MATLAB實驗報告——運用MATLAB求解和分析線性時不變系統(tǒng)DOC

1、MATLAB實驗報告課程名稱 MATLAB程序設(shè)計實驗日期 2015 年05 月11 日學(xué)生姓名學(xué)號班級實驗名稱運用MATLA求解和分析線性時不變系統(tǒng)實驗儀器MATLAB7.1 Win dows XP實驗?zāi)康?. 熟悉線性時不變LTI系統(tǒng)在典型激勵信號下的響應(yīng)及其特征。2. 掌握線性LTI系統(tǒng)單位沖激響應(yīng)的求解方法。3. 熟悉MATLA的相關(guān)函數(shù)的調(diào)用格式和作用。4. 會用MATLA對系統(tǒng)進行時域分析。實驗基本原理1. Impulse 函數(shù)功能：計算并畫出系統(tǒng)的沖激響應(yīng)。調(diào)用格式：Impulse （sys）:其中sys可以是利用命令tf，zpk或ss建立的系統(tǒng)函數(shù)。Impulse （sys，t

2、 ）計算并畫出系統(tǒng)在向量t定義的時間內(nèi)的沖激響應(yīng)。Y二impulse （sys，t）:保存系統(tǒng)的輸出值。2. Step函數(shù)功能：計算并畫出系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線。調(diào)用格式：Step (sys):其中sys可以是利用命令tf , zpk，或ss 建立的系統(tǒng)。Step (sys，t):計算并畫出系統(tǒng)在向量t定義的時間內(nèi)的階躍響應(yīng)。3. Lsim函數(shù)功能：計算并畫出系統(tǒng)在任意輸入下的零狀態(tài)響應(yīng)。調(diào)用格式：Lsim (sys,x,t ):其中sys可以是利用命令tf,zpk 或 ss建立的系統(tǒng)函數(shù)，x是系統(tǒng)的輸入，t定義的是時間范圍。Lsim( sys，x,t,zi ):計算出系統(tǒng)在任意輸入和零狀態(tài)下的全

3、響應(yīng)， sys必須是狀態(tài)空間形式的系統(tǒng)函數(shù)，zi是系統(tǒng)的原始狀態(tài)。4. roots 函數(shù)功能：計算齊次多項式的根。調(diào)用格式：r=roots (b):計算多項式b的根，r為多項式的根。5. impz函數(shù)功能：求離散系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)，并繪制其時域波形。調(diào)用格式：impz(b ,a):以默認(rèn)方式繪出向量 a , b 定義的離散系 統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)的離散時域波形.impz(b ,a ,n):繪出由向量a , b 定義的離散系統(tǒng)在 0 n (n必須為整數(shù))離散時間范圍內(nèi)的單位序列響應(yīng)的時域波形.impz(b ,a ,n1: n2):繪出由向量a , b 定義的離散系統(tǒng)在 n1n2(n1 , n2必須為整

4、數(shù)，且n1<n2)離散時間范圍內(nèi)的單位序列響應(yīng)的時域波形。y=impz(b , a , n1 : n2):并不繪出系統(tǒng)單位序列響應(yīng)的時域波形， 而是求出向量a , b定義的離散系統(tǒng)在n1 n2(n1 , n2 必須為在整數(shù), 且n1<n2)離散時間范圍內(nèi)的單位序列響應(yīng)的數(shù)值。5. filter 函數(shù)功能：對輸入數(shù)據(jù)數(shù)字濾波.調(diào)用格式：y=filter(b , a ,x):返回向量a , b定義的離散系統(tǒng)在輸入為x時的零狀態(tài)響應(yīng).如果x是一個矩陣，那么函數(shù)filter 對矩 陣x的列進行操作；如果x是一個N維數(shù)組,函數(shù)filter 對數(shù)組中的 一個非零量進行操作y , zf=filt

