
七、利用MATLAB实现连续时间系统对正弦信号、实指数信号的零状态响应的仿真波形。
给出几个典型例子，要求能够改变激励的参数，分析波形的变化。

课题二：
离散时间信号和系统时域分析及MATLAB实现。
课题要求：
深入研究离散时间信号和系统时域分析的理论知识。利用MATLAB强大的图形处理功能、符号运算功能以及数值计算功能，实现离散时间信号和系统时域分析的仿真波形。
课题内容：
一、用MATLAB绘制常见信号的时域波形（经过改变参数分析其时域特性）
1、单位序列，2、单位阶跃序列，3、正弦序列，4、离散时间实指数序列，5、离散时间虚指数序列，6、离散时间复指数序列。
二、用MATLAB实现信号的时域运算
1、相加，2、相乘，3、数乘。
三、用MATLAB实现信号的时域变换（参数变化，分析波形的变化）
1、反转，2、时移（超时，延时），3、展缩，4、倒相。
四、用MATLAB实现离散时间系统卷积和仿真波形
给出几个典型例子，对每个例子要求画出e(k)，h(k)，e(i)，h(i)，h(-i)，Rzs(k)波形。
五、用MATLAB实现离散时间系统的单位响应，阶跃响应的仿真波形
给出几个典型例子，四中调用格式。
六、用MATLAB实现离散时间系统对实指数序列信号的零状态响应的仿真波形
给出几个典型例子，要求能够改变激励的参数，分析波形的变化。

课题三：
连续时间信号傅里叶级数分析及MATLAB实现。
课题要求：
深入研究连续时间信号傅里叶级数分析的理论知识，利用MATLAB强大的图形处理功能，符号运算功能以及数值计算功能，实现连续时间周期信号频域分析的仿真波形。
课题内容：
一、用MATLAB实现周期信号的傅里叶级数分解与综合
以周期矩形波信号为例，绘出包含不同谐波次数的合成波形，观察合成波形与原矩形
波形之间的关系及吉布斯现象。
二、用MATLAB实现周期信号的单边频谱及双边频谱。
以周期矩形波形信号为例：
1、绘出单边（幅度，相位）频谱。
2、绘出双边（幅度，相位）频谱。
3、比较1和2之间的关系。
4、以单边幅度频谱为例，研究脉冲宽度与频谱的关系。
5、以单边幅度频谱为例，研究脉冲周期与频谱的关系。
三、用MATLAB实现典型周期信号的频谱。
1、周期方波脉冲信号的单、双边幅度频谱（T、占空比，二个参数可变）。
2、周期三角脉冲信号的单、双边幅度频谱（T、width，二个参数可变）。

课题四：
连续时间信号傅立叶变换及MATLAB实现
课题要求：
深入研究连续时间信号傅立叶变换的理论知识，利用MATLAB强大的图形处理功能，符号运算功能和数值计算功能，实现连续时间非周期信号频域分析的仿真波形。
课题内容：
一：用MATLAB实现典型非周期信号的频域分析
1.单边指数信号时域波形图、频域图。
2.偶双边指数信号时域波形图、频域图
3.奇双边指数信号时域波形图、频域图
4.直流信号时域波形图、频域图
5.符号函数信号时域波形图、频域图
6.单位阶跃信号时域波形图、频域图
7.单位冲激信号时域波形图、频域图
8.门函数信号时域波形图、频域图
观察上述1、2、3、8信号的参数变化时，时域波形图、频域图随之变化情况
二、用MATLAB实现信号的幅度调制
以二个示例绘出，原信号f(t)以及调制信号y(t)=f(t)coswt的实域波形图、频铺图以及功率谱
实例1 f(t)=sin(100πt) f=400Hz
实例2 f(t)=ε(t+1)ε-(t-1) ω=10π
将f、ω作为参数变化，观察三种波形的变化情况
三、用MATLAB实现信号傅立叶变换性质的仿真波形
1、尺度变换特性
2、时移特性
3、频移特性
4、时域卷积定理
5、对称性质
6、微分特性
每一特性以一实例绘出时的时域波形图，频谱图。

课题五：
基于MATLAB的连续时间系统的频域分析
课题要求：
深入研究连续时间信号和系统时域分析的理论知识。利用MATLAB强大的图形处理功能、符号运算功能以及数值计算功能，实现连续时间系统频域分析。
课题内容：
一、利用MATLAB分析系统的频率特性。
1、低通滤波器时域冲激响应波形、频域内幅频特性、相频特性。
2、高通滤波器时域冲激响应波形、频域内幅频特性、相频特性。
3、带通滤波器时域冲激响应波形、频域内幅频特性、相频特性。
4、全通滤波器时域冲激响应波形、频域内幅频特性、相频特性。
各以一实例说明。
二、用MATLAB实现连续时间信号的采样及重构
以f(t)=Sa(t)为例，分别以过采样、等采样、欠采样三种情况,
绘出原信号、采样信号、重构信号的时域波形图。

