課程設(shè)計(jì)-利用MATLAB對(duì)LTI連續(xù)系統(tǒng)進(jìn)行分析仿真_圖文

1、課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告課程名稱 系 別： 專業(yè)班級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 課程題目： 完成日期： 指導(dǎo)老師： 年 月 日課 程 設(shè) 計(jì) 目 的熟悉MATLAB軟件，并掌握和運(yùn)用MATLAB軟件執(zhí)行一些簡(jiǎn)單的命令，利用該軟件完成給定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：LTI連續(xù)系統(tǒng)的分析仿真。（1）熟悉和掌握常用的用于信號(hào)與系統(tǒng)時(shí)域仿真分析的MATLAB函數(shù)；（2）掌握連續(xù)時(shí)間信號(hào)的MATLAB產(chǎn)生，掌握連續(xù)時(shí)間信號(hào)的MATLAB編程；（3）牢固掌握系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)，階躍響應(yīng)，零輸入響應(yīng)，零狀態(tài)響應(yīng)等的概念；（4）掌握利用MATLB中的Simulink軟件來(lái)對(duì)系統(tǒng)中的模型進(jìn)行仿真和分析；掌握MATLAB描述LTI系統(tǒng)

2、的常用方法及有關(guān)函數(shù)，并學(xué)會(huì)利用MATLAB求解LTI系統(tǒng)響應(yīng)，繪制相應(yīng)曲線。掌握用MATLAB描述連續(xù)時(shí)間信號(hào)和離散時(shí)間信號(hào)的方法，能夠編寫(xiě)MATLAB程序，實(shí)現(xiàn)各種信號(hào)的時(shí)域變換和運(yùn)算，并且以圖形的方式再現(xiàn)各種信號(hào)的波形。掌握線性時(shí)不變連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)域數(shù)學(xué)模型用MATLAB描述的方法，掌握零狀態(tài)、零輸入、階躍響應(yīng)等方程的求解編程，并能用Simulink對(duì)一些系統(tǒng)進(jìn)行仿真。課 程 設(shè) 計(jì) 要 求（1）熟悉MATLAB軟件平臺(tái)；（2）掌握MATLAB編程方法、常用語(yǔ)句和可視化繪圖技術(shù)；（3）編程實(shí)現(xiàn)常用信號(hào)及其運(yùn)算MATLAB實(shí)現(xiàn)方法；（4）通過(guò)MATLAB軟件對(duì)LTI連續(xù)系統(tǒng)時(shí)域進(jìn)行分析仿真。

3、課 程 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容（1）運(yùn)用MATLAB程序求解沖擊響應(yīng)、階躍響應(yīng)及單位序列響應(yīng)；（2）系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)；（3）連續(xù)時(shí)間信號(hào)卷積和離散時(shí)間信號(hào)卷積；（4）繪制系統(tǒng)的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)圖；（5）繪制系統(tǒng)的零極點(diǎn)圖并分析系統(tǒng)穩(wěn)定性。課 程 設(shè) 計(jì) 簡(jiǎn) 要 操 作 步 驟（1）首先到圖書(shū)館和上網(wǎng)查找關(guān)于MATLAB的有關(guān)資料，并記錄下來(lái)進(jìn)行知識(shí)匯總；（2）掌握MATLAB軟件的基本知識(shí)，熟悉MATLAB軟件，并掌握和運(yùn)用MATLAB軟件執(zhí)行一些簡(jiǎn)單的命令；（3）對(duì)MATLAB軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單的程序運(yùn)行；（4）運(yùn)用MATLAB數(shù)值求解連續(xù)系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)。課

4、 程 設(shè) 計(jì) 心 得 體 會(huì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知用MATLAB得出的結(jié)果同計(jì)算的結(jié)果是相符合的。連續(xù)系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)、沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)可以用程序方便的描繪出來(lái)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以通過(guò)控制時(shí)間跨度以達(dá)到合適的結(jié)果。波形圖所表達(dá)的物理意義較明確，但在實(shí)驗(yàn)中也遇到了一些問(wèn)題。利用MATLAB可以求得連續(xù)、有限時(shí)域的零狀態(tài)響應(yīng)、沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)得到系統(tǒng)，我們可以利用該軟件容易地得到系統(tǒng)的響應(yīng)，減少了繁瑣的計(jì)算。MATLAB是求連續(xù)、有限時(shí)域的零狀態(tài)響應(yīng)、沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)是非常有效的方法，我們可以通過(guò)它來(lái)顯示出自己想要的圖形，增強(qiáng)對(duì)某些信號(hào)或響應(yīng)的物理解釋，MATLAB在信號(hào)與系統(tǒng)中的應(yīng)用,也有利于我們對(duì)其

