實(shí)驗(yàn)一 MATLAB在系統(tǒng)時(shí)域分析中的應(yīng)用

1、實(shí)驗(yàn)一 MATLAB在系統(tǒng)時(shí)域分析中的應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)使用MATLAB產(chǎn)生基本信號(hào)、繪制信號(hào)波形、實(shí)現(xiàn)信號(hào)的基本運(yùn)算，為 信號(hào)分析和系統(tǒng)分析奠定基礎(chǔ)。熟悉卷積積分的定義和性質(zhì)，了解卷積積分在系統(tǒng)分析中的應(yīng)用，熟悉用 MATLAB實(shí)現(xiàn)卷積的方法。二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn)信號(hào)的時(shí)域分析連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)域分析離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析沖激響應(yīng)、序列響應(yīng)及階躍響應(yīng)卷積及應(yīng)用三、實(shí)驗(yàn)原理時(shí)域分析法是根據(jù)系統(tǒng)響應(yīng)與激勵(lì)之間的微分方程或者差分方程求得其響 應(yīng)的方法。根據(jù)時(shí)域的特點(diǎn)，可以采用經(jīng)典法、卷積(卷和)法等計(jì)算系統(tǒng)的零 輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)。四、實(shí)驗(yàn)條件計(jì)算機(jī)一臺(tái)，MATLAB軟件。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果測(cè)試1.設(shè)有一

2、力學(xué)系統(tǒng)，其系統(tǒng)的微分方程為y”(t)+0.5y(t)+4y(t)=0.5f(t)若外力f(t)=g(t)，試求物體的位移。解 在MATLAB中，求解系統(tǒng)的階躍響應(yīng)可應(yīng)用控制系統(tǒng)工具箱提供的 step(sys,t)函數(shù)，sys是線性時(shí)不變系統(tǒng)模型，t表示計(jì)算系統(tǒng)響應(yīng)的采樣點(diǎn)向 量。程序如下: Editor - C:MATLAB7wo-rkUntitled.mFile Edit Text Cell Took Debug DesktopWindowHelp*, XD洛% 葡g cSM AEi. JI;clc: clear;ts=D:te=20:dt=0. 01:b=D. 5: a=l, 0. 5,

3、 4: sys=tf(h,a): t=ts:d:te;y=step(sys,t): plot(t? y):Ln 6 Col 13OVRscriptKlabel ( t (sec): ylabel ,): grid on;2、求差分方程y(n)-y(n-1)-2y(n-2)=f(n) 的單位序列響應(yīng)。解 在MATLAB中，求解離散時(shí)間系統(tǒng)的單位序列響應(yīng)，可應(yīng)用信號(hào)處理工 具箱提impz函數(shù)，其調(diào)用形式為h=impz(b,a,k)，式中b=b0,b1,，bM， a=a0,a1,aN分別是差分方程右、左端的系數(shù)向量，k表示輸出序列的取值 范圍(可省)，h表示系統(tǒng)單位列響應(yīng)。程序如下： TOC o 1

4、-5 h z Editor - C:MATLAB7wQrkUntitled2.m XFile Edit Text Cell Tools Debug Desktop Windqw Help* x歹 I若 G二7魯航兀自月| * ”成-clc:-clear;-k=0:10：-a= 1, -1, -2:-b=l：-(b, a, k):- stem (kn h);- title單位序列響應(yīng)的近似值):-grid on;-hk=l/3*(-l). k+2/3+(2). Ak：-stain (k, hit):-titleC單位序列響應(yīng)的理論值):-grid on：Ln 11 Col 13| OVR單位序列

5、響應(yīng)的理論值3、已知系統(tǒng)的單位響應(yīng)h(n)=Qre (n) ,0a1輸入信號(hào)f (n) = (n)- (n-6)試求系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)。解程序如下； TOC o 1-5 h z 勺 Editor - C:MATLAB7workUntitled4.m XFile Edit Text ell Tools De_bug Desktop Window Help? X口曲 |若 g W身R兀曲超i海叵W”巨號(hào)-clc:-clear;-k=3:4;-nl=0:2：-f = 1, 1, 1 :e -n2=0: 2;-h=l?2?3:-y=conv(f,h):-stem(k, y):-grid an.;scripsLn 3 Col 7 OVR六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我初步學(xué)習(xí)了使用MATLAB產(chǎn)生基本信號(hào)、繪制信