Предлагаемое пособие охватывает основы MATLAB'а, ориентируясь в основном, на потребности курса "Системы цифровой обработки сигналов" а также отчасти, курсов "Введение в теорию автоматизированных систем управления", и "Компьютерное моделирование". Оно послужит, как для быстрого изучения MATLAB'а, так и в качестве справочника. Для получения более детальной информации, читатель должен пользоваться справочной системой MATLAB'а, консультироваться с официальной документацией MATLAB'а и литературой, указанной в конце пособия. Самый простой способ изучить MATLAB состоит в том, чтобы садиться за компьютер и следовать наряду с примерами, данными в этом пособии, программе и примерам, данных в учебных курсах. Примеры рассчитаны на применение любой профессиональной версии MATLAB'а, начиная с версии 4.0 с Комплектом инструментов для обработки сигналов, версия. 2.0 (Signal Processing Toolbox) и Комплектом инструментов для Систем управления, версия. 3.0 (Control Systems Toolbox. ver. 3.0), хотя, многое доступно и для версии Matlab 3.5. Однако, при подготовке печатной версии пособия автор применял средства графического представления данных, доступные только в версиях 5 и выше. Это следует учесть читателю при воспроизведении результатов.
В первой и второй главах пособия кратко излагаются основы программирования на языке Matlab, сведения о синтаксисе сочетаются с информацией о встроенных функциях языка и функциях, реализация которых доступна пользователю на уровне исходного текста. Эти сведения используются как средства описания алгоритмов обработки временных рядов и создания прототипов программ, реализующих алгоритмы анализа временных рядов в их применении к системам цифровой обработки сигналов. Такое изложение материала позволяет обеспечить работу по проектированию и реализации алгоритмов цифровой обработки на языках высокого уровня наглядными средствами тестирования и отладки. Третья глава касается вопросов о представлении в ЭВМ случайных непрерывных процессов. Исследование таких процессов мы планируем при помощи дискретных наборов данных, т. е. результатов измерения значений случайной функции на приборах ограниченной разрядности. Возникающие при этом погрешностях и меры предосторожности, которые следует принимать, планируя исследования - предмет нашего разговора. Мы обсудим создание тестовых наборов данных для отладки программ, работающих с данными в автоматическом и интерактивном режимах. Четвертая глава посвящена описанию небольшого экспериментального исследования, в процессе которого решалась задача классификации состояний физический системы на основании данных, представляющих собой случайный процесс с линейчатым спектром.
Пятая глава содержит описание алгоритма и прототип программы, которая распознает во входном файле стандартной структуры (wav –файл) сигнал DTMF – тонального набора телефонного номера. Проводится как разведочное исследование – получение спектральных характеристик обучающего набора данных, так и реализация на MATLAB'е прототипа программы, которая считывает wav-файл и в полученном временном ряде распознает паттерн, обучение которому проведено ранее.
Шестая глава предлагает алгоритм идентификации параметров линейной системы, данные о которой представлены звуковым файлом. Модель, параметры которой предлагается идентифицировать, применяется для построения программы-упаковщика, которая позволяет сохранить (или передать по линии связи) данные о состоянии системы, используя поток данных с меньшей разрядностью, чем исходный поток представляющих данных.