matlab信号与系统实验报告

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matlab信号与系统实验报告

实验一基本信号的产生与运算

一、实验目的

学习使用MATLAB 产生基本信号、绘制信号波形、实现信号的基本运算。二、实验原理

MATLAB 提供了许多函数用于产生常用的基本信号：如阶跃信号、脉冲信号、指数信号、正弦信号和周期方波等等。这些信号是信号处理的基础。 1、利用MATLAB 产生下列连续信号并作图。（1）51),1(2)(<<---=t t u t x （2）300),3

2sin()(3.0<<=-t t e t x t （3）1.01.0,3000cos 100cos )(<<-+=t t t t x （4）2000),8.0cos()1.0cos()(<<=t t t t x ππ 答：（1）、

>> t=-1:0.02:5; >> x=(t>1);

>> plot(t,-2*x);

>> axis([-1,5,-3,1]);

>> title('杨婕婕朱艺星'); >> xlabel('x(t)=-2u(t-1)');

（2）、

>> t=0:0.02:30;

>> x=exp(-0.3*t).*sin(2/3*t);

>> plot(t,x);

>> title('杨婕婕朱艺星');

>> xlabel('x(t)=exp(-0.3*t).*sin(2/3*t)');

因为原函数在t=15后x(t)取值接近于零，所以将横坐标改成0到15，看得更清晰

信号与系统matlab实验报告

信号与系统MATLAB实验报告

实验目的

本实验旨在通过MATLAB软件进行信号与系统的相关实验，探究信号与系统

的特性与应用。

实验步骤

1. 准备工作

在正式进行实验之前，我们需要做一些准备工作。首先，确保已经安装好MATLAB软件，并且熟悉基本的操作方法。其次，准备好实验所需的信号与系统

数据，可以是已知的标准信号，也可以是自己采集的实际信号。

2. 信号的生成与显示

使用MATLAB编写代码，生成不同类型的信号。例如，可以生成正弦信号、

方波信号、三角波信号等。通过绘制信号波形图，观察不同信号的特点和变化。

t = 0:0.1:10; % 时间范围

f = 1; % 信号频率

s = sin(2*pi*f*t); % 正弦信号

plot(t, s); % 绘制信号波形图

3. 系统的建模与分析

根据实验需求，建立相应的系统模型。可以是线性时不变系统，也可以是非线

性时变系统。通过MATLAB进行模型的建立和分析，包括系统的时域特性、频域

特性、稳定性等。

sys = tf([1, 2], [1, 3, 2]); % 系统传递函数模型

step(sys); % 绘制系统的阶跃响应图

4. 信号与系统的运算

对于给定的信号和系统，进行信号与系统的运算。例如，进行信号的卷积运算、系统的响应计算等。通过MATLAB实现运算，并分析结果的意义与应用。

x = [1, 2, 3]; % 输入信号

h = [4, 5, 6]; % 系统响应

y = conv(x, h); % 信号的卷积运算

plot(y); % 绘制卷积结果的波形图

5. 实验结果分析

matlab信号与系统课程设计

一、引言

信号与系统是电子信息类专业中的一门重要课程，Matlab作为一种常用的计算工具，可以帮助学生更好地理解和应用信号与系统的相关知识。本文将介绍如何使用Matlab进行信号与系统课程设计。

二、实验目的

本次实验旨在通过使用Matlab软件，帮助学生深入理解信号与系统的相关知识，并掌握Matlab软件在信号与系统中的应用。

三、实验内容

本次实验分为两个部分：信号处理和系统分析。

1. 信号处理

1.1 生成离散时间序列信号

使用Matlab中的discrete函数生成一个离散时间序列信号。要求该信号包含10个采样点，采样频率为100Hz，幅度随机取值。

1.2 时域分析

对生成的离散时间序列信号进行时域分析。计算出该信号的均值、方差、标准差和自相关函数，并画出该信号及其自相关函数的图像。1.3 频域分析

对生成的离散时间序列信号进行频域分析。计算出该信号的功率谱密度，并画出该功率谱密度函数图像。

2. 系统分析

2.1 系统建模

使用Matlab中的tf函数建立一个一阶低通滤波器系统模型。该系统

的传递函数为H(s)=1/(s+1)。

2.2 系统分析

对建立的一阶低通滤波器系统进行分析。计算出该系统的单位脉冲响应、单位阶跃响应和零极点图，并画出相应的图像。

四、实验步骤

4.1 生成离散时间序列信号

首先，打开Matlab软件，新建一个m文件，命名为

“signal_processing.m”。

在m文件中输入以下代码：

t = 0:0.01:0.09;

x = rand(1,10);

stem(t,x);

