MATLAB 是美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。

　　MATLAB是matrix&laboratory兩個(gè)詞的組合，意為矩陣工廠（矩陣實(shí)驗(yàn)室）。是由美國(guó)mathworks公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。

　　MATLAB和Mathematica、Maple并稱(chēng)為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類(lèi)科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶(hù)界面、連接其他編程語(yǔ)言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。

　　MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來(lái)解算問(wèn)題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語(yǔ)言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對(duì)C，F(xiàn)ORTRAN，C++，JAVA的支持。

　　優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

　　1） 高效的數(shù)值計(jì)算及符號(hào)計(jì)算功能，能使用戶(hù)從繁雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算分析中解脫出來(lái)；

　　2） 具有完備的圖形處理功能，實(shí)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果和編程的可視化；

　　3） 友好的用戶(hù)界面及接近數(shù)學(xué)表達(dá)式的自然化語(yǔ)言，使學(xué)者易于學(xué)習(xí)和掌握；

　　4） 功能豐富的應(yīng)用工具箱（如信號(hào)處理工具箱、通信工具箱等） ，為用戶(hù)提供了大量方便實(shí)用的處理工具。

　　直流分量的濾除

　　直流分量的影響

　　將采集的脈搏信號(hào)截取- 一段數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為600 進(jìn)行信號(hào)處理。利用MATLAB仿真，對(duì)脈波信號(hào)進(jìn)行功率譜估計(jì)的結(jié)果如圖1所示。在圖1中，由于信號(hào)中存在直流分量，如果從功率譜峰值上考慮主頻，即功率譜峰值最大值所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)是信號(hào)的主頻位置，則在圖1中所示的脈搏信號(hào)的主頻接近于0 Hz，這明顯是錯(cuò)誤的因?yàn)槊}搏信號(hào)的主頻應(yīng)為1HZ 左右。這樣只從功率譜峰值上就很難辨別出脈搏信號(hào)的主頻值，不利于自動(dòng)檢測(cè)信號(hào)的主煩。因此，完全有必要把直流分量I0（t）濾除。

　　無(wú)對(duì)稱(chēng)性的- -般周期信號(hào)f（t）傅立葉級(jí)數(shù)中包含有直流、正弦和余弦分量。正如圖1中所示。在周期信號(hào)中，濾除（或增加）一-個(gè)直流置，傅立葉級(jí)數(shù)只會(huì)改變其直流分量，其他系數(shù)不改變，也就是說(shuō)，其他的正弦分量不會(huì)改變，從而能夠簡(jiǎn)化頻譜的分析計(jì)算。

　　最小二乘法原理的應(yīng)用

　　通過(guò)式（1）可知，1g（t）為信號(hào)中的直流分量，如果想濾除信號(hào)的直流分量，必須濾除信號(hào)中的1。（t）。最小二乘法是以誤差理論為依據(jù)的嚴(yán)格方法，是實(shí)際研究工作中采用的正規(guī)的數(shù)據(jù)處理方法。設(shè)xj，xg，A，x。是任一待測(cè)量的各次測(cè)得值，假設(shè)待測(cè)量的最可信賴(lài)值是%，則應(yīng)有;

　　即：最可信賴(lài)值乃是能使測(cè)量的值誤差平方和最小的那個(gè)值‘’。，這就是最小二乘法原理的數(shù)學(xué)描述，此式可從等精度的誤差概率正態(tài)分布規(guī)律推出，在此不作證明。

　　根據(jù)最小二乘法原理，最佳值應(yīng)滿(mǎn)足條件：

　　濾除信號(hào)的直流分量

　　通過(guò)上面所述可知，最可信賴(lài)值乃是能使測(cè)量的值誤差平方和最小的那個(gè)值，即各次測(cè)量值的算術(shù)平均值。在這里我們可以近似認(rèn)為1。（l）=x，即直流分量等于測(cè)量值的算術(shù)平均值。那么，在所測(cè)信號(hào)中減去直流分量即測(cè)量的算術(shù)平均值，即：先求出所在“窗”內(nèi)600個(gè)數(shù)據(jù)的平均值元，然后每一個(gè)值都減去平均值所得的數(shù)值（x。-元），對(duì)信號(hào)（x。-元）進(jìn)行功率諧估計(jì)。濾除直流分量的脈搏信號(hào)（x。-x）的功率譜估計(jì)見(jiàn)圖2。

　　3結(jié)論

　　本文在討論了功率譜估計(jì)的原理上，通過(guò)直接法功率譜估計(jì)的MATLAB仿真，查找信號(hào)的主頻，分析直流分量的對(duì)查找信號(hào)主頻的影響。基于最小二乘法的原理，找到與信號(hào)直流分量I。（t）接近的數(shù)值，即各次測(cè)量值的算術(shù)平均值。通過(guò)每一個(gè)測(cè)量值都減去平均值所得的數(shù)值（x。-元），對(duì)信號(hào)（x。-元）進(jìn)行功率譜估計(jì)，能夠有效的濾除信號(hào)的直流分量，方便的找到信號(hào)的主頻，非常有利于信號(hào)主頻的自動(dòng)檢測(cè)，算法簡(jiǎn)單有效。