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基于MATLAB的电子信息类专业课程教学仿真研究

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摘要

第1章 绪论

1.1 选题背景

1.2 国内外研究发展概况和应用前景

1.2.1 发展概况

1.2.2 应用前景

1.3 将MATLAB与电子信息类课程相结合的研究意义

1.4 MATLAB用于计算机仿真的缺点

1.5 本文内容与结构

第2章 信号与线性系统分析仿真

2.1 利用MATLAB分析时域系统

2.1.1 任意两信号的卷积积分

2.1.2 连续系统微分方程求响应

2.1.3 系统阶跃响应动态性能指标分析

2.2 利用MATLAB分析频域系统

2.2.1 周期信号的分解、合成及频谱分析

2.2.2 求解信号的傅里叶变换及逆变换

2.2.3 给出系统模型,分析频率响应、幅频特性、相频特性

2.2.4 信号取样及重构

2.2.5 取样系统性能分析

2.3 利用MATLAB分析复频域系统

2.3.1 求解信号的拉普拉斯变换及逆变换

2.3.2 连续系统零、极点分布,系统稳定性分析

2.2.3 给出系统模型,分析频率响应、幅频特性、相频特性

2.4 利用MATLAB设计模拟滤波器

2.4.1 巴特沃思模拟低通滤波器的设计

2.4.2 切比雪夫模拟低通滤波器的设计

2.4.3 椭圆模拟低通滤波器

2.4.4 利用模拟低通滤波器设计模拟高通、带通、带阻滤波器

2.5 本章小结

第3章 数字信号处理仿真

3.1 利用MATLAB分析离散时域系统

3.1.1 离散时间序列的卷积和

3.1.2 离散系统差分方程求响应

3.2 利用MATLAB分析离散变换域系统

3.2.1 求解信号的傅里叶变换、Z变换及逆变换

3.2.2 离散系统零、极点分布,系统稳定性分析

3.3 利用MATLAB设计数字滤波器

3.3.1 IIR数字滤波器

3.3.2 FIR数字滤波器

3.4 利用MATLAB实现信号小波分析

3.4.1 小波信号产生

3.4.2 小波信号去噪

3.4.3 小波信号压缩

3.5 本章小结

第4章 自动控制原理仿真

4.1 利用MATLAB建立数学模型

4.1.1 建立传递函数模型

4.1.2 建立零、极点增益模型

4.1.3 建立状态空间模型

4.1.4 建立动态结构图模型

4.2 利用MATLAB分析根轨迹

4.2.1 绘制系统根轨迹图

4.2.2 分析根轨迹增益

4.3 利用MATLAB进行控制系统频域分析

4.3.1 绘制伯德图

4.3.2 绘制奈氏图

4.3.3 分析系统稳定性

4.4 利用MATLAB进行控制系统校正

4.4.1 频率法串联校正

4.4.2 根轨迹法串联超前校正

4.5 利用MATLAB进行非线性系统分析

4.5.1 利用Simulink分析非线性系统响应

4.6 本章小结

第5章 MATLAB与通信原理

5.1 利用MATLAB进行模拟信号调制

5.1.1 幅度调制

5.1.2 频率调制

5.1.3 相位调制

5.2 利用MATLAB进行数字信号调制

5.2.1 二进制幅移键控

5.2.2二进制频移键控

5.2.3 二进制相移键控

5.3 利用MATLAB分析数字基带通信系统

5.3.1 模拟眼图

5.4 本章小结

第6章 传感器原理及自动检测技术MATLAB仿真

6.1 利用MATLAB实现曲线拟合

6.1.1 利用最小二乘法实现曲线拟合

6.1.2 利用分段线性法实现曲线拟合

6.2 利用MATLAB实现微弱信号处理

6.2.1 检测原理

6.2.2 举例分析

6.3 本章小结

第7章 课程之间的联系

第8章 仿真软件界面

8.1 仿真软件界面

8.2 仿真软件界面的制作方法

第9章 论文总结与工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

作者简介

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摘要

MATLAB作为一种目前得到广泛应用的数学软件,在国外高校中已成为许多课程的基本教学辅助工具,将其应用到教学及试验过程中是非常必要的。本文完成了将MATLAB和电子信息类课程教学及实验教学进行有机的结合的研究,让学生学会用计算机辅助分析方法解决问题,帮助学生将视线从数学计算的过程转向计算结果所对应的物理含义,将学习重点放在对基本概念的分析、理解和应用上,提高教学效果,这样还可以使教学从繁重的运算与推导过程中解脱出来。
   本文研究了MATLAB在信号与线性系统分析、数字信号处理、自动控制原理、通信原理、传感器原理及自动检测技术课程及实验的应用问题,设计了大量例题用于时域、频域、复频域的分析,模拟滤波器和数字滤波器设计,实现信号的小波分析。系统数学模型的建立,利用根轨迹及频域法分析系统,控制系统的校正方法。仿真模拟信号和数字信号的调制,对标定曲线拟合及微弱信号处理等问题进行分析。编制了MATLAB仿真软件,给出教学及实验仿真系统。论文还介绍了电子信息类的各门专业课程之间横向及纵向关系,对于学生的学习及整个专业的建设作用,分析将MATLAB和电子信息类课程教学及实验教学有机结合意义。

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