信号与系统实验报告

信号与系统实验报告MATLAB部分：

实验⼀连续时间信号在MATLAB中的表⽰和运算3、⽤matlab绘出下列信号的卷积积分f1(t)*f2(t)的时域波形。f1(t)=u(t)-u(t-3) f2(t)=e t2 u(t)

Matlab程序：

A=1;w0=pi;

fs=1000;t=-1.1:1/fs:6;

xa=((t>=0)-(t>=3));

xb=exp(-2*t).*(t>=0);

y1=conv(xa,xb)/fs;n=length(y1);tt=(0:n-1)/fs-2.2;

subplot(221),plot(t,xa),grid on;

subplot(222),plot(t,xb),grid on;

subplot(212),plot(tt,y1),grid on;

Matlab⽣成图像：

理论分析：

将f1(t)和f2(t)中⾃变量替换成τ，得到函数：

≥<=-0

,0,0)(22ττττe f f2(τ)反折得f2（-τ）

≤>=--0,0,0)(22ττττe f 因为τττd t f f t f t f t f )(2)(1)(2*)(1)(-==?∞

∞-

计算：（1）当t<0时，)(1τf 与)(2τ-t f 没有重叠部分，所以f(t)=0.

(2) 当0≤t<3时，t t t t e e d e t f 20)(2202

121211)(-----==?=?τττ

当0≤t<3时，f(t)图像为：当t ≥3时，f(t)图像为：

信号与系统MATLAB实验报告

实验报告

实验课程：信号与系统—Matlab综合实验学生姓名：

学号：

专业班级：

2012年5月20日

基本编程与simulink仿真实验

1—1编写函数（function）∑=m n k n 1并调用地址求和∑∑∑===++100

11-8015012

n n n n n n 。实验程序：

Function sum=qiuhe(m,k)Sum=0For i=1:m Sum=sum+i^k End

实验结果;

qiuhe(50,2)+qiuhe(80,1)+qiuhe(100,-1）

ans=4.6170e+004。

1-2试利用两种方式求解微分方程响应

（1)用simulink对下列微分方程进行系统仿真并得到输出波形。（2)编程求解（转移函数tf)利用plot函数画图，比较simulink图和plot图。)()(4)(6)(5)(d 22t e t e d d t r t r d d t r d t

t t +=++在e（t)分别取u(t)、S（t）和sin（20пt）时的情况！

试验过程

(1)

（2）

a=[1,5,6]; b=[4,1]; sys=tf（b,a); t=[0:0.1:10]; step(sys)

连续时间系统的时域分析3-1、已知某系统的微分方程：)()()()()(d 2t e t e d t r t r d t r t

t t +=++分别用两种方法计算其冲激响应和阶跃响应，对比理论结果进行验证。

实验程序：

a=[1,1,1];b=[1,1];sys=tf(b,a);t=[0:0.01:10];figure;subplot(2,2,1);step(sys);subplot(2,2,2);x_step=zeros(size(t));x_step(t>0)=1;x_step(t==0)=1/2;lsim(sys,x_step,t);subplot(2,2,3);impulse(sys,t);title('Impulse Response');xlabel('Time(sec)');ylabel('Amplitude');subplot(2,2,4);x_delta=zeros(size(t));x_delta(t==0)=100;[y1,t]=lsim(sys,x_delta,t);y2=y1;plot(t,y2);title('Impulse Response');

信号与系统实验报告

姓名：刘伟权班级：12应⽤师1班学号2012045344014 实验⼀：产⽣信号波形的仿真实验

实验过程与结果：（1）⽤MATLAB软件中的funtool符合计算⽅法（图⽰化函数计算器）来产⽣并表⽰信号。学⽣实验内容为产⽣以下信号波形：3sin(x)、5exp(-x)、sin(x)/x、1-2abs(x)/a、sqrt(a*x).