5、他學(xué)科的認(rèn)識(shí)與發(fā)展.這樣我們就可以把知識(shí)的貫通與應(yīng)用。這次的課程設(shè)計(jì)讓我真的很難忘，經(jīng)過(guò)十天的努力，終于順利完成了課程設(shè)計(jì)。開(kāi)始做課程設(shè)計(jì)不知道從何入手，對(duì)課程設(shè)計(jì)很不了解，困難很多，經(jīng)過(guò)查閱資料，和同學(xué)討論，終于了解了許多。在做課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我學(xué)會(huì)了很多，最主要的是我學(xué)會(huì)了簡(jiǎn)單的運(yùn)用MATLAB軟件，同時(shí)對(duì)信號(hào)這門(mén)課的知識(shí)又弄懂了不少，增加了對(duì)信號(hào)課程的學(xué)習(xí)興趣。課程設(shè)計(jì)是每個(gè)大學(xué)生必須面臨的一項(xiàng)綜合素質(zhì)的考驗(yàn)，如果說(shuō)在我們的學(xué)習(xí)階段是一個(gè)知識(shí)的積累過(guò)程，那么現(xiàn)在的課程設(shè)計(jì)就是對(duì)過(guò)去所學(xué)的知識(shí)的綜合應(yīng)用，是對(duì)理論進(jìn)行深化和重新認(rèn)識(shí)的實(shí)踐活動(dòng)。在這期間，我們有艱辛的付出，當(dāng)然也有豐收的喜悅

6、。首先，學(xué)習(xí)能力和解決問(wèn)題的信心都得到了提高。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我不僅對(duì)理論有了更深一步的認(rèn)識(shí)，還培養(yǎng)了自學(xué)能力和解決問(wèn)題的能力，更重要的是，培養(yǎng)了克服困難的勇氣和信心。其次，培養(yǎng)自己團(tuán)隊(duì)合作的精神。課 程 設(shè) 計(jì) 評(píng) 語(yǔ) 及 成 績(jī)?cè)u(píng) 語(yǔ)成 績(jī)指導(dǎo)教師（簽 名）2013年6月 日目錄1、前言 12、項(xiàng)目概況 13、正文 23.1設(shè)計(jì)目的和意義 23.1.1設(shè)計(jì)目的 23.1.2設(shè)計(jì)意義 23.2設(shè)計(jì)的目標(biāo)與總體方案 23.2.1設(shè)計(jì)目標(biāo) 23.2.2設(shè)計(jì)的總體方案 23.3設(shè)計(jì)方法及內(nèi)容 33.3.1運(yùn)用MATLAB程序求解沖擊響應(yīng)、階躍響應(yīng)及單位序列響應(yīng) 33.3.2系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)、零狀

7、態(tài)響應(yīng) 53.3.3連續(xù)時(shí)間信號(hào)卷積和離散時(shí)間信號(hào)卷積 73.3.4繪制系統(tǒng)的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)圖 103.3.5繪制系統(tǒng)的零極點(diǎn)圖并分析系統(tǒng)穩(wěn)定性 123.4結(jié)論 134、致謝 145、參考文獻(xiàn) 14前言人們之間的交流是通過(guò)消息的傳播來(lái)實(shí)現(xiàn)的，信號(hào)則是消息的表現(xiàn)形式，消息是信號(hào)的具體內(nèi)容。信號(hào)與系統(tǒng)課程是一門(mén)實(shí)用性較強(qiáng)、涉及面較廣的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程是將學(xué)生從電路分析的知識(shí)領(lǐng)域引入信號(hào)處理與傳輸領(lǐng)域的關(guān)鍵性課程,對(duì)后續(xù)專業(yè)課起著承上啟下的作用. 該課的基本方法和理論大量應(yīng)用于計(jì)算機(jī)信息處理的各個(gè)領(lǐng)域,特別是通信、數(shù)字語(yǔ)音處理、數(shù)字圖像處理、數(shù)字信號(hào)分析等領(lǐng)域,應(yīng)用更為廣泛。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)多媒

