基于matlab_gui信号与系统教学软件设计(编辑修改稿)

基于matlab_gui信号与系统教学软件设计(编辑修改稿)内容摘要：

（33）式（33）称为离散周期信号的离散Fourier级数（DFS）表示，其中，加权系数称为离散周期信号的DFS系数。 由于虚指数序列具有正交特性，根据式（33）求出DFS系数为 （34）也是周期为N的离散序列，称为离散周期信号的频谱。 (2)离散非周期信号的频域分析根据离散序列的离散时间Fourier变换（DTFT）的理论，满足一定约束条件的离散非周期序列可以表示为虚指数序列的线性组合，即 （35）利用虚指数序列的正交性，可得式（35）中加权系数为 （36）为非周期序列的频谱。 式（36）称为序列的离散时间Fourier变换（简称DTFT），而式（35）称为离散时间Fourier反变换（简称IDTFT）。 系统的频域分析 连续系统的频率响应定义为： （37）若n阶连续LTI系统的微分方程为 （38）在零状态响应条件下，y(t)=yzs(t)。 对式（38）两边进行Fourier变换，经过整理可得输出信号的频谱函数与输入信号的频谱函数之比，并以符号表示，即 （39）式（39）表明，为系统在零状态下输出响应与输入激励的频谱函数之比，称为系统的频率响应。 在系统频域分析中，系统频率响应起着极为重要的作用，它表征了系统的频率特性，是系统的频域描述。 从式（39）可以看出与系统的输入及输出无关，而只与系统本身特性有关。 离散系统的频率响应定义为： （310）若n阶离散LTI系统的差分方程为 （311）在零状态响应条件下，y[k]=yzs[k]。 对式（311）两边进行Fourier变换，经过整理可得输出序列的频谱函数与输入序列的频谱函数之比，并以符号表示，即 （312） 式（312）表明，为系统在零状态下输出序列与输入激励的频谱函数之比，称为离散系统的频率响应。 . 在离散系统频域分析中，系统频率响应起着极为重要的作用，它表征了系统的频率特性，是系统特性的频域描述。 从式（312）可以看出与系统的输入及输出无关，而只与系统本身特性有关。 图31 知识结构（1）图32知识结构（2）4 GUI界面的创建与应用 GUI界面的基本知识图形用户界面，简称GUI，是英文Graphic User Interface的缩写。 其创建方法是：单击菜单File—New—GUI或者在命令窗口单击 (GUIDE),弹出如下图31所示的对话框，在Create New GUI下选择Blank GUI（Default），还可以选择文件存储路径，然后点击OK，则会创建出一个新的界面如图42所示。 图41 GUI的创建图42 创建后的GUI界面当用户在GUIDE中打开一个GUI时，该GUI将显示在Layout编辑器中，Layout编辑器是所有GUIDE工具的控制面版。 用户可以使用鼠标拖动模版左边的控件如图43（按钮、坐标轴、单选按钮等）到中间的布局区域。 图43控件、按钮最后在相应的控件里填上所要执行程的代码，点击(Run)按钮，便可实现程序的运行。 信号与系统教学软件GUI设计 本软件的设计是基于MATLAB中GUI（图形用户界面）而成的，而其目的是为了作为“信号与系统”一种教学软件使同学在面对“信号与系统”这门课程中大量的公式以及概念时，不会产生枯燥乏味的情况。 本设计主要针对“信号与系统”中的频域部分，对信号进行频域的分析，以及一些典型的非周期信号的变化过程、幅度调制、仿真波形等。 如图44所示，本界面设计用到的控件有Static Text、Push Button、Axes等。 图44 软件主界面其中在Axes上显示图片所用的代码如下：axes()。 X=imread(39。 39。 )。 imshow(X)。 axis image off接着选择Menu Editor按钮设计编辑菜单如下图45所示图45 菜单设计界面（1）进行信号分析中的周期信号界面设计，如下图46所示：图46周期信号界面（2）在连续时间周期信号Fourier级数信号中主要内容为：对周期方波信号的分解与合成，及对矩形信号、三角信号、方波信号进行频谱分析。 如下图47所示是对周期方波信号的分解与合成。 图47 周期方波信号的分解与合成该设计所需的控件有Push Button、Axes、Static Text、Edit等；用户可以跟据自己需求，对该周期信号中的最高谐波次数Nf、幅度M进行设值，以方便观察该信号的分解与合成过程。 其中运行代码如下所示：function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)Nf= str2num(get(,39。 string39。 ))。 M = str2num(get(,39。 String39。 ))。 t=0::2*pi。 x=zeros(Nf,max(size(t)))。 % 预分配数组、矩阵的存储空间，。