波形结果如下：x=[-2*pi, 2*pi] a= 1/2

（2）⽤MATLAB软件的信号处理⼯具箱来产⽣并表⽰信号向量表法。

t=-10:1.5:10;

f=sin(t)./t;

plot(t,f);

title(‘f(t)=Sa(t)’);

xlabel(‘t’);

axis([-10,10,-0.4,1.1]);

（3）离散时间序列波形产⽣并绘制?f1(k)=cos(K*PI/8)

代码：

k=-8:8;

f=cos(pi/8*k);

stem(k,f,'filled');

axis([-4,4,-1.5,4.5]);

波形：

f2(k)=cos(2k)

代码如下：

k=-8:8;

f=cos(2*k);

stem(k,f,'filled');

axis([-4,4,-1.5,4.5]); 波形：

实验⼆连续时间信号卷积及MATLAB实

现

实验过程与结果：（1）输⼊程序代码function [f,k]=sconv(f1,f2,k1,k2,p) f=conv(f1,f2);

f=f*p;

k0=k1(1)+k2(1);

k3=length(f1)+length(f2)-2;

k=k0:p:k3*p;

信号系统MATLAB实验报告

信号与系统实验报告

桂林理工大学

信息科学与工程学院电子信息工程

实验二信号及其表示

【实验目的】

了解各种常用信号的表达方式

掌握部分绘图函数

【实验内容】

一、绘出连续时间信号x(t)=t e 707.0 sin 3

2t 关于t 的曲线，t 的范围为 0~30s ，并以递增。

MATLAB 源程序为：

t=0::30; %对时间变量赋值

x=exp*t).*sin(2/3.*t); %计算变量所对应得函数值 plot(t,x);grid; %绘制函数曲线

ylabel('x(t)');xlabel('Time(sec)')

二、产生周期为的方波。

MATLAB源程序为：

Fs=100000;t=0:1/Fs:1;

x1=square(2*pi*50*t,20);

x2=square(2*pi*50*t,80);

subplot(2,1,1),plot(t,x1),axis([0,,,]); subplot(2,1,2),plot(t,x2),axis([0,,,]);

三、产生sinc(x)函数波形。MATLAB源程序为：

x=linspace(-4,4);

y=sinc(x);

plot(x,y)

四、绘制离散时间信号的棒状图。其中x(-1)=-1,x(0)=1,x(1)=2,x(2)=1,x(3)=0,x(4)=-1,其他时间x(n)=0。

MATLAB源程序为：

n=-3:5; %定位时间变量

x=[0,0,-1,1,2,1,-1,0,0];

stem(n,x);grid; %绘制棒状图

line([-3,5],[0,0]); %画X轴线

信号与系统实验报告

实验一连续时间信号

1.1表示信号的基本MATLAB函数

1.2连续时间负指数信号

1、对下面信号创建符号表达式x（t）=sin(2πt/T)cos(2πt/T)。对于T=6,8和16，利用ezplot 画出0<=t<=32内的信号。什么是x（t）的基波周期？

x1=sym('sin(2*pi*t/T)');

x2=sym('cos(2*pi*t/T)');

x=x1*x2

x4=subs(x,4,'T');

ezplot(x4,[0,32]);

x8=subs(x,8,'T');

ezplot(x8,[0,32]);

x16=subs(x,16,'T');

ezplot(x16,[0,32]);

T=4 T=8

T=16

2、对下面信号创建一个符号表达式x（t）=exp（-at）cos（2πt）。对于a=1/2，1/4，1/8，利用ezplot确定td，td为|x（t）|最后跨过0.1的时间，将td定义为该信号消失的时间。利用ezplot对每一个a值确定在该信号消失之前，有多少个完整的余弦周期出现，周期数目是否正比于品质因素Q=(2π/T)/2a？

x1=sym('exp(-a*t)');

x2=sym('cos(2*pi*t)');

x=x1*x2;

xa1=subs(x,1/2,'a');

ezplot(xa1);

xa2=subs(x,1/4,'a');

ezplot(xa2);

xa3=subs(x,1/8,'a');

ezplot(xa3);

a=1/2 a=1/4

a=1/8

3、将信号x（t）=exp（j2πt/16）+exp（j2πt/8）的符号表达式存入x中。函数ezplot不能直接画出x（t），因为x*（t）是一个复数信号，实部和虚部分量必须要提取出来，然后分别画出他们。