8、體教序手段的運(yùn)用逐步普及，大量?jī)?yōu)秀的科學(xué)計(jì)算和系統(tǒng)仿真軟件不斷涌現(xiàn)，為我們實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)和學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)提供了很好的平臺(tái)。通過(guò)對(duì)這些軟件的分析和對(duì)比，我們選擇MATLAB語(yǔ)言作為輔助教學(xué)工具，借助MATLAB強(qiáng)大的計(jì)算能力和圖形表現(xiàn)能力，將信號(hào)與系統(tǒng)中的概念、方法和相應(yīng)的結(jié)果，以圖形的形式直觀地展現(xiàn)給我們，大大的方便我們迅速掌握和理解老師上課教的有關(guān)信號(hào)與系統(tǒng)的知識(shí)。MATLAB 是MathWork 公司于1984 年推出的一套面向工程和科學(xué)運(yùn)算的高性能軟件。它具有強(qiáng)大的矩陣計(jì)算能力和良好的圖形可視化功能，為用戶提供了非常直觀和簡(jiǎn)潔的程序開(kāi)發(fā)環(huán)境，因此被稱為第四代計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。MATLAB 強(qiáng)

9、大的圖形處理功能及符號(hào)運(yùn)算功能，為我們實(shí)現(xiàn)信號(hào)的可視化及系統(tǒng)分析提供了強(qiáng)有力的工具。MATLAB 強(qiáng)大的工具箱函數(shù)可以分析連續(xù)信號(hào)、連續(xù)系統(tǒng)，同樣也可以分析離散信號(hào)、離散系統(tǒng)，并可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行各種分析域計(jì)算，如相加、相乘、移位、反折、傅里葉變換、拉氏變換、Z 變換等等多種計(jì)算。此次課程設(shè)計(jì)是在MATLAB軟件下進(jìn)行LTI連續(xù)系統(tǒng)的分析仿真，有助于我對(duì)該連續(xù)信號(hào)的分析和理解。MATLAB 強(qiáng)大的功能為此次求連續(xù)信號(hào)沖激階躍響應(yīng)、系統(tǒng)零輸入、零狀態(tài)響應(yīng)，及幅頻相頻等各種信號(hào)求解提供很好的視覺(jué)效果，對(duì)我們有很大的學(xué)習(xí)幫助。工程概況此次的信號(hào)與系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是在MATLAB軟件下進(jìn)行LTI連續(xù)系統(tǒng)

10、的分析仿真。技術(shù)內(nèi)容是：根據(jù)時(shí)域分析原理，利用MATLAB軟件求解系統(tǒng)零狀態(tài)響應(yīng)，沖激響應(yīng)。技術(shù)指標(biāo)是：沖激響應(yīng)函數(shù)impulse(b,a，階躍響應(yīng)step(b,a，零狀態(tài)lsim(b,a,x,t。在做課程設(shè)計(jì)中首先是對(duì)MATLAB軟件的了解和認(rèn)識(shí)，掌握一些MATLAB軟件的基本常用函數(shù)的用法，對(duì)MATLAB軟件進(jìn)行程序操作。同時(shí)利用MATLAB軟件也能對(duì)書(shū)本上的知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證，在MATLAB軟件下編寫(xiě)函數(shù)程序，然后運(yùn)行程序，與書(shū)本上的信號(hào)的求解進(jìn)行對(duì)照分析和比較。對(duì)MATLAB軟件進(jìn)行一定的了解和運(yùn)用之后，開(kāi)始做此次課程設(shè)計(jì)LTI連續(xù)系統(tǒng)的分析仿真，用MATLAB軟件對(duì)此次課程設(shè)計(jì)的系統(tǒng)零狀態(tài)

