信號與系統(tǒng)Matlab實驗報告

試驗二 MATLAB描述常用信號一、試驗名稱：描述常用信號二、試驗?zāi)康模篗ATLAB描述常用信號的方法把握連續(xù)時間信號和離散時間信號的描述學(xué)會用向量和符號表示法把握信號的時域變換方法三、試驗原理：強(qiáng)大的圖形處理功能及符號運算功能，為我們實現(xiàn)信號的可視化MATLAB中通常有兩種方法來表示信號，一種是用向量來表示信號，另一種則是用符號運算的方法來表示信號。用適當(dāng)?shù)腗ATLABMATLAB的繪圖命令繪制出直觀的信號波形。四、試驗設(shè)備計算機(jī) 軟件五、試驗內(nèi)容：1、MATLAB中連續(xù)信號的向量或符號運算功能來表示向量表示法f(t)ft來表示，其中向量tt＝t1：p：t2的MATLAB命令定義的時間范圍向量，t1為信號起始時為終止時間，pff(t)t所定義的時f(t)=sin(t),我們可以用如下兩個向量來表示：t=-10:1.5:10；f=sin(t)plot命令來繪出該信號的時域波形。Plot命令可將點與點間用直線連接，當(dāng)點與點間的距離很小時，繪出的圖形就成了光滑的曲線。命令如下：1plot(t,f)xlabel(‘t’)axis([-10,10,-1.1,1.1])符號運算表示法ezplot命令繪制出f(t)=et/2，我們可以用符號表達(dá)式表示為：symstf=exp(-t/2)2,6])22、離散時間信號k為整數(shù)，代表離散的采樣時間點。f(k)可表示為：f(k)={...f(-2),f(-1),f(0),f(1),f(2)…}↑k＝0要用兩個向量。如序列： f(k)={1,2,-1,3,2,4,-1}中應(yīng)表示為：k＝-3：3；f[1,2,-1,3,2,4,-1]3表示離散序列并將其可視化時，我們要留意以下幾點：第一，與連續(xù)時間信號不同，離散時間信號無法用符號運算來表示；其次，由于中，矩陣的元素個數(shù)是有限的，因此，MATLAB無法表示無限序stem命令，而fkstem命令繪圖：stem(k,f)，得到對應(yīng)序列波形圖。33、單位階躍序列，正弦序列，離散時間指數(shù)序列等的離散信號我們都可以用類似的方法描述并繪制出圖形：指數(shù)信號Aeaty＝A*exp(a*t)A=1;a=-0.4;t=0:0.01:10;ft=A*exp(a*t);plot(t,ft)正弦信號

4y=A*cos(w0*t+phi)y=A*sin(w0*t+phi)4抽樣函數(shù)

y=sinc(t)矩形脈沖信號y=rectpuls(t,width)5widtht＝0為對稱的矩形波，Width15三角波脈沖信號y＝tripuls(t,width,skew)指數(shù)序列AakA*a.^k6fk=A*a.^k;stem(k,fk)6單位脈沖序列N個零組成的列向量，k=-50:50;delta=[zeros(1,50),1,zeros(1,50)];stem(k,delta)單位階躍序列…0000000111111111…N個零組成的列向量，ones(1.N)產(chǎn)N1組成的列向量k=-50:50;7uk=[zeros(1,50),ones(1,51)];stem(k,uk)784、連續(xù)信號的時域變換移位8t0>0f(t-t0)t軸方t0f(t+t0)tt0。我們可用下f是用符號表達(dá)式表t是符號變量，subs命令則將連續(xù)信號中的時間變量tt－t0替換：y=subs(f,t,t-t0); ezplot(y)反褶f(t)中的自t換為－t。實現(xiàn)如下：y=subs(f,t,-t); ezplot(y)尺度變換ata>1f(at)以原點為基準(zhǔn)，沿橫軸1/a;0<a<11/a倍。實現(xiàn)如下：y=subs(f,t,*t); ezplot(y)5、離散時間序列的時域變換中，離散序列的時域變換不能用符MATLAB中離散序列的變9換需表示成兩個向量的變換。離散序列的反褶，即是將表示離散序列的兩向量以零時刻的取值為基MATLABAfliplr函數(shù)來實現(xiàn)，具體實現(xiàn)如下：function[f,k]=lsfz(f1,k1)f=fliplr(f1);k=-fliplr(k1); %f1k1的反褶stem(k,f,’filled’)axis([min(k)-1,max(k)+1,min(f)-0.5,max(f)+0.5])離散序列的平移可看作是將離散序列的時間序號向量平移，而表示對應(yīng)時k0個單位時，所以時間序號向量都k0k0個單位。實現(xiàn)如下：function[f,k]=lsyw(ff,kk,k0)k=kk+k0;f=ff;stem(k,f,’filled’)axis([min(k)-1,max(k)+1,min(f)-0.5,max(f)+0.5])10向量不變，得到的離散時間序列。實現(xiàn)如下：function[f,k]=lsdx(ff,kk)f=-ff;k=kk;11axis([min(k)-1,max(k)+1,min(f)-0.5,max(f)+0.5])11試驗三信號卷積的MATLAB實現(xiàn)一、試驗名稱：MATLAB實現(xiàn)二、試驗?zāi)康模涸黾訉W(xué)生對卷積的生疏這個軟件的一些根底學(xué)問計算信號卷積驗證卷積的一些性質(zhì)三、試驗原理：MATLAB語句描述出來，然后再將這些信號帶入到我們寫好的求卷積的函數(shù)當(dāng)中來計算卷積。在本章中我們將信號分為連續(xù)信號和離散序列兩種來實現(xiàn)卷積并驗證卷積的一些性質(zhì)。四、試驗設(shè)備：計算機(jī) 軟件五、試驗的預(yù)習(xí)：1、認(rèn)真閱讀教科書中有關(guān)卷積的這局部內(nèi)容，了解其原理和計算方法。的相關(guān)學(xué)問，包括它的功能，簡潔的函數(shù)用法等等。六、試驗內(nèi)容及具體步驟：3MATLAB計算兩個信號的卷積conv來對信號進(jìn)展卷積1)、求離散序列的卷積翻開一個空白編輯窗口，先將要卷積的兩個信號表示出來，然后將兩個信stem函數(shù)。把寫好的程序存入到workF5進(jìn)展編譯運行。觀看輸出序列并記錄下來。12同樣觀看波形在幅度和時域范圍的變化。convf1f2f1(k)f2(k)為無限長序列時調(diào)用conv()函數(shù)就可能會產(chǎn)生誤差。所以我們必需對無限長序列進(jìn)展截斷到(1～n)conv()0～n以外均視為零，conv計算出的卷積和樣值點只有局部是真實的。這里為了便利求解，把求卷積和過程和繪圖命令寫在同一個函數(shù)dconv中，在計算離散卷積時只要調(diào)用函數(shù)就可以了。、求連續(xù)信號的卷積13翻開一個空白編輯窗口，先將要卷積的兩個信號表示出來，然后將兩個信plot()函數(shù)。把寫好的程序存入workF5進(jìn)展編譯運行，編譯成功后可以觀看波形窗口的輸出波形，記錄下來。13七、思考題1、某系統(tǒng)的沖激響應(yīng)為h(t)etU(t)x(t)2*sin試編程求出該系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)，并繪出響應(yīng)波形。

