基于MATLAB的FIR数字滤波器的设计.doc

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1、基于MATLAB的FIR数字滤波器的设计 摘 要 传统的数字滤波器的设计过程复杂，计算工作量大，滤波特性调整困难，影响了它的应用。本文介绍了一种利用MATLAB信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）快速有效的设计由软件组成的常规数字滤波器的设计方法。给出了使用MATLAB语言进行程序设计和 .摘 要传统的数字滤波器的设计过程复杂，计算工作量大，滤波特性调整困难，影响了它的应用。本文介绍了一种利用MATLAB信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）快速有效的设计由软件组成的常规数字滤波器的设计方法。给出了使用MATLAB语言进行程序设计和

2、利用信号处理工具箱的FDATool工具进行界面设计的详细步骤。利用MATLAB设计滤波器，可以随时对比设计要求和滤波器特性调整参数，直观简便，极大的减轻了工作量，有利于滤波器设计的最优化。本文还介绍了如何利用MATLAB环境下的仿真软件Simulink对所设计的滤波器进行模拟仿真。介绍了IIR数字滤波器的传统设计思想与步骤,及其计算机辅助设计方法。以一数字带通滤波器为例,着重说明了基于MATLAB的三种实现手段：模拟低通原型、合适模拟带通及直接原型,为数字滤波器设计带来全新的实现手段,设计快捷方便,仿真波形直观。介绍了利用MATLAB信号处理工具箱进FIR滤波器设计的三种方法：程序设计法、FD

3、ATool设计法和SPTool设计法，给出了详细的设计步骤，并将设计的滤波器应用到一个混和正弦波信号，以验证滤波器的性能.关键词：数字滤波器 MATLAB FIR IIR AbstractTraditional digital filter design process complex, the computationwork load is big, the filter characteristic adjustment difficulty, hasaffected its application. This article introduced one kind using theMA

4、TLAB signal processing toolbox (Signal Processing Toolbox) the fasteffective design the conventional numeral filter design method whichis composed by software. Produced has used the MATLAB language tocarry on the programming and carries on contact surface design usingthe signal processing toolbox FD

5、ATool tool the detailed step. Usingthe MATLAB design filter, may contrast the design request and thefilter characteristic adjustment parameter as necessary,direct-viewing is simple, enormous reduced the work load, isadvantageous optimization which designs to the filter.Key word: Digital filter MATLA

6、B FIR IIR 数字滤波器的系统级设计方法 利用Link for CCS IDE接口实现CCSIDE和Matlab之间的连接来设计FIR数字滤波器，利用此连接可以在Matlab控制下操作DSP的应用程序，利用Matlab中强大计算分析、可视化工具来分析和对比目标程序运行中的结果，大大缩短调试开发系统的周期。 具体设计步骤如下6： （1）选择DSP型号：实验中用TMS320C5416DSP； （2）创建CCS IDE连接对象； （3）利用Matlab把文件加载到CCS IDE中； （4）在Matlab环境下对CCS IDE连接对象进行操作； （5）关闭CCS IDE连接对象。 从这个设计步骤

7、中可以看出，在Matlab环境下操作DSP中变量或者寄存器是很方便的。这样就可以在Matlab环境下完成DSP程序的仿真调试。而不用像传统的开发要把DSP运行结果调回PC机验证，方便了开发设计，缩短了开发周期。 用这种方法所设计滤波器结果和上面基本相同，只是设计过程得到了很大简化，方便了开发设计。 应用Matlab对DSP进行系统级的设计极大地改进了传统的设计方法。Matlab系统级的设计环境，有助于在设计早期发现错误和应对系统复杂性不断增加的挑战，方便了复杂DSP应用系统的设计。所设计的数字滤波器和传统设计的滤波器比较，速度提高了很多，设计过程得到了很大的简化，方便了开发设计。 本文通过设计

8、实例，介绍了利用MATLAB实现 FIR滤波器设计与滤波的三种方法，从仿真结果可以看出它们均可以达到技术指标要求，而且方法简单、快捷，大大减轻了工作量。滤波器的设计工作完成后，可以借助于MATLAB的export操作导出所设计滤波器的系统函数H(z)。由于MATLAB具有强大的接口功能，仿真后的结果可以很方便的移植到DSP、CPLD或FPGA等器件中。在实际应用中,只需按要求修改滤波器参数,并对程序作较少的改动,即可实现不同截止频率的FIR滤波器,实用性较强。其中介绍了利用MATLAB信号处理工具箱进FIR滤波器设计的三种方法：程序设计法、FDATool设计法和SPTool设计法，给出了详细的