11、響應(yīng)、沖激響應(yīng)進(jìn)行繪圖求解，并且記錄其分析過(guò)程。對(duì)所做的LTI連續(xù)系統(tǒng)的分析仿真課程設(shè)計(jì)完成以后撰寫(xiě)論文，說(shuō)明自己的實(shí)習(xí)過(guò)程和實(shí)習(xí)心得等內(nèi)容。正文3.1設(shè)計(jì)的目的和意義3.1.1設(shè)計(jì)目的熟悉MATLAB軟件，并掌握和運(yùn)用MATLAB軟件執(zhí)行一些簡(jiǎn)單的命令，利用該軟件完成給定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：LTI連續(xù)系統(tǒng)的分析仿真。（1）熟悉和掌握常用的用于信號(hào)與系統(tǒng)時(shí)域仿真分析的MATLAB函數(shù)；（2）掌握連續(xù)時(shí)間信號(hào)的MATLAB產(chǎn)生，掌握連續(xù)時(shí)間信號(hào)的MATLAB編程；（3）牢固掌握系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)，階躍響應(yīng)，零輸入響應(yīng)，零狀態(tài)響應(yīng)等的概念；（4）掌握利用MATLB中的Simulink軟件來(lái)對(duì)系統(tǒng)中的模型進(jìn)

12、行仿真和分析；掌握MATLAB描述LTI系統(tǒng)的常用方法及有關(guān)函數(shù)，并學(xué)會(huì)利用MATLAB求解LTI系統(tǒng)響應(yīng)，繪制相應(yīng)曲線。基本要求：掌握用MATLAB描述連續(xù)時(shí)間信號(hào)和離散時(shí)間信號(hào)的方法，能夠編寫(xiě)MATLAB程序，實(shí)現(xiàn)各種信號(hào)的時(shí)域變換和運(yùn)算，并且以圖形的方式再現(xiàn)各種信號(hào)的波形。掌握線性時(shí)不變連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)域數(shù)學(xué)模型用MATLAB描述的方法，掌握零狀態(tài)、零輸入、階躍響應(yīng)等方程的求解編程，并能用Simulink對(duì)一些系統(tǒng)進(jìn)行仿真。3.1.2 設(shè)計(jì)意義通過(guò)此次課程設(shè)使我能夠掌握MATLAB軟件的一些基本知識(shí)，通過(guò)MATLAB能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)信號(hào)的表示及可視化，能夠用MATLAB 分析常用連續(xù)時(shí)間信號(hào)的時(shí)

13、域特性，能夠用MATLAB 求連續(xù)系統(tǒng)的沖激階躍響應(yīng)、系統(tǒng)零輸入、零狀態(tài)響應(yīng)及幅頻相頻等，不管是在以后的學(xué)習(xí)，還在工作中都能夠提供給我們很大的幫助，使復(fù)雜的連續(xù)時(shí)域信號(hào)的分析變得很簡(jiǎn)單，讓人看了一目了然。此次課程設(shè)計(jì)能夠用到MATLAB軟件對(duì)連續(xù)系統(tǒng)時(shí)域分析進(jìn)行仿真，對(duì)我來(lái)說(shuō)具有重要的意義，同時(shí)對(duì)此次課程設(shè)計(jì)也有重要的意義。3.2設(shè)計(jì)的目標(biāo)與總體方案3.2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)（1）熟悉MATLAB軟件平臺(tái)；（2）掌握MATLAB編程方法、常用語(yǔ)句和可視化繪圖技術(shù)；（3）編程實(shí)現(xiàn)常用信號(hào)及其運(yùn)算MATLAB實(shí)現(xiàn)方法；（4）通過(guò)MATLAB軟件對(duì)LTI連續(xù)系統(tǒng)時(shí)域進(jìn)行分析仿真。3.2.2設(shè)計(jì)的總體方案（