信号与系统 MATLAB实验报告(可打印修改)

数的波形）。
解题分析：
以上各类连续函数，先运用 t = t1: p:t2 的命令定义时间范围向量，然后调用对应的函数，建立 f 与 t 的关系，最后调用 plot（）函数绘制图像，并用 axis（）函数限制其坐标范围。
实验程序：
（1） f (t) (t)
t=-1:0.01:3 f=dirac(t) plot(t,f) axis([-1,3,-0.5,1.5])
1
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
-2
-10 -8 -6 -4 -2
0
2
4
6
8 10
ω=5 时：
2
f=sin(5*t)
1.5
1
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
-2
-10 -8 -6 -4 -2
0
2
4
6
8 10
9
实验心得体会:
(1) 在 MATLAB 中，是用连续信号在等时间间隔点的样值来近似地表示连续信号
实验结果；
（1）
10
f=dirac(t)
8
6
4
2
0
-2
-5 -4 -3 -2 -1
0
1
2
3
4
5
（2）
14
f=Heaviside(t) 1.5

「信号与系统实验四五实验报告」

信号与系统实验四、五实验报告

一、实验目的

1.掌握系统的零状态响应和零输入响应的计算方法。

2.理解系统的初始状态和输入信号之间的关系。

3. 学会使用Matlab软件进行系统响应的仿真。

二、实验原理

1.零状态响应：当系统初始状态为零时，对于任意输入信号x(t)，系统响应y(t)即为零状态响应。

2.零输入响应：当输入信号为零时，系统初始状态不为零，输出信号的响应即为零输入响应。

3.零状态响应和零输入响应的和即为系统的完全响应。

三、实验步骤

实验四：

1.搭建系统框图，给定初始条件和输入信号。

2.计算零状态响应和零输入响应。

3. 使用Matlab软件进行仿真，得到系统的完全响应，并绘制时域图像。

4.分析实验结果。

实验五：

1.搭建系统框图，给定初始条件和输入信号。

2.计算零状态响应和零输入响应。

3. 使用Matlab软件进行仿真，得到系统的完全响应，并绘制时域图像。

4.分析实验结果。

四、实验结果及分析

在实验四中，给定系统的初始条件和输入信号后，通过计算得到了系统的零状态响应和零输入响应。在Matlab软件中进行仿真后，得到了系统的完全响应，并绘制了时域图像。分析实验结果，可以看出系统的完全响应与系统的初始条件和输入信号有关，通过对信号的处理可以得到不同的响应结果。

在实验五中，同样给定系统的初始条件和输入信号，通过计算得到了系统的零状态响应和零输入响应。在Matlab软件中进行仿真后，得到了系统的完全响应，并绘制了时域图像。通过对实验结果的分析，可以发现系统的初始状态对系统的响应有较大的影响，不同的初始状态会导致不同的输出结果。

信号与系统

实验一常用信号的描述及绘图

班级：学号：姓名：

实验目的：

1.学习使用MATLAB产生基本信号、绘制信号波形、实现信号的基本运算；

2.熟悉Matlab中plot 、stem等函数的应用；

3.掌握信号与系统中常用信号的描述；

4.绘制信号与系统中常用信号波形图；

信号可以表示为一个和多个变量的函数，在信号与系统这门课程里只对一维信号进行研究，自变量为时间。对于一个系统特性的研究，其中重要的一方面是研究时间变化的物理量。在本实验中，将对常见的信号和特性进行分析。其中包括正弦信号、指数信号、负指数信号、单位阶跃信号、单位冲激信号。

实验内容：

1.画出f(t)=t、f(t)=t*u(t)、f(t)=（t-1)*u(t)的波形。比较它们之间的区别。

代码：

>> t1=-10:0.1:10;