课题六：
基于MATLAB的连续时间系统的复频域分析
课题要求：
深入研究连续时间系统的复频域分析的理论知识，利用MATLAB强大的图形处理功能、符号运算功能，实现连续时间系统的复频域分析。
课题内容：
一．用MATLAB绘制拉普拉斯变换变换曲面图。
1.以一些典型单边信号为例绘制时域波形图及拉普拉斯变换的曲面图。
2.以单个矩形型号为例，绘出时域波形图，傅立叶变换频谱图及拉普拉斯变换曲面图。
3.以实例观察拉普拉斯变换的曲面图上的峰点和谷点和极点和零点的关系。 二.用MATLAB绘制连续时间系统极零点图，根据极零点分布观察系统冲激响应时域特性并分析系统的稳定性至少六个实例）。
三.MATLAB实现已知系统零极点分布，绘出系统频率响应曲线（极零图与幅频特性对照起来画），以四个实例分别代表低通、高通、带通、全通滤波器。

课题七：
基于MATLAB的离散系统的Z域分析。
课题要求：
利用MATLAB强大的图形处理功能，符号运算功能和数值计算功能，实现离散系统的Z域分析仿镇波形。
课题内容：
一. 用MATLAB绘制离散系统极零图，根据极零图分布观察系统单位响应的时域特性并分析系统的稳定性。将极零图与h(k)对照起来画，看两者之间的关系。至少以六个例子说明。
二. 用MATLAB实现离散系统的频率特性分析
1. 以二个实例分别代表低通，高通滤波器，绘出极零图，幅频特性，相频特性。
2. 用MATLAB绘出梳状滤波器极零图与幅频特性
FIR型
IIR型 设N=8，a=0.8,0.9,0.98
三．用MATLAB实现巴特沃兹滤波器分析
1．用MATLAB绘制巴特沃兹滤波器频率特性曲线（w,n作为参数变化）
2. 用MATLAB绘制巴特沃兹滤波器的极零点分布图（w,n作为参数变化）
将两种图对照起来看极点分布与频率特性之间的关系。

课题八：
基于matlab的一阶动态电路特性分析
课题要求：
利用matlab强大的图形处理功能，符号运算功能和数值计算功能，实现一阶动态电路时域特性的仿真波形。
课题内容：
一、以RC串联电路及RL并联电路的零输入响应为例绘出下列波形

RC串联电路：u(t),u(t),i(t),p(t),p(t)
RL并联电路：i(t),i(t),u(t),p(t),p(t)。
其中将U0, I0,作为参数变化，观察其波形变化情况
二、以RC串联电路及RL并联电路的的直流激励的零状态响应为例绘出下列波形
RC串联电路：u(t),u(t),i(t),p(t),p(t)， p(t)及直流激励波形。
RL并联电路：i(t),i(t),u(t),p(t),p(t) p(t)及直流激励波形。
其中将US, IS,作为参数变化，观察其波形变化情况
三、以RC串联电路及RL并联电路的直流激励的全响应为例绘出下列波形
RC串联电路：u(t),u(t),i(t) 及直流激励波形
RL并联电路：i(t),i(t),u(t) 及直流激励波形。
再以u(t)、i(t)为例将全响应波形分解为下列二种形式：
全响应=零输入响应+零状态响应
全响应=暂态分量+稳态分量。
其中将U0, I0, US, IS,作为参数变化，观察其波形变化情况
四、以RC串联电路及RL并联电路的正弦激励的零状态响应为例绘出下列波形
RC串联电路：u(t),u(t),i(t),u(t)及正弦激励波形，
RL并联电路：i(t),i(t),u(t),i(t) 及正弦激励波形。
再以u(t)，i(t)为例将零状态响应分解为暂态分量与稳态分量之和。
其中激励为
并将，作为参数变化，观察其波形变化情况,注意过电压现象及过电流现象。
五、以RC串联电路及RL并联电路的冲激响应为例绘出下列波形
RC串联电路：u(t), i(t)及冲激激励波形
RL并联电路：i(t), u(t) 及冲激激励波形。
其中将作为参数变化，观察其波形变化情况
课题九：
基于matlab的线性电路正弦稳态特性分析
课题要求
利用matlab强大的图形处理功能，符号运算功能和数值计算功能，实现线性电路正弦稳态特性的仿真波形。
课题内容：
1 对R,L,C三种基本原件，绘出表现其正弦稳态特性的时域波形图向量图。
R:i(t),u(t),p(t),U,I
L:i(t),u(t),p(t),U,I
C:i(t),u(t),p(t),U,I
其中 R,C,L三参数可变，w不变。
2 对R,L,C串联电路，绘出表现其正弦稳态特想的时域波图，向量图。
1．绘出us(t),i(t),ur(t),ul(t),uc(t)波形图。
将R,C,L三参数可变，w不变，观察波形情况，比较us(t)与i(t)相位差判断感容性。
2．绘出p(t)=us(t)*i(t)波形图，并将其分解为三种情况：
P(t)=P0+P2w(t)
=Pr(t)+Px(t)
=Pr(t)+Pl(t)+Pc(t)
3.绘出Us,I,Ur,Uc,Ul向量图。
Us=Ur+Ul+Uc
Ur=RI
Uc=i/jwc*i
Ul=jwlI
其中 R,C,L三参数可变，w不变,观察向量图变化。