5、er(b , a ,x):返回了一個狀態(tài)向量的最終值zf.y , zf= filter(b , a , x , zi):指定了濾波器的初始狀態(tài)向量zi.y ,zf= filter(b ,a , x ,zi , dim )則是給定x中要進行濾波的維數(shù)dim.如果要使用零初始狀態(tài)，則將zi設(shè)為空向量。實踐內(nèi)容:1.例 12.4-1)16?(t) 12(t)=et)dt的齊次d 札 7d2r(t)(1)用MATLAB在時域中求解 dtd*解。(2)啤+2dr(t) dt2吐®制)起始條件為5小2，求系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)。實驗內(nèi)容和步驟2.例 12.4-2求連續(xù)時間系統(tǒng)dt2"吧口心讐

6、®)，當(dāng)心2時的特解。3.例 12.4-3dr(t)+r(t) =e(t)3、.用戶MATLA在時域中求解dt，e(t)= (1e )u(t)的零響入相應(yīng)。4. 例 12.4-5用MATLAB解方程零狀態(tài)響應(yīng)分量，已知系統(tǒng)差分方程為y(n 2) -0.7y(n - 1) 0.1y(n) =7x(n - 2) -2x(n 1)系統(tǒng)的激勵序列 x(n) =u(n)1.例 12.4-1(1)用MATLAB在時域中求解常呼嘅12叫齊次數(shù)據(jù)記錄及分析程序截圖:(2)程序截圖:運行圖像截圖:程序截圖:2.例 12.4-2求連續(xù)時間系統(tǒng)d2r(t)dt22-dr(t) 3r(t)e(t)dtdt2

7、當(dāng)e(t) = t時的特解程序截圖:程序截圖:程序截圖:運行圖像截圖:la- Edi I YiiLnsArt Tools DAsktap ViEtdwi HdlpD 3 E 口聞:1 O900300700程序截圖:程序截圖:程序截圖:3.例 12.4-3用戶MATLA在時域中求解dr(t)dtr(t) =e(t),e(t) = (1+e )u(t)的零響入相應(yīng)解法一:程序截圖:運行圖像截圖:# FiEure 1Z3旦x£ile £di t View Insert Xcs 加£臥珂 iindov felpDH a ts毆農(nóng)帶逼口因a 解法二：用MATLAB勺dsol

8、ve函數(shù)直接獲得零狀態(tài)響應(yīng)的表達式程序截圖：3 Edit de 一 C:DocuaBnts and. Sett inRaXAdaijiistr面tUnm lM£dL脇吐缸（L 帥運行圖像截圖:Fi gia r r 1匚閆X解法三:程序截圖:運行圖像截圖:4.例 12.4-5用MATLA求解方程零狀態(tài)響應(yīng)分量，已知系統(tǒng)差分方程為y(n 2) -0.7y(n - 1) 0.1y( n) =7x( n - 2) -2x(n 1)系統(tǒng)的激勵序列 x( n)= u( n)程序截圖:運行圖像截圖:igure 113回岡tile Edit Yi" Insert tools fieskto

9、p lindov Help DQGI尋k題Q的近 0 "a igure 2tileEdit Yi“Insert lools fiesktopfindov HelpD Q口目 | 口2520151°00 1020 3040 50 60 70 80 91§ apn_c6e 乏(Sa 更?p) aseuQ實驗注意事項每一次M-file的修改后，都要存盤。1、 實驗例題12.4-1中最初沒搞清楚roots的用法，耗費了較長時間， 經(jīng)過咨詢老師后才知道原來本例題并不復(fù)雜，加之由于書本印刷錯 誤導(dǎo)致在本例題用去了很多時間，但也說明對于程序的認(rèn)識較淺， 不能夠很好的發(fā)現(xiàn)問題。2、 感覺在編寫過程中還是無法脫離教材，按照教材樣式將程序輸進電 腦，但搞到進步的是很多函數(shù)基本可以搞清楚用途、3、 實驗過程中還是出現(xiàn)了程序自己核對正確但無法運行的情況，經(jīng)過 嘗試重新輸入解決了問題，同時學(xué)會了通過系統(tǒng)查找程序錯誤的方 法。實驗心得4、 程序中出現(xiàn)的變量名應(yīng)該和定義里已經(jīng)給出的變量名保持一致，否 則程序會出現(xiàn)沒有定義的錯誤。在試驗中，發(fā)生“I”和“ 1”，“0” 和“0”分不清的問題，以后需要注意。5、 通過本次matlab實驗使我學(xué)習(xí)掌握了許多知識，本次實驗是我們 M