9、设计步骤，并将设计的滤波器应用到一个混和正弦波信号，以验证滤波器的性能。全文共5章。第2章作为数字信号处理的基础，介绍FDATool.程序设计法.Simulink仿真 及SPTool设计法等以及介绍了基于MATLAB的三种实现方法及频率特性。第3-4章介绍数字滤波器的结构、IIR与FIR滤波器的设计方法，这些都是数字信号处理的必修内容。第5章主要介绍了FIR数字滤波器改进型的设计方法。 数字滤波器是具有一定传输选择特性的数字信号处理装置,其输入、输出均为数字信号,实质上是一个由有限精度算法实现的线性时不变离散系统。它的基本工作原理是利用离散系统特性对系统输入信号进行加工和变换,改变输入序列的频

10、谱或信号波形,让有用频率的信号分量通过,抑制无用的信号分量输出。数字滤波器和模拟滤波器有着相同的滤波概念,根据其频率响应特性可分为低通、高通、带通、带阻等类型,与模拟滤波器相比,数字滤波器除了具有数字信号处理的固有优点外,还有滤波精度高(与系统字长有关)、稳定性好(仅运行在0与l两个电平状态)、灵活性强等优点。数字滤波器按单位脉冲响应的性质可分为无限长单位脉冲响应滤波器IIR和有限长单位脉冲响应滤波器(FIR)两种。本文介绍(IIR)和（FIR）数字滤波器的设计与分析。 目 录摘  要.1Abstract.2第一章 引言.51.1数字滤波器的背景及意义  .51.

11、2内 容.6 第二章数字滤波器的MATLAB设计.82.1 MATLAB的设计方法.92.1.1 FDATool界面设计.9    2.1.2程序设计法.10    2.1.3 Simulink仿真.11    2.1.4 SPTool设计法.12    2.1.5结 论.13  2.2基于MATLAB的程序设计方法的各种模拟滤波器实现.132.2.1基于模拟低通原型的MATLAB实现.142.2.2基于合适类型模拟滤波器的MATLAB实现.152.2.3基于直接原

12、型变换法的MATLAB实现.17第三章  基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计.19 3.1 IIR滤波器有以下几个特点.19 3.2 IIR数字滤波器设计思路与步骤.19 3.3 IIR数字滤波器设计方法.203.3.1传统设计方法.20    3.3.2计算机辅助设计方法.21 3.4常用模拟IIR滤波器的设计.21    3.4.1巴特沃斯IIR滤波器的设计.21    3.4.2契比雪夫I型IIR滤波器的设计.22  3.5用模拟滤波

13、器理论来设计IIR数字滤波器.23    3.5.1脉冲响应不变法.23    3.5.2双线性变换法.24 3.6仿真实现.27第四章 基于MATLAB的FIR数字滤波器的设计.314.1 FIR数字滤波器设计的基本步骤.264.2 FIR滤波器的窗函数设计法.274.3程序设计法.284.4 FDATool设计法.294.5带通滤波器设计.29 4.5.1带通滤波器设计实例一.29(毕业设计 ) 4.5.2带通滤波器设计实例二.304.6 Simulink仿真.314.7结束语.32第五章  一种改进型的FIR

14、数字滤波器设计.33  5.1滤波器设计的改进方法 .335.1.1 Matlab Link for CCS Development Tools简介.335.1.2数字滤波器的系统级设计方法.335.1.3  结论.34参考文献.35 摘  要：本课题设计一台加工柴油机齿轮室盖的钻镗组合机床，主要完成机床总体和右主轴箱的设计工作。根据柴油机齿轮室盖的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度及生产率等要求，确定该机床为单工位卧式组合机床；为确保加工精度，采用“一面两销”的定位方案；为实现无级调速，安全可靠，选择液压滑台；根据零件的大小及被加工孔的位置确定主轴箱的轮廓

15、尺寸；由加工工艺选择滚珠轴承主轴，通过计算扭矩确定主轴和传动轴的直径；齿轮的模数是通过类比法确定； 齿轮齿数和中间传动轴的位置是由“计算、作图和多次试凑”相结合的办法确定；计算主轴、传动轴的坐标并进行中心距验算，确定部分轴上需采用变位齿轮；轴上的齿轮套、键等零件按轴号选取相应的标准件。本课题设计的组合机床采用“一面两销”定位、液动夹紧，一次装夹加工柴油机齿轮室盖三个面上的孔，保证了加工精度，提高了生产效率，减少了工人的劳动强度。而且在设计之中，尽量选用通用件，减少了制造成本，增加了经济效益。关键词：组合机床  主轴箱  主轴  传动轴  齿轮室盖 The

16、 overall and headstock design of drilling and boring modular machine for diesel engine geal chamber manufactureAbstract: This project is to design a modular machine tool for manufacturing the gear chamber cap of diesel engine. Mainly work is the design of overall and the right headstock. According t

17、o the request of construction features, processing spot, size precision, surface roughness and productivity that diesel engine gear chamber cap, sets the machine tool for single location horizontal type modular machine tool. In order to guarantee the processing precision, the localization plan use t

18、wo sells and a surface. In order to implement the stepless speed regulation, safe is reliable, therefore choice hydraulic pressure sliding table. According the size of components and the position of the hole that is processed to set the overall size of the headstock. Choicing ball bearing spindle by

19、 processing craft. The spindle and drive shaft diameter is decided through computation torque. The gear modulus is decided through the correlation method. The gear mentions and the position of intermediate propeller shaft is decided by the means computation, mapping and tries to collect many times.

