基于MATLAB的IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

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1、信息與電子工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（開(kāi)題報(bào)告）畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告信息與電子工程系電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)08級(jí)2班課題名稱(chēng)：基于MATLAB的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)--基于MATLAB的IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)起止時(shí)間：2010年　11月21日～2011年6月11日(共24周)學(xué)生姓名：學(xué)號(hào):指導(dǎo)教師：報(bào)告日期：—8—信息與電子工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（開(kāi)題報(bào)告）1．本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)(外)的研究現(xiàn)狀綜述MATLAB技術(shù)現(xiàn)狀Matlab是美國(guó)MathWorks公司自20世紀(jì)80年代中期推出的數(shù)學(xué)軟件，優(yōu)秀的數(shù)值計(jì)算能力和卓越的數(shù)據(jù)可視化能力使其很快在數(shù)學(xué)軟件中脫穎而出。到目前為止，其最

2、高版本6.0版已經(jīng)推出。隨著版本的不斷升級(jí)，它在數(shù)值計(jì)算及符號(hào)計(jì)算功能上得到了進(jìn)一步完善。Matlab已經(jīng)發(fā)展成為多學(xué)科、多種工作平臺(tái)的功能強(qiáng)大的大型軟件。在歐美等高校，Matlab已經(jīng)成為線性代數(shù)、自動(dòng)控制理論、概率論及數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)字信號(hào)處理、時(shí)間序列分析、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真等高級(jí)課程的基本教學(xué)工具，是攻讀學(xué)位的大學(xué)生、碩士生、博士生必須掌握的基本技能。Matlab的主要特點(diǎn)是：有高性能數(shù)值計(jì)算的高級(jí)算法，特別適合矩陣代數(shù)領(lǐng)域；有大量事先定義的數(shù)學(xué)函數(shù)，并且有很強(qiáng)的用戶自定義函數(shù)的能力；有強(qiáng)大的繪圖功能以及具有教育、科學(xué)和藝術(shù)學(xué)的圖解和可視化的二維、三維圖；基于HTML的完整的幫

3、助功能；適合個(gè)人應(yīng)用的強(qiáng)有力的面向矩陣(向量)的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言；與其它語(yǔ)言編寫(xiě)的程序結(jié)合和輸入輸出格式化數(shù)據(jù)的能力；有在多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域解決難題的工具箱。Matlab作為一個(gè)數(shù)值運(yùn)算軟件和仿真工具正在越來(lái)越多的領(lǐng)域中得到不同程度的應(yīng)用，下面的內(nèi)容估計(jì)還可以大大的擴(kuò)張。主要應(yīng)用領(lǐng)域：1．工程運(yùn)算2．控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3．?DSP系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)4．測(cè)量與測(cè)試5．圖形處理6．金融建模與分析應(yīng)用。Matlab在控制工程中的應(yīng)用：Matlab是IEEE組織認(rèn)可的最優(yōu)化的科技應(yīng)用軟件。它提供了一種人機(jī)交互式的系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)境，并且以其語(yǔ)法規(guī)則簡(jiǎn)單、容易掌握、調(diào)試方便、分析手段齊全而著稱(chēng)，幾乎成了

4、許多工業(yè)設(shè)計(jì)部門(mén)和院校的必備軟件和標(biāo)準(zhǔn)軟件。對(duì)于一般的設(shè)計(jì)人員，它還有另外3個(gè)益處：①在微機(jī)上運(yùn)行時(shí)，對(duì)配置要求不高；②資料文檔齊全、詳實(shí)；③易于使用，很快即可達(dá)到熟練的程度。Matlab集多種功能于一體，構(gòu)成了一個(gè)方便的、功能強(qiáng)大的、界面友好的用戶環(huán)境和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，在眾多領(lǐng)域中有著非常廣泛的應(yīng)用［1］2Matlab多媒體定時(shí)器在控制工程中的應(yīng)用［2］一般情況下，Matlab因缺乏高精度的定時(shí)器，而不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。為此編制了定時(shí)精度可達(dá)1ms的定時(shí)器mex函數(shù)timerone，以在Matlab環(huán)境中構(gòu)造計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。提供了多媒體定時(shí)器API函數(shù)，它的定時(shí)精度可達(dá)1

5、ms，且每個(gè)定時(shí)事件均有單獨(dú)的線程基于Matlab的Web—8—信息與電子工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（開(kāi)題報(bào)告）應(yīng)用原理，在信號(hào)分析和診斷上也可應(yīng)用，例如文獻(xiàn)資料證明，可以利用這一原理開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)程信號(hào)分析與診斷系統(tǒng)，其中包含頻譜分析、相關(guān)分析、時(shí)序分析、小波分析、小波包含分析、時(shí)頻分析、機(jī)械圖像分析以及遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)能充分利用Matlab強(qiáng)大的信號(hào)分析和工程計(jì)算能力，充分發(fā)揮Matlab的平臺(tái)良好的擴(kuò)展性，以及對(duì)硬件和數(shù)據(jù)庫(kù)的操作性，實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的功能。數(shù)字濾波器發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀濾波器在數(shù)值信號(hào)處理中有廣泛的應(yīng)用，為此我們將濾波器作簡(jiǎn)單介紹，達(dá)到拋磚引玉的作用。若濾波器的輸入、輸出都是

6、離散時(shí)間信號(hào)，那么，該濾波器的沖擊響應(yīng)（或?yàn)V波因子）也必然是離散的，我們稱(chēng)這樣的濾波器為數(shù)字濾波器（DigitalFilter，DF）。當(dāng)用硬件實(shí)現(xiàn)一個(gè)DF時(shí)，所需的元件是延遲器、乘法器和加法器。當(dāng)在計(jì)算機(jī)上用軟件實(shí)現(xiàn)時(shí)，它就是一段線性褶積（或卷積）的程序。我們知道，模擬濾波器（AnalogFilter，AF）只能用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，其元器件是R，L，C及運(yùn)算放大器或開(kāi)關(guān)電路。因此，DF的實(shí)現(xiàn)要比AF容易的多，而且易獲得較為理想的效果。濾波器的種類(lèi)很多，分類(lèi)方法也不同，如可以從功能上分，也可以從實(shí)現(xiàn)方法上分，或從設(shè)計(jì)方法上來(lái)分等等。但總的來(lái)說(shuō)，濾波器可以分為兩大類(lèi)，即經(jīng)典濾波器和現(xiàn)

7、代濾波器。經(jīng)典濾波器是假定輸入信號(hào)x(n)中的有效信號(hào)和噪聲（或干擾）信號(hào)成分各在不同的頻帶，當(dāng)x(n)通過(guò)一個(gè)線性濾波系統(tǒng)后，可以將欲噪聲信號(hào)成分有效地去除?？墒牵绻行盘?hào)和噪聲信號(hào)的頻率帶相互重疊，那么經(jīng)典的濾波器將無(wú)能為力?，F(xiàn)在的地質(zhì)雷達(dá)信號(hào)處理中的濾波器主要采用經(jīng)典的濾波器進(jìn)行處理。因此有時(shí)濾波效果較好，有時(shí)較差?，F(xiàn)代濾波理論研究的主要內(nèi)容是從含有噪聲的數(shù)據(jù)記錄（又稱(chēng)為時(shí)間序列）中估計(jì)出信號(hào)的某些特征或信號(hào)本身。一旦信號(hào)被估計(jì)出，那么估計(jì)出的信號(hào)將比原信號(hào)會(huì)有高的信噪比。現(xiàn)代濾波器把信號(hào)和噪