>> t2=-5:0.1:4;

>> u=1/2+1/2*sign(t);

>> f1=t;

>> f2=t.*u;

>> f3=(t-1).*u;

>> plot(t1,f1,'r');

>> plot(t2,f2,'r');

>> plot(t2,f3,'r');

图像结果：

2.画出f(t)=cos(2*t)的波形,画出f(n)=cos(2*n)的波形，并判断f(t)及f(n)是否为周期信号，若是周期信号，确定其周期。

代码：

>> t=-10:0.1:10;

>> ft=cos(2*t);

>> n=-10:0.1:10;

>> fn=cos(2*n);

>> plot(t,ft,'r');

>> stem(n,fn,'fill');

图像结果：

信号与系统实验报告

中南大学

信号与系统试验报告

姓名:

学号:

专业班级:自动化

实验一基本信号的生成

1．实验目的

● 学会使用MATLAB 产生各种常见的连续时间信号与离散时间信号；

● 通过MATLAB 中的绘图工具对产生的信号进行观察，加深对常用信号的

理解；

● 熟悉MATLAB 的基本操作，以及一些基本函数的使用，为以后的实验奠

定基础。

2．实验内容

⑴ 运行以上九个例子程序，掌握一些常用基本信号的特点及其MATLAB 实现方法；改变有关参数，进一步观察信号波形的变化。

⑵ 在 k [10:10]=- 范围内产生并画出以下信号：

a) 1f [k][k]δ=；

b) 2f [k][k+2]δ=；

c) 3f [k][k-4]δ=；

d) 4f [k]2[k+2][k-4]δδ=-。

源程序：

k=-10:10;

f1k=[zeros(1,10),1,zeros(1,10)];

subplot(2,2,1)

stem(k,f1k)

title('f1[k]')

f2k=[zeros(1,8),1,zeros(1,12)];

subplot(2,2,2)

stem(k,f2k)

title('f2[k]')

f3k=[zeros(1,14),1,zeros(1,6)];

subplot(2,2,3)

stem(k,f3k)

title('f3[k]')

f4k=2*f2k-f3k;

subplot(2,2,4)

stem(k,f4k)

title('f4[k]')

⑶ 在 k [0:31]=范围内产生并画出以下信号：

a) ()()k k 144f [k]sin cos π

利用matlab进行信号与系统分析实验

【实验1】利用matlab 进行信号的时域分析（1）指数信号 >>A=1; >> a=-0.4;

>> t=0:0.01:10;

>> ft=A*exp(a*t); >> plot(t,ft); >> grid;

>> axis([0 10 -0.1 1.1]; >> xlabel('t') >> ylabel('ft')

（2）正弦信号 >> A=1; >> w0=2*pi; >> phi=pi/6; >> t=0:0.01:3; >> ft=A*sin(w0*t+phi); >> plot(t,ft); >> grid;

>> axis([0 3 -1.1 1.1]); >> xlabel('t') >> ylabel('ft')

()t f t Ae α=()sin()

f t A t ωϕ=+

>>x=linspace(-20,20); >> y=sinc(x/pi); >> plot(x,y);>> grid; >> axis([-21 21 -0.5 1.1]); >> xlabel('x') >> ylabel('y')

（4）矩形脉冲信号 >> t=0:0.001:4; >> T=1;

>> ft=rectpuls(t-2*T,2*T); >> plot(t,ft); >> grid;

>> axis([-1 5 -0.1 1.1]); >> xlabel('t') >>ylabel('ft')

t t t Sa t f )

sin()()(=

=)]

()([)()