20、Calculates the coordinates of the spindle and drive shaft and checking the center distance, determined department spindle must use dislodges the gear.  The components of tooth wheel cover, key and so on that in axis select standard letter by the corresponding number. The modular machine tool of

21、 this project design use “two sells and one surface” to locate , hydraulic press and clamps. In the situation of one clamp, the holes three surface of the diesel engine gear chamber cap, are guaranteed the processing precision, is enhanced the production efficiency, is increased workers labor intens

22、ity. Moreover during the design, the standard parts are selected as far as possible, reduced the production cost and increased the economic efficiency.Key words:  modular machine tool  headstock spindle  drive shaft  gear chamber cap组合机床总体设计组合机床总体设计，通常是根据与用户签定的合同和技术协议书,针对具体加工零件，拟

23、订工艺和结构方案，并进行方案图样和有关技术文件的设计。组合机床配置型式及结构方案的确定   根据选定的工艺方案确定机床的配置型式，并定出影响机床总体布局和技术性能的主要部件的结构方案。既要考虑能实现工艺方案，以确保零件的精度、技术要求及生产率，又要考虑机床操作方便可靠，易于维修，且润滑、冷却、排屑情况良好。对同一个零件的加工，可能会有各种不同的工艺方案和机床配置方案，在最后决定采取哪种方案时，绝不能草率，要全面地看问题，综合分析各方面的情况，进行多种方案的对比，从中选择最佳方案。 参考文献31致谢32附录33附    录  

24、                                序号 图名 图号 图幅1 机床尺寸联系图 ZH1105W06-01 A02 加工示意图 ZH1105W06-02 A13 被加

25、工零件工序图 ZH1105W06-03 A04 右主轴箱装配图 ZH1105W06-00 A05 坐标检查图 ZH1105W06-04 A26 前盖补充加工图 ZH1105W06-05 A27 后盖补充加工图 ZH1105W06-06 A28 上盖补充加工图 ZH1105W06-07 A39 侧盖补充加工图 ZH1105W06-08 A310 箱体补充加工图 ZH1105W06

26、-09 A211 主轴 ZH1105W06-10 A3 12 传动轴 ZH1105W06-11 A313 变位齿轮 ZH1105W06-12 A3 摘  要：本文对CDMA扩频技术原理和扩频方法以及对CDMA技术的发展作了简单介绍，然后结合的技术特点对的基础技术即扩频技术做了具体的比较介绍和说明，并对其中的直接序列扩频技术进行了分析。(毕业设计网 ) 关键词：码分多址()  扩频技术  直接扩频  伪随机序列 The Application Of

27、 Spread Spectrum Technique In CDMALiu Dandan(Dept. of Computer and Information Science, Southwest Forestry College, Kunming, Yunnan, , China) Abstract: Briefly introduces the principle of CDMA spetrum spread technique and different types of spectrum spread, and current developing situation of CDMA C

28、ommunication. Then it introduces and discusses the spread spectrum technique, the basic technology in the CDMA, and finally, it analyses the direct sequence frequency-extending technology. Keywords： CDMA, Spread Spectrum, Direct Sequence Frequency-extending, Pseudo Random Sequence  本论文通过对CDMA系统

29、中扩频技术的分析研究认为：通信发展的最终趋势是个人通信，而面对有限的频率资源，共享频谱是唯一有生命力的选择，对这样的环境，扩频是一种理想的技术。扩频技术具有以下特点：抗干扰能力强、抗多径干扰隐蔽性好、抗衰落通过上述分析可以看出采用TDMA的GSM系统是目前数字移动通信系统中仍然广泛采用的方法。但随着移动通信技术的发展，扩频通信技术将以全新的，独特的优越性而越来越引起人们的关注。目  录 1 引言 12. CDMA简介 12.1 CDMA的概念 12.2 产生及发展 23. 扩频技术 23.1 CDMA扩频技术概念 23.2

