MATLAB离散时间系统建模与仿真:低通滤波器设计

需积分: 50 1.4k 下载量 54 浏览量 更新于2024-08-10 收藏 6.81MB PDF 举报
本文档主要介绍了离散时间系统的建模与仿真,特别地,通过一个具体的例子展示了如何在MATLAB 2012b环境中构建一个低通滤波系统的SIMULINK模型。此外,文档还提供了MATLAB的基础知识,包括计算器的使用、续行输入以及数值、变量和表达式的概念。 在离散时间系统的建模中,系统通常由离散时间信号进行描述,例如在给定的例子中,输入信号是一个受到正态噪声干扰的采样信号x(kTs),由一个基频为10Hz的正弦波、一个基频为100Hz的余弦波以及随机噪声n(kTs)组成。这里的kTs是采样时刻,Ts是采样周期,取值为0.001秒,而噪声n(kTs)服从均值为0,方差为0.2的正态分布。目标是使用8阶Butterworth低通滤波器来去除高频噪声,提取出10Hz的信号成分。这可以通过离散时间系统函数F(z)实现,其中y(k)是滤波后的输出,x(k)是输入信号。 在MATLAB的SIMULINK环境中,可以构建这样的滤波器模型。首先,用户需要创建一个新的SIMULINK模型,然后添加必要的模块,如信号源(用于生成输入信号)、噪声生成器(用于模拟正态噪声)、采样器(根据Ts采样信号)和滤波器模块(8阶Butterworth滤波器)。通过连接这些模块并设置相应的参数,可以模拟离散时间系统的行为。 至于MATLAB的基础知识部分,文档详细介绍了如何进行简单的算术运算,包括使用运算符(如+、-、*、/)以及如何进行续行输入。在MATLAB中,用户可以直接在命令窗口执行表达式,结果会自动赋值给变量"ans"。如果需要将结果存储到特定变量,可以使用赋值号(=)。此外,MATLAB允许使用续行操作(3个或更多连续的点)来分隔长指令,使得指令可以在多行中输入。 变量在MATLAB中是存储数据的基本单元,可以是数值、字符串或其他复杂的数据结构。MATLAB支持各种数值类型,包括浮点数和整数,可以使用科学记数法表示。变量名需要遵循一定的命名规则,例如不能以数字开头,且通常应具有描述性。变量在MATLAB的工作空间中保存,除非被清除或重新赋值,否则它们会持续存在。 这份文档结合实例讲述了离散时间系统的建模方法,特别是使用MATLAB的SIMULINK工具进行仿真,并提供了MATLAB的基础操作指南,有助于初学者理解和应用MATLAB进行数值计算和系统模拟。