14、1）首先到圖書(shū)館和上網(wǎng)查找關(guān)于MATLAB的有關(guān)資料，并記錄下來(lái)進(jìn)行知識(shí)匯總。（2）掌握MATLAB軟件的基本知識(shí)，熟悉MATLAB軟件，并掌握和運(yùn)用MATLAB軟件執(zhí)行一些簡(jiǎn)單的命令。（3）對(duì)MATLAB軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單的程序運(yùn)行。（4）運(yùn)用MATLAB數(shù)值求解連續(xù)系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)。3.3設(shè)計(jì)方法及內(nèi)容3.3.1 學(xué)習(xí)并掌握MATLAB運(yùn)行程序MATLAB軟件具有強(qiáng)大的功能，它對(duì)所有的信號(hào)能進(jìn)行視圖化，還有它具有豐富的庫(kù)函數(shù)，能夠給用戶進(jìn)行選擇來(lái)編寫(xiě)程序， 它的主要特點(diǎn)是: 高效的數(shù)值計(jì)算及符號(hào)計(jì)算功能,能使用戶從繁雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算分析中解脫出來(lái)； 具有完備的圖形處理

15、功能,實(shí)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果和編程的可視化； 友好的用戶界面及接近數(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； 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 ,為用戶提供了大量方便實(shí)用的處理工具。 MATLAB 強(qiáng)大的圖形處理功能及符號(hào)運(yùn)算功能,為我們實(shí)現(xiàn)信號(hào)的可視化及系統(tǒng)分析提供了強(qiáng)有力的工具。MATLAB 強(qiáng)大的工具箱函數(shù)可以分析連續(xù)信號(hào)、連續(xù)系統(tǒng)，以下是對(duì)MATLAB軟件的一些基本應(yīng)用：3.3.2連續(xù)系統(tǒng) ; ; 1、系統(tǒng)的沖激和階躍響應(yīng) 沖擊響應(yīng)：一個(gè)LTI系統(tǒng)，當(dāng)其初始狀態(tài)為零時(shí)，輸入為單位沖擊函數(shù)所引起的響應(yīng)稱為單位沖激響應(yīng)，簡(jiǎn)稱沖激響應(yīng)。階躍響應(yīng)：一個(gè)LTI系統(tǒng)，當(dāng)其初始狀態(tài)為零

16、時(shí)，輸入為單位階躍函數(shù)所引起的響應(yīng)稱為單位階躍響應(yīng)，簡(jiǎn)稱階躍響應(yīng)。MATLAB程序運(yùn)行如下：沖激階躍響應(yīng)程序a=1 4 4;b=1 3;subplot(2,1,1;impulse(b,a;title(系統(tǒng)的沖激響應(yīng)波形h(tsubplot(2,1,2;step(b,a;title(系統(tǒng)的階躍響應(yīng)波形g(t圖31連續(xù)系統(tǒng)的沖激及階躍響應(yīng)的波形Simulink仿真如下圖32 連續(xù)系統(tǒng)的沖激及階躍響應(yīng)的Simulink仿真圖33沖激及階躍響應(yīng)的Simulink仿真波形(2系統(tǒng)的零輸入和零狀態(tài)響應(yīng)對(duì)于設(shè)計(jì)的系統(tǒng)給定一般激勵(lì)信號(hào)，建立仿真模型，仿真分析系統(tǒng)的響應(yīng)。求解所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)，零狀態(tài)響應(yīng)

17、。零輸入響應(yīng)：LTI系統(tǒng)的完全響應(yīng)可以分為零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)。零輸入響應(yīng)是激勵(lì)為零時(shí)僅有系統(tǒng)的初始狀態(tài)所引起的響應(yīng)，用表示。零狀態(tài)響應(yīng)是系統(tǒng)的初始狀態(tài)為零時(shí)僅由輸入信號(hào)引起的響應(yīng)，用表示。零輸入響應(yīng)程序clear allsyms t;r p=residue(1 3,1 4 4A=r.*exp(p*t;ft=sum(Ar =11p =-2-2ft =2*exp(-2*t零狀態(tài)程序a=1 4 4;b=1 3;p=0.05;t=0:p:5;x=exp(-t;lsim(b,a,x,t;title(零狀態(tài)響應(yīng)y(t 圖34零狀態(tài)響應(yīng)波形零狀態(tài)的Simulink的仿真圖35零狀態(tài)響應(yīng)的Simulink

