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

1、MATLA實驗報告學(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 Windows 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MATLAB勺相關(guān)函數(shù)的調(diào)用格式和作用。4 .會用MATLABf系統(tǒng)進行時域分析。實驗基本原埋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)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=impu

2、lse (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。課程名稱MATLAB程序設(shè)計實驗日期2015年05 月11日調(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

3、全響應(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 0n (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

4、整數(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=fi

5、lter(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嗎)7d 2? 1即)(1)用MATLAB時域中求解dtdr dt的齊次解。d 2r (t)dr (t)(2) 2+2+5r=e起始條件為7(0+)=1, r zi(01 = 2 ,求系統(tǒng)的零dt2dt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)2d

6、叩2d3r(t)產(chǎn) e(t)dt2dtdt2當(dāng)e=t時的特解3 .例 12.4-3dr(t) +r(t) =e(t) 八 %* 二t、.用戶MATLA底時域中求解 出，e(t) = (1+e川的零響入相應(yīng)。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)1.例 12.4-1雪+7%上幽(1)用MATLABfc時域中求解dt dtdt的齊次解。程序截圖：)U.TLLD回網(wǎng)hli jdi-i h弧 &EiHp iLbtkv 皿9

7、數(shù)據(jù)記錄 及分析3 1 丁 電1® zf 0 ¥ PftflM 口 1-HT”而im即imV 口 皿電*eLt 時 Hn /il lkjL,i! i In* KICMMndTi»aMI串 泥 |的yS)由弗皿 FhIae >"| Vila| £L»1 Lut Kuta ElKlorwi BiticHvct j lirfapBCiuk小 p«L T 3。32：«=E立坑、fpi Bg « LG-S-nl F午兆善 t1- p=l L r 埼£.tiB-EAMl (p) 4一»-17

8、Erl下午先制r9L5-Q-3L T與班如-flp-|I. 7 珀 i2_- «=COIXtE(E!)；4=E由譏口值)a «- l5-!5-：i /與兒a i s| p=l：l, f 14 12;“E立M/時VTt ptt rianedi e&iect WiTL拙 HHn or 口m the Help kenu.» p-H 7 1d 13；» a=E03(pj 4 =-3LQMQ-LO-ttltl + 必 tMMi-LDMD - Ok. MODI“I(2)程序截圖：9 Edrttw CMPr-r 5 門IWkTUiEirirr c »

9、 1 m X臼* ¥ 4k g 門第種兒口出付晌er 門涵53ffi m b ffr1 " £>1<13 Gild2 - nu*n LL3 ryiur i v>.4 GqE .1+ $ ,7 *5 -l/y Qi L ;B - atwkda口 Igt.一，,6 - /rulifyd的1】；8 - yKlniF(7Xj ti (O«Qij9 - fifuit10 - hdLd 上h；IIipli»t(D；D.12 - xlabelC t1 » L13 - yl叱nt yn .Ln 11 C4L 13運行圖像截圖：2.例

10、 12.4-2迎 2皿) 3r(t)3 e2求連續(xù)時間系統(tǒng)/ 出出 ，當(dāng)e蟲時的特解。程序截圖:BBS)1Rdi 1 o:e - C-XDucuMetnl s »nil ShI I i ngsX A<la i ni *fl ml dii.3343S!3-434G3t 1 K>rl. 運行圖像截圖:Fil牙 Edit.Ln:二r七 1心31 2 口£% Nundx口國。后玲，艮爭受口0 O9003007003.例 12.4-3dr(t)用戶MATLA底時域中求解出+ r _e，e(t) = (1+e>u(t)的零響入相應(yīng)。解法程序截圖:運行圖像截圖:解法用M

11、ATLAB勺dsolve函數(shù)直接獲得零狀態(tài)響應(yīng)的表達式程序截圖：S0(x3 Edit de 一 C:DocuaBnts and. 30食:111匕式另加±11131131口|1京面11|1七工工134231534號6(1.Edit T 電值 l 匚白 11 Tiafll4 口電 by 口 GEktgp Yinda 僧 H 看J. 口*4 f, fi 50StuJc田ED日占口I " clear all2 3close all;3 - t yf4 - eql = " Dy+y= (l-»Kp (-S*t) *he avis ide(1)'5 - i

12、cIs'yl-O.OOzO'6 =,d±#lw(6l i±|);7 - yf=5inplify(anil);8 - yf |=¥ubs(yfjita (0:0. 1:10);9 - figure;hold on;10 - plot(0:0.1: LQ.yfl).11 - ilshelf t ) ;ylahelC yes1 J1;i+ripl10C«1 20運行圖像截圖: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

13、 +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:tileEdit £i«vInsert lools DesktopKindov HelpD a$g®運口國 | 口igure 225201510 00 1020 3040 50 60 70 80 91Normalized Frequency (xr rad-sample)"3°00 1020 3040 5060 70 80 91Normalized Frequency (x- rad sample)實驗注意每一次M-file的修改后，都要存盤。事項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“1