基于Matlab-gui信号系统设计开题报告

1.选题的目的和意义：

Matlab作为编程语言和可视化工具， 用Matlab开发的实验为学生提供了“信号分析”、“信号抽样”、“系统仿真”、“系统特性”、“滤波器设计”及“傅立叶变换”等实验模块。它的界面演示框如同通用示波器，显示了信号分析与系统设计的动态仿真过程，给人以直观的感受。在教学中它能为同学们提供了大量的实例， 同时它也为同学们留下了动在实验中同学们可以改变信号、模块、仿真子系统等的参数，并观察信号系统的相应变化。在实验过程中，同学们对所学的书本知识会有感性的认识和直观的验证，加深对“信号系统”原理的理解。

本课题能避开硬件系统的不足，巧妙的运用软件来仿真硬件才能实现的实验结果，大大降低了实验设备要求，节约了人力和财力，而且有很多的库函数可以在实验时直接调用，避免了用硬件做实验的局限性。可以更方便的做信号系统实验，为教学和研究提供了方便。还能够锻炼一个人在面对一个具体的项目时，遇到问题，分析问题，解决问题的能力；获得独立策划、实施课题，并按照既定计划进行开发的经验，以及查找相关文献的能力。通过自己的努力使得对于Matlab有一个全面的、深刻的认识，并且对Matlab做界面的软件有了一定的了解，对系统规划有了初步的认识。为以后研发工作打下坚实的基础，积累宝贵的经验。

2.研究现状：

《信号与系统》课程，是高等理工科类院校通信与电子信息工程等专业中一门十分重要的基础理论课，也是电子信息工程专业许多后续课程的重要理论基础。通过对该课程的学习，对信号的基本概念，性质以及matlab的使用等有了一定的了解，而本实验利用matlab的虚拟实验系统就具有可视化，操作方便、直观的特点使学生对所学的书本知识有一定感性的认识和直观的验证，加深对信号与系统的理解。

随着我国科学技术的发展和国内外合作的加强，对通信水平的要求也日益增加，如果通信水平跟不上，社会成员之间的合作程度就受到限制，生产力的发展也必然受到限制，可见通信在现代生活中扮演的角色越来越重要，本课题以此为出发点，采用Matlab语言作为工作环境，Matlab语言成为第四代编程语言，程序简洁、可读性很强而且调试十分容易，自1984年由美国MathWorks公司推向市场以来，历经十几年的发展，现成为国际公认的优秀科技应用软件，是信号系统方面得天独厚优势图形开发工具，本软件设计目标是以配合教学为出发点。主要是面对通信专业的初学者，用简单，可视化的仿真模拟图形给大家演示部分基本波形的传输特性，以及在信道中的传输特性。使他们直观，感谢地了解和掌握通信系统的概念，传输性能等。

自1984年由美国MathWorks公司推向市场以来，历经十几年的发展，现已成为国际公认的优秀科技应用软件，是数字信号处理方面得天独厚优势图形开发工具.本软件设计目标是以配合教学为出发点，主要是面对通信工程专业的初学者，用简单，可视化的仿真模拟图形给大家演示部分基本波的传输特性，以及在信道中的传输特性。使他们直观，感性地了解和掌握通信系统的概念、传输性能等[3]。

3.选题拟研究的内容及要解决的主要问题：

本次毕业设计通过Matlab GUI界面，学生可以进入教师指定的实验项目，进入相应的环境，设置和调整仿真参数，进行仿真试验；或者任意进入感兴趣的实验项目，打开参考资料及问题解答，进行自学。同时，仿真实验平台还提供对应实验项目的仿真实例，学生可以通过仿真实验结果进行比较分析，自觉发现实验中存在的问题，锻炼独立思考问题、分析问题的能力。

运用 Matlab的图形用户界面(GUI)设计方法，设计整个实验系统的开始引导界面、实验主界面及其实现信号处理课程中具体实验的各个子界面，设计系统的说明界面及其各个实验的说明界面。完成分别编写各个子界面的各个控件对象的回调函数， 来实现控件相应控制功能， 达到直接通过界面上各个控件就可以控制数据的输入输出， 并可以方便地对实验结果的数据及其图形进行读取和分析的目的。编写主界面的回调函数， 将各个实验子界面整合在信号处理系统实验主界面中， 即通过主界面就可以进入任何一个实验子界面进行实验。编写开始引导界面的回调函数， 实现从引导界面直接进入主界面，完成基本信号的产生、实验结果、序列的基本运算、生成可执行文件等。调试界面同时进行修改和完善。

4.研究方法与进度安排：

研究方法：本课题将通过对文献的研究，理论逻辑分析，实证验证三种方法对问题进行剖析。

1、文献研究：先对所找的参考文献进行仔细的学习与阅读，归纳出课题所需要的资料，进而充分的运用在该课题中。

2、理论逻辑分析：通过对各种文献的阅读，充分在理论逻辑上分析出信号基本性质的相关问题与状态。

3、实证验证：

（1）通过虚拟实验平台的设计，通过GUI界面，进入指定的实验项目，进入相应的环境，设置和调整仿真参数；并在相应的文件中，将有关控制的程序代码的输入等

（2）对模拟实验平台的使用，进入GUI界面，进入指定的实验项目，并进行仿真试验

（3）对所得到的图像和数据结合理论分析结果进行验证分析

进度安排：

1、2019年2月22日，和老师面谈，探讨选题的方向及思路；

2、2019年2月22日至2019年3月16日，收集资料，阅读文献，在不断的阅读与删选中确定课题；

3、2019年3月16日至2019年4月11日，根据双选的结果，以及指导老师的任务书，通过对资料的收集以及整理，确定课题的研究方案，并且形成课题报告；

4、2019年4月11日至2019年4月25日，将之前所收集到的资料进行再次的整合，确定写作的思路，并形成初稿；

5、2019年4月25日至2019年5月7日，经过指导老师的批阅与审核，将不足与不符合的地方，参考资料与实际进行修改，并最后定稿。

5.参考文献：

[1] 周昌雄.信号与系统. 西安电子科技大学出版社 2008

[2] 甘俊英，胡异丁.基于MATLAB的信号与系统实验指导.清华大学出版社.2007.8

[3] 杨建强，罗先香.MATLAB软件工具箱简介[J]．水科学进展，2001，12(2):237～242.

[4] 谷源涛，郑君里.信号与系统—MATLAB综合实验. 高等教育出版社2008.1

[5] 杨世文，许小健.MATLAB优化工具箱在结构优化设计中的应用[J]．科学技术与工程，2008，8(5):1347～1349.

[6] 吕锋，刘泉，江雪梅．基于MATLAB 的信号与系统软件实验平台[J]. 理工高教研究， 2006 ，4 (25):98～99.

[7]杨新盛. 基于MATLAB的信号与系统仿真实验[J]. 广东白云学院学报， 2009， 16(4): 52-56.

[8] 肖军，张伟宏．MATLAB软件及其应用[J]. 《软件工程师》，1998，4:25～27.

[9] 李健．基于matlab的数字图像处理WEB实验平台的开发[J]．2003，23(10)：80～84.

[10] 姜长元．vc和Matlab混合编程的方法及实现［J］．编程园地，2004.

6.指导教师意见：

签名：

年    月    日

7.开题审查小组意见：

组长签名：

年    月    日