18、仿真 圖36零狀態(tài)響應(yīng)Simulink仿真波形3.3.3連續(xù)時(shí)間信號(hào)卷積和離散時(shí)間信號(hào)卷積1連續(xù)時(shí)間信號(hào)卷積；2離散時(shí)間信號(hào)卷積1、連續(xù)時(shí)間信號(hào)卷積function f,k=sconv(f1,f2,k1,k2,p%計(jì)算連續(xù)信號(hào)卷積積分f(t=f1(t*f2(t%f: 卷積積分f(t對(duì)應(yīng)的非零樣值向量%K: f(t的對(duì)應(yīng)時(shí)間向量%f1: f1(t的非零樣值向量%f2: f2(t的非零樣值向量%K1: 序列f1(t的對(duì)應(yīng)時(shí)間向量%K2: 序列f2(t的對(duì)應(yīng)時(shí)間向量%p: 取樣時(shí)間間隔f1=0.5*(0:0.01:2;f2=0.5*(0:0.01:2;k1=0:0.01:2;k2=0:0.01:2;

19、p=0.01;f=conv(f1,f2; %計(jì)算序列1與序列2的卷積和f=f*p;k0=k1(1+k2(1; %計(jì)算序列f非零樣值的起點(diǎn)位置k3=length(f1+length(f2-2; %計(jì)算卷積和f非零樣值得寬度k=k0:p:k0+k3*p; %確定卷積和f非零樣值的時(shí)間向量subplot(3,3,1plot(k1,f1 %在子圖1繪制f1(t時(shí)域波形圖title(f1(txlabel(tylabel(f1(tsubplot(3,3,4plot(k2,f2 %在子圖2繪制f2(t時(shí)域波形圖title(f2(txlabel(tylabel(f2(tsubplot(3,3,7plot(k,

20、f; %畫(huà)卷積f(t的時(shí)域波形h=get(gca,position;h(3=2.5*h(3;set(gca,position,h %將第三個(gè)子圖的橫坐標(biāo)范圍擴(kuò)為原來(lái)的2.5倍title( f(t=f1(t*f2(txlabel(tylabel(f(t2、離散時(shí)間信號(hào)卷積function f,k=dconv(f1,f2,k1,k2%The function of compute f=f1*f2%f: 卷積和序列f(k對(duì)應(yīng)的非零樣值向量%k: 序列f(k的對(duì)應(yīng)序號(hào)向量%f1: 序列f1(k非零樣值向量%f2: 序列f2(k非零樣值向量%k1: 序列f1(k的對(duì)應(yīng)序號(hào)向量 %k2: 序列f2(k的對(duì)

21、應(yīng)序號(hào)向量f1=1,2,1;f2=ones(1,5;k1=-1 0 1;k2=-2:2;f=conv(f1,f2 %計(jì)算序列f1與f2的卷積和fk0=k1(1+k2(1; %計(jì)算序列f非零樣值的起點(diǎn)位置k3=length(f1+length(f2-2; %計(jì)算卷積和f的非零樣值的寬度k=k0:k0+k3 %確定卷積和f非零樣值得序號(hào)向量subplot(3,3,1stem(k1,f1 %在子圖1繪制序列f1(k時(shí)域波形圖 title(f1(nxlabel(nylabel(f1(nsubplot(3,3,4stem(k2,f2 %在子圖2繪制序列f2(k時(shí)域波形圖 title(f2(nxlabel

22、(nylabel(f2(nsubplot(3,3,7stem(k,f %在子圖3繪制序列f(k時(shí)域波形圖 title(f1(n與f2(n的卷積和f(nxlabel(nylabel(f(nh=get(gca,position;h(3=2.5*h(3;set(gca,position,h % 將第三個(gè)子圖的橫坐標(biāo)范圍擴(kuò)為原來(lái)的2.5倍3.3.4系統(tǒng)的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)沖擊響應(yīng)反映了系統(tǒng)的時(shí)域特性，而頻率響應(yīng)反映了系統(tǒng)的頻域特性二者的關(guān)系為：通常頻率響應(yīng)函數(shù)（系統(tǒng)函數(shù)）可定義為系統(tǒng)響應(yīng)的傅里葉變換與激勵(lì)的傅里葉變換之比，即：它是頻率的復(fù)函數(shù)，可寫(xiě)為：，其中是角頻率為的輸出與輸入信號(hào)幅度之比，稱為幅頻

