MATLAB在系统频域分析中的应用-陈后金北京交通大学课件

"该资源是北京交通大学教授陈后金关于信号与系统课程的课件，主要讲解如何利用MATLAB进行系统频域分析，包括连续系统和离散系统的频响特性计算以及周期信号通过系统的响应等内容。" 在信号与系统的学习中，MATLAB是一种常用工具，用于进行各种信号处理和系统分析。本课程着重于利用MATLAB进行频域分析，这是理解系统动态行为的重要手段。频域分析可以帮助我们洞察系统对不同频率输入信号的响应，对于设计滤波器、控制系统以及其他信号处理应用至关重要。 1. 连续系统频响特性的计算：频响特性是衡量系统对不同频率输入信号响应的指标。通过计算系统的频率响应函数（如频率响应函数H(jω)），可以得到系统在频域中的表现。这通常涉及傅里叶变换的应用，将时域信号转换为频域表示。 2. 周期信号通过系统的响应：周期信号是具有恒定频率的信号，例如正弦波。当周期信号通过系统时，系统的频域特性会改变输入信号的幅度和相位。分析这种响应有助于评估系统是否能保持信号的频率成分或消除某些成分。 3. 离散系统频响特性的计算：在数字信号处理中，离散系统的频域分析同样关键。离散信号是在特定时间点上采样的连续信号，其频域分析涉及Z变换或离散傅里叶变换（DFT）。离散系统的频率响应是单位阶跃响应的傅里叶变换，用于描述系统对离散频率成分的反应。 4. 信号的描述与分类：信号可以分为确定信号和随机信号，连续信号和离散信号，以及周期信号和非周期信号。确定信号是可预测的，而随机信号则具有不确定性。连续信号在时间上是连续的，如模拟信号；离散信号仅在特定时间点上有定义，如数字信号。周期信号是无限重复的，如正弦波，而非周期信号则是非重复的，如阶跃信号。 5. MATLAB在频域分析中的应用：MATLAB提供了丰富的函数和工具箱，如Signal Processing Toolbox和Control System Toolbox，用于进行频域分析。用户可以通过这些工具计算系统传递函数、绘制频率响应曲线，以及进行滤波器设计等。 6. 信号与系统分析概述：该课程涵盖了信号的基本概念、分类，以及系统描述和分析方法。了解这些基础知识对于理解和运用MATLAB进行频域分析至关重要。 通过学习这个课件，学生将能够熟练掌握利用MATLAB进行系统分析的技能，加深对信号与系统理论的理解，并能够应用于实际工程问题中。