MATLAB在数字信号处理中的模拟与仿真实例：Z变换与滤波器设计

本文主要探讨了基于MATLAB的数字信号处理的模拟与仿真技术，由作者王靖斌在山东农业大学信息科学与工程学院撰写。该研究论文首先阐述了数字信号处理的基本原理，特别关注了Z变换和离散傅立叶变换（DFT）及其快速算法FFT。Z变换是一种将离散时间信号转换为复平面上的函数，这对于理解线性时不变系统的行为至关重要。通过MATLAB中的工具箱，如信号处理工具箱，可以有效地进行信号变换的计算。 在MATLAB实现部分，作者通过一个实际例子展示了如何使用Z变换来解决差分方程问题，比如设计一个二阶线性常系数差分系统，并利用MATLAB的`filtic`函数求解初始条件下的系统响应。接着，文章介绍了DFT的原理和在MATLAB中的应用，以及快速傅立叶变换（FFT）的高效计算方法，这对于频域分析和滤波器设计非常实用。 在滤波器设计方面，文章着重讨论了无限 impulse response (IIR) 和 finite impulse response (FIR) 滤波器的设计方法。IIR滤波器具有快速响应特性，但可能会有稳态误差；FIR滤波器则没有稳态误差，但计算复杂度较高。MATLAB中的`conv`函数用于滤波器设计，`residuez`函数可能用于计算滤波器的频率响应参数。 通过MATLAB的模拟与仿真功能，作者不仅展示了理论知识的应用，还给出了具体的实验结果和分析，这有助于读者理解信号处理算法在实际问题中的应用效果。论文的关键词包括Z变换、离散傅立叶变换、数字滤波器和系统结构仿真，突出了MATLAB在数字信号处理中的核心作用，以及其在教学和科研中的实用性。 总结来说，这篇论文深入浅出地讲解了MATLAB在数字信号处理中的关键技术和工具，适合对信号处理感兴趣的读者学习和研究，同时也为工程实践提供了宝贵的指导。