tU(t)，214試驗四用MATLAB測量信號頻譜測量信號頻譜〔22學(xué)時〕二、試驗?zāi)康陌盐招盘栴l譜的定義，理解非周期信號頻譜密度的概念。加深對周期信號頻譜特點的了解。寬和帶寬的關(guān)系。軟件的根本用法。三、試驗設(shè)備WINDOWS工作環(huán)境下的微機(jī)一臺軟件四、試驗內(nèi)容及步驟MATLABM文件編輯器，M文件編輯器并保存好。周期信號的程序主體局部全都，只是子函數(shù)各不一樣而已。在命令窗口中執(zhí)行方波程序，試驗中給定的方波脈沖T=5，脈沖高度為15其頻譜特點。15在命令窗口中執(zhí)行三角波程序，試驗中給定的三角波脈沖周期T=5，脈沖高度為120次，得出三角波頻譜圖，觀看其頻譜特點。16沖高度為1，諧波次數(shù)選定為20次，得出鋸齒波頻譜圖，觀看其頻譜特點。1620次，執(zhí)行后得出頻譜圖，觀看其頻譜特點。1，觀看第一個零值頻率，改動源程序中的＝2，觀看的轉(zhuǎn)變與頻率帶寬之間的關(guān)系。17在步驟2的根底上認(rèn)真閱讀源程序，解答思考題1。18在步驟4的根底上認(rèn)真閱讀源程序，并試著修改源程序，解答思考題2。18五、試驗思考題以方波信號為根底，試著改動程序，畫出方波信號的單邊頻譜。以矩形脈沖為根底，轉(zhuǎn)變T和的取值，觀看周期與頻譜、脈沖寬度與頻譜的關(guān)系。19試驗五MATLAB一、試驗名稱：基于MATLAB連續(xù)系統(tǒng)復(fù)頻域分析二、試驗?zāi)康模簩崿F(xiàn)局部開放的方法。實現(xiàn)拉普拉斯變換的方法。法。實現(xiàn)連續(xù)系統(tǒng)的頻率特性及其幅度特性、相位特性。MATLAB繪制傅里葉變換幅度譜與拉普拉斯變換曲面圖三、試驗器材：的計算機(jī)一臺四、試驗內(nèi)容：此次試驗內(nèi)容主要包括以下幾個方面：局部分式的開放。F(s) s2〔1〕

s43s33s2s2020〔2〕F(s)

2S33S25(S1)(S2S2)求解拉氏變換及拉氏反變換?！?〕f(t)te2t(t)的拉普拉斯變換(2)F(t)

s221(s1)2(s3)s21

的拉普拉斯反變換1H(s)

s32s22s1求解系統(tǒng)函數(shù)的頻率特性。2H(j)|H(j)|ej()

(j)2j222222繪制信號傅里葉變換幅度譜及信號拉普拉斯變換曲面圖。f(t)(t1)(t1)23BBMATLABF(s)s(s1)(s4)的拉普拉斯反變換24F(s)的局部分式開放：F(s) s3(s5)(s25s25)求解下式的拉普拉斯變換及反變換。AMATLAB函數(shù)實現(xiàn)f(t)sintsin2t.(t)的拉斯變換求解下面系統(tǒng)函數(shù)的零極點分布圖。5s320s225sH(s)

s35s216s30MATLABH(s)應(yīng)曲線：

ss20.5s1的幅頻響應(yīng)以及相頻響5MATLABf(t)2e3tu(t的傅里葉變換幅度譜以及拉普拉斯變換曲面圖。2526試驗六MATLAB的離散系統(tǒng)時域分析一、試驗名稱的離散系統(tǒng)時域分析二、試驗?zāi)康腗ATLAB實現(xiàn)的方法。MATLAB的實現(xiàn)方法。表示離散系統(tǒng)的時域響應(yīng)。三、試驗器材軟件的電腦一臺四、試驗內(nèi)容畫出單位序列(k)在3k3區(qū)間的波形。