课题十：
基于MATLAB的线性电路频率响应特性分析
课题要求：
利用MATLAB强大的图形处理功能、符号运算功能和数值计算功能，实现线性电路频率响应特性的仿真波形。
课题内容：
一、以RLC串联电路为例，绘出频率响应特性曲线
1、 绘出的幅频特性及相频特性曲线；
2、 绘出的幅频特性及相频特性曲线；
3、 绘出的幅频特性及相频特性曲线；
4、 设L=1H，C=1F，ω=1rad/s，改变R之值，观察各特性曲线的变化情况。注意Q=的值改变带来的所表现的电路的选择性与通频带的改变，及有无峰值的改变。

课题十一：
基于MATLAB的组合逻辑电路设计和仿真
课题要求：
深入研究和掌握数字电路中组合电路的理论知识。利用MATLAB的强大的图形处理功能，符号运算功能和数值计算功能，实现组合逻辑电路的设计和仿真。
课题内容
一、 以编码器和译码器为例仿真下列波形
1. 编码器输入输出波形（8线3线）；
2. 译码器输入输出波形（3线8线）；
3. 数据选择器输入输出波形（四选一数据选择器）
二、 以译码器的级联为例实现系统的封装并仿真下列波形
译码器的输入输出波形（4线16线）
三、 以七段数码管为例子完成数码管的图形输出显示

课题十二：
基于MATLAB的时序逻辑电路设计和仿真

课题要求：
深入研究和掌握数字电路中时序逻辑电路的理论知识。利用MATLAB强大的图形处理功能、符号运算功能和数值计算功能，实现时序逻辑电路的设计和仿真。
课题内容：
一、以寄存器为例仿真下列波形
并行寄存器输出波形（以基本RS触发器构造）；
移位寄存器输出波形（用D触发器构造）
二、以双向移位寄存器为例实现子系统的设计和封装并仿真下列波形
4位双向移位寄存器并行输出波形；
4位双向移位寄存器串行右移输出波形；
4位双向移位寄存器串行左移输出波形
三、以扭环计数器为例仿真下列波形
扭环计数器的输出波形（以JK触发器实现）

课题十三：
基于MATLAB的脉冲编码调制PCM
课题要求：
深入研究和掌握通信原理中模拟信号转换为数字信号的工作过程。利用MATLAB强大的图形处理功能、符号运算功能和数值计算功能，实现PCM的设计和仿真。
课题内容：
一、用MATLAB实现连续时间信号的抽样
对于一个频带限制在（0，fH）的连续信号，做出采样后的图像及其频谱
二、用MATLAB实现A律对数量化，并输出13折线对数量化特性曲线
三、用MATLAB实现13折线量化值的8位编码，并能举例演示结果
课题十四：
基于MATLAB的模拟线性调制系统设计
课题要求：
深入研究和掌握通信原理中模拟线性调治系统的原理，时域和频谱特性。利用MATLAB强大的图形处理功能、符号运算功能和数值计算功能，实现调幅系统的设计和仿真。
课题内容：
一：了解模拟线性调制原理
二：掌握常规双边带调幅的实现方式
三：利用MATLAB实现设计常规条幅AM系统，仿真输出下列波形：
（1） 噪声的时域波形（高斯分布的白噪声）；
（2） 叠加了噪声的已调信号时域波形；
叠加了噪声的已调信号的频谱。

题目十五、基于MATLAB的信号调制与解调
（1）已知某消息信号以双边幅度调制（DSB-AM）方式调制载波，所得到的已调制信号记为，设，。试比较消息信号与已调信号，并绘制它们的频谱。
（2）对（1）的DSB-AM调制信号进行相干解调，并绘出信号的时频域曲线。
（3）对（1）中的信号进行单边带幅度调制（DSB-AM）绘制信号的时频域曲线。
（4）对（1）中的信号进行常规幅度调制（AM），给定调制指数绘制信号的时频域曲线。
课题十六：益智游戏
1.大压小游戏的编制与实现 2.老虎杠子游戏的编制与实现
3.划拳游戏的编制与实现 4.抢三十游戏的编制与实现
5.夺奇数游戏的编制与实现 6.取火柴游戏的编制与实现
7.斐波那契尼姆游戏的编制与实现 8.约瑟问题的设计与实现
9.恶狼追兔的可视化设计 10.阿基里斯和乌龟赛跑的设计与实现