23、特性；是輸出與輸入信號(hào)的相位差，稱為相頻特性。由于是函數(shù)的傅里葉變換，根據(jù)奇偶性可知是的偶函數(shù)，是的奇函數(shù)。幅頻相頻程序a=1 4 4;b=1 3;h=20;h,w=freqs(b,a,h %求系統(tǒng)響應(yīng)函數(shù)H(jw，設(shè)定h個(gè)頻率點(diǎn)h1=abs(h; %求幅頻響應(yīng)h2=angle(h; %求相頻響應(yīng)subplot(2,1,1;plot(w,h1gridxlabel(角頻率(W;ylabel(幅度;title(H(jw的幅頻特性;subplot(2,1,2;plot(w,h2*180/pi;gridxlabel(角頻率(w;ylabel(相位(度;title(H(jw的相頻特性;圖37幅頻及相頻特

24、性波形4.繪制系統(tǒng)的零極點(diǎn)圖，分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性，系統(tǒng)的零極點(diǎn)與時(shí)域特性的關(guān)系，零極點(diǎn)與系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)系。對(duì)于LTI系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)是復(fù)變量或的有理分式，它是或的有理多項(xiàng)式與之比，即：其中的根稱為系統(tǒng)函數(shù)的極點(diǎn)，的根稱為系統(tǒng)函數(shù)的零點(diǎn)。對(duì)于連續(xù)系統(tǒng)若系統(tǒng)函數(shù)的極點(diǎn)都在s平面的左半平面則該系統(tǒng)是穩(wěn)定的系統(tǒng)，若系統(tǒng)函數(shù)的一階極點(diǎn)在s平面的縱軸上則稱該系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)，的二階及二階以上的極點(diǎn)在s平面的縱軸上則該系統(tǒng)不穩(wěn)定，系統(tǒng)若系統(tǒng)函數(shù)的極點(diǎn)都在s平面的右半平面則該系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。連續(xù)系統(tǒng)若系統(tǒng)函數(shù)：程序clear allb=1 3; % 系統(tǒng)函數(shù)分子多項(xiàng)式系數(shù)a=1 4 4; % 系統(tǒng)函數(shù)分母多項(xiàng)

25、式系數(shù)sys=tf(b,a; % 傳遞函數(shù) H(spzmap(sys; % 繪制零極點(diǎn)圖title(連續(xù)系統(tǒng)的零極點(diǎn)圖圖3-8連續(xù)系統(tǒng)的零極點(diǎn)圖分析：因?yàn)橄到y(tǒng)的極點(diǎn)都在y軸的左半平面，所以該改系統(tǒng)是個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)。3.4 結(jié)論通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知用MATLAB得出的結(jié)果同計(jì)算的結(jié)果是相符合的。連續(xù)系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)、沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)可以用程序方便的描繪出來(lái)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以通過(guò)控制時(shí)間跨度以達(dá)到合適的結(jié)果。波形圖所表達(dá)的物理意義較明確，但在實(shí)驗(yàn)中也遇到了一些問(wèn)題。利用MATLAB可以求得連續(xù)、有限時(shí)域的零狀態(tài)響應(yīng)、沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)得到系統(tǒng)，我們可以利用該軟件容易地得到系統(tǒng)的響應(yīng)，減少了繁瑣的計(jì)算。MATLAB是求連續(xù)、有限時(shí)域的零狀態(tài)響應(yīng)、沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)是非常有效的方法，我們可以通過(guò)它來(lái)顯示出自己想要的圖形，增強(qiáng)對(duì)某些信號(hào)或響應(yīng)的物理解釋，MATLAB在信號(hào)與系統(tǒng)中的應(yīng)用,也有利于我們對(duì)其他學(xué)科的認(rèn)識(shí)與發(fā)展.這樣我們就可以把知識(shí)的貫通與應(yīng)用。這次的課程設(shè)計(jì)讓我真的很難忘，經(jīng)過(guò)十天的努力，終于順利完成了課程設(shè)計(jì)。開(kāi)始做課程設(shè)計(jì)不知道從何入手，對(duì)課程設(shè)計(jì)很不了解，困難很多，經(jīng)過(guò)查閱資料，和同學(xué)討論，終于了解了許多。在做課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我學(xué)會(huì)了很多，最主要的是我學(xué)會(huì)了簡(jiǎn)單