本书是高等院校理工科关于信号与系统课程计算机仿真的实验教材。
全书共分为15章。第1章简要介绍了MATLAB的入门知识；第2章~第15章分别围绕信号与系统课程的重点和难点，介绍了连续时间系统的时域、频域、复频域分析，离散时间系统的时域、z域分析以及系统的状态变量分析。本书详细介绍了利用MATLAB进行信号与系统分析的基本方法和原理，并通过大量实例进行了说明。同时，第2章～第15章还提供了编程练习题，供读者独立实践，进一步加深对信号与系统分析方法和原理的理解。
本书针对性和操作性强，可作为电子信息工程、通信工程、信息工程、自动控制工程、生物医学工程、电气自动化、自动化和计算机等专业学生的实验教材，也可供相关领域的教师与工程技术人员参考。

信号与系统是电气信息类专业最重要的专业基础课程之一，涉及信息的获取、传输、处理的基本理论和相关技术。该课程的特点是概念抽象，数学公式推导较为繁杂，结果较难理解。随着计算机及数学工具软件的发展，利用软件实现信号与系统的仿真及实践已成为主流。实验环节的培养可以进一步加深学生对各知识点的理解与掌握。本书将MATLAB软件引入信号与系统课程的实验教学，科学合理地设计了实验项目，帮助学生完成数值计算、信号与系统分析原理及方法的可视化展现，从而有效地培养学生解决实际问题的能力和创新能力。
全书共分为15章。第1章简要介绍了MATLAB的入门知识；第2章~第15章分别围绕信号与系统课程的重点和难点，介绍运用MATLAB对连续时间系统的时域、频域、复频域分析，离散时间系统的时域、z域分析以及系统的状态变量分析。本书详细介绍了MATLAB进行信号与系统分析的基本方法和原理；通过大量实例对信号与系统课程的重点和难点进行了生动形象的说明；同时给出了具有实际意义的编程练习，为读者直观地理解信号与系统的理论知识提供了有益的帮助。
本书是高等院校理工科关于信号与系统课程计算机仿真的实验教材，针对性和操作性强，可作为电子信息工程、通信工程、信息工程、自动控制工程、生物医学工程、电气自动化、自动化和计算机等专业学生的实验教材，也可供相关领域的教师与工程技术人员参考。
本书由甘俊英、胡异丁编写，甘俊英统稿并主编。在编写过程中应自炉老师给予了很大支持。本书的出版得到了五邑大学教务处和信息学院的大力支持，在此深表谢意！
由于作者水平有限，加上时间仓促，书中错误与不妥之处在所难免，恳请读者批评指正。
编 者2007年8月

第1章 MATLAB软件简介1
1.1 MATLAB软件在信号与系统中的应用介绍1
1.2 MATLAB软件使用入门2
1.2.1 MATLAB软件的环境介绍2
1.2.2 MATLAB软件基本运算入门3
1.2.3 MATLAB软件简单二维图形绘制8
1.2.4 M文件10
1.2.5 MATLAB程序流程控制11
第2章 连续时间信号在MATLAB中的表示15
2.1 实验目的15
2.2 实验原理及实例分析15
2.2.1 典型信号的MATLAB表示15
2.2.2 单位阶跃信号的MATLAB表示20
2.3 编程练习21
第3章 连续时间信号在MATLAB中的运算22
3.1 实验目的22
3.2 实验原理及实例分析22
3.2.1 信号的时移、反折和尺度变换22
3.2.2 连续时间信号的微分与积分运算24
3.2.3 信号的相加与相乘运算25
3.2.4 信号的奇偶分解25
3.3 编程练习27
第4章 连续时间信号的卷积计算28
4.1 实验目的28
4.2 实验原理及实例分析28
4.2.1 MATLAB符号运算法求连续时间
信号的卷积28
4.2.2 MATLAB数值计算法求连续时间
信号的卷积29
4.3 编程练习32
第5章 连续时间LTI系统的时域分析33
5.1 实验目的33
◆基于MATLAB的信号与系统实验指导目 录5.2 实验原理及实例分析33
5.2.1 连续时间系统零输入响应和零状态响应的
符号求解33
5.2.2 连续时间系统零状态响应的数值求解35
5.2.3 连续时间系统冲激响应和阶跃响应的
求解37
5.2.4 利用卷积积分法求系统的零状态响应38
5.3 编程练习40
第6章 周期信号的傅里叶级数及频谱分析41
6.1 实验目的41
6.2 实验原理及实例分析41
6.2.1 周期信号的傅里叶级数41
6.2.2 周期信号的频谱分析44
6.3 编程练习45
第7章 傅里叶变换及其性质47
7.1 实验目的47
7.2 实验原理及实例分析47
7.2.1 傅里叶变换的实现47
7.2.2 傅里叶变换的性质52
7.3 编程练习55
第8章 连续时间LTI系统的频率特性及频域分析57
8.1 实验目的57
8.2 实验原理及实例分析57
8.2.1 连续时间LTI系统的频率特性57
8.2.2 连续时间LTI系统的频域分析59
8.3 编程练习63
第9章 信号抽样及抽样定理64
9.1 实验目的64
9.2 实验原理及实例分析64
9.2.1 信号抽样64
9.2.2 抽样定理66
9.2.3 信号重建67
9.3 编程练习71
第10章 拉普拉斯变换72
10.1 实验目的72
10.2 实验原理及实例分析72
10.2.1 拉普拉斯变换72
10.2.2 拉普拉斯反变换73
10.2.3 拉普拉斯变换法求解微分方程76
10.3 编程练习77
第11章 连续时间LTI系统的零极点分析78
11.1 实验目的78
11.2 实验原理及实例分析78
11.2.1 系统函数及其零极点的求解78
11.2.2 系统函数的零极点分布与其
时域特性的关系80
11.2.3 系统函数的极点分布与系统
稳定性的关系84
11.2.4 波特图84
11.3 编程练习87
第12章 离散时间信号的表示及运算88
12.1 实验目的88
12.2 实验原理及实例分析88
12.2.1 离散时间信号在MATLAB中的表示88
12.2.2 离散时间信号的基本运算92
12.3 编程练习94
第13章 离散时间LTI系统的时域分析95
13.1 实验目的95
13.2 实验原理及实例分析95
13.2.1 离散时间系统的响应95
13.2.2 离散时间系统的单位取样响应96
13.2.3 离散时间信号的卷积和运算98
13.3 编程练习100
第14章 z变换及离散时间LTI系统的z域分析101
14.1 实验目的101
14.2 实验原理及实例分析101
14.2.1 z正反变换101
14.2.2 系统函数的零极点分析103
14.2.3 系统函数的零极点分布与其时域
特性的关系104
14.2.4 离散时间LTI系统的频率特性分析109
14.3 编程练习110
第15章 系统的状态变量分析111
15.1 实验目的111
15.2 实验原理及实例分析111
15.2.1 状态方程与系统函数之间的互换111
15.2.2 状态方程的变换域符号求解法114
15.2.3 状态方程的时域符号求解法118
15.2.4 系统方程的数值求解法119
15.3 编程练习122
附录A MATLAB主要命令函数表123