30、CDMA中的扩频通信技术分析 43.3 扩频通信的系统模型 63.4 数字信号的调制 63.5 数字信号的扩频方法 74 CDMA的优势 114.1 低噪音 114.2 低发射功率 124.3 低掉话率 124.4 全球定位信息 124.5 保密性 134.6 容量大 134.7 覆盖广 134.8 未来多媒体技术 135 结束语 14参考文献 15致  谢 16附表 17参考文献1 常大年. 现代移动通信技术与组织

31、. 北京：北京邮电大学出版社，20002 邬国扬. CDMA数字蜂窝网.  西安电子科技大学出版社，2001 3 吴利民. 软件无线电技术及其应用. 武汉：武汉大学出版社，20004 曹志刚. 现代通信原理. 北京：清华大学出版社，19925 郭梯云. 数字移动通信. 北京：人民邮电出版社，19956 祁玉生. 移动通信系统. 北京：人民邮电出版社，1999(毕业设计网 ) 7 刘元安. 未来移动通信系统概述. 北京：北京邮电大学出版社，1999 8 赵志法. 移动数据通信. 北京：人民邮电出版社，19969 李宏乔. 宽带网络技术原理. 北京：机械工业出版社， 200210 宋文涛

32、. 移动通信. 上海：上海交通大学出版社，199611 Asha Meherotra. Cellular Radio Performance Engineering. U.S.A： Artech House12 Jakes，W.C. Microwave Mobile Communications. New York： John Wiley&Sons，197413 Hess，G.C. Land-Mobile Radio System Engineering，Norwood. MA：Artech House 内容简介 北京东兴学生楼，建筑地点位于北京市区某一高校校区。该工程占地面积约110

33、3.18平方米，建筑面积4412.7平方米；主体四层，总高度为13.2米，室内外高差为0.450米，女儿墙高0.900米。本建筑为一高级楼，内部加有活动室。两部楼梯用以疏散。建筑总长度为54.79 米，总宽度为31.04米。建筑立面规整，采用灰色外墙面砖装饰，女儿墙采用240实心砖砌筑。正门为厚玻璃门，其余门均采用实木门，为节能，窗采用塑钢窗。基本风压0.45KN/m2； 基本雪压0.40 KN/m2，抗震设防烈度为8度，场地土为2类。结构形式采用钢筋混凝土现浇框架结构，框架等级为3级。框架柱混凝土强度等级为C30，截面各层均为600 600，框架梁混凝土等级C30，截面为300 700和30

34、0 350；板混凝土强度等级为C25。建筑地点地质条件很好，地下水位稳定在距地表 9.000米， 冰冻深度为 0.800米。因此采用较为经济的柱下钢筋混凝土独立基础，混凝土强度为C30，基础埋深为1.5m，持力层为中砂。 毕业设计计算中包括荷载计算，内力计算（竖向力采用的是反弯点法，地震力作用下采用的是D值法），内力组合，基础设计，楼梯设计，雨蓬设计等。 文件组成及目录 第一章 前  言 1第二章  方案论述 22.1建筑方案论述 22.1.1设计依据 22.1.2设计内容、建筑面积、标高 22.1.3房间构成和布置&nbs

35、p;22.1.4采光和通风 32.1.5防火及安全 32.1.6各部分工程构造 32.1.7本建筑设计的主要特点 42.2 结构方案论述 42.2.1基本资料 42.2.2结构形式和基础形式 52.2.3结构尺寸及采用的材料 62.2.4荷载种类及其组合 72.2.5计算方法 7第三章 荷载计算 83.1荷载汇集及截面尺寸的选取 83.1.1 截面尺寸选取 83.1.2 荷载汇集 8第四章  竖向荷载作用下的内力分析 134.1竖向荷载

36、计算 134.1.1荷载传递路线 134.1.2恒载 134.1.3活荷载 144.1.4框架计算简图 154.1.5 梁固端弯矩 154.1.6内力分配系数计算 164.1.7弯矩分配与传递 174.1.8梁端剪力 224.1.9柱轴力和剪力 23第五章 水平荷载作用下的框架内力分析 26 5.1梁线刚度 265.2柱线刚度 265.3柱的侧移刚度D 275.4水平地震作用分析 285.5风荷载作用下的框架内力分析 34第六章 荷载组

37、合及最不利内力确定 366.1梁的内力组合 376.1.1梁端弯矩的调幅 376.1.2控制截面内力计算 386.1.3梁控制截面的内力组合 406.2柱控制截面的内力组合 43第七章 框架结构配筋计算 467.1框架梁配筋计算 467.1.1截面尺寸 467.1.2材料强度 467.1.3配筋率 467.1.4计算公式 477.2框架柱配筋计算 497.2.1截面尺寸 497.2.2材料强度 507.2.3框架柱端弯矩和剪力调整 507.2.4框架柱配筋计算 51第八章  现浇板配筋计算 558.1荷载计算 558.2配筋计算 55第九章 基础设计 5