(10τετετ+-+==t t A t G t f

信号与系统-连续信号和离散信号的表示与卷积实验报告

实验一：连续信号和离散信号的表示与卷积

一.实验目的

1. 学习MATLAB 软件产生信号和实现信号的可视化

2. 学习和掌握连续和离散信号的时域表示方法

3. 学习和掌握连续信号和离散信号卷积方法

二．实验原理

1. 信号的表示方法

● 常用信号：

➢ 连续函数()θω+=t t f sin )(, at

Ae t f =)(，t

t Sa sin )(=

➢ 离散信号()n n f 0sin ][ω=，n

jw e n f 0][=，][][n u a n f n

● 奇异信号：

➢ 连续函数：冲激函数)(t δ，阶跃函数)(t u ，斜坡函数)(t R ➢ 离散信号：冲激函数][n δ，阶跃函数][n u ，斜坡函数][n R

2．卷积

连续函数的卷积：⎰

∞

∞--=τττd t f f t g )()()(21

离散函数的卷积：∑∞

-∞

=-=

m m n f m f n g ][][][2

三．实验内容

1. 熟悉matlab 工作环境

（1）运行matlab.exe ，进入matlab 工作环境，如图（1）所示。

图1 matlab工作环境

（2）matlab工作环境由Command Window（命令窗口）、Current Direcroty（当前目录）、workspace （工作空间）、command History（历史命令）和Editor（文件编辑器）5部分组成。其中所有文件的编辑和调试、运行在Editor编辑窗口下进行。程序的运行也可以在命令窗口进行。

程序调试的信息显示在命令窗口。

（3）程序文件的产生：点击菜单file下的New下的M_files，进入编辑器界面，如图2。

《信号与系统》实验报告

信号与系统实验报告

班级:

姓名:

信息与通信工程学院

实验一系统的卷积响应

实验性质：提高性实验级别：必做开课单位：信息与通信工程学院学时：2

一、实验目的：深刻理解卷积运算，利用离散卷积实现连续卷积运算；深刻理解信号与系统的关系，学习MATLAB 语言实现信号通过系统的仿真方法。二、实验设备：计算机，MATLAB 软件三、实验原理： 1、离散卷积和：调用函数：conv （）

∑∞

-∞

=-=

=i i k f i f f f conv S )()(1)2,1(为离散卷积和，

其中，f1(k), f2 (k) 为离散序列，K=…-2, -1, 0 , 1, 2, …。但是，conv 函数只给出纵轴的序列值的大小，而不能给出卷积的X 轴序号。为得到该值，进行以下分析：

对任意输入：设)(1k f 非零区间n1~n2，长度L1=n2-n1+1；)(2k f 非零区间m1~m2，长度L2=m2-m1+1。则：)(*)()(21k f k f k s =非零区间从n1+m1开始，长度为L=L1+L2-1，所以S （K ）的非零区间为：n1+m1~ n1+m1+L-1。 2、连续卷积和离散卷积的关系：

计算机本身不能直接处理连续信号，只能由离散信号进行近似：设一系统（LTI ）输入为)(t P ∆，输出为)(t h ∆，如图所示。

)()(t h t P ∆∆→

)()(lim )(lim )(0

t h t h t P t =→=∆→∆∆→∆δ

若输入为f(t):

∆∆-∆=

≈∑∞

-∞

=∆

∆)()()()(k t P k f t f t f k

信号与系统实验报告实验一信号与系统的时域分析

实验一信号与系统的时域分析

一、实验目的

1、熟悉与掌握常用的用于信号与系统时域仿真分析的MA TLAB函数;

2、掌握连续时间与离散时间信号的MA TLAB产生,掌握用周期延拓的方法将一个非周期信号进行周期信号延拓形成一个周期信号的MA TLAB编程;

3、牢固掌握系统的单位冲激响应的概念,掌握LTI系统的卷积表达式及其物理意义,掌握卷积的计算方法、卷积的基本性质;

4、掌握利用MA TLAB计算卷积的编程方法,并利用所编写的MA TLAB程序验证卷积的常用基本性质;

掌握MA TLAB描述LTI系统的常用方法及有关函数,并学会利用MATLAB求解LTI系统响应,绘制相应曲线。

基本要求:掌握用MA TLAB描述连续时间信号与离散时间信号的方法,能够编写MATLAB程序,实现各种信号的时域变换与运算,并且以图形的方式再现各种信号的波形。掌握线性时不变连续系统的时域数学模型用MA TLAB描述的方法,掌握卷积运算、线性常系数微分方程的求解编程。

二、实验原理

信号(Signal)一般都就是随某一个或某几个独立变量的变化而变化的,例如,温度、压力、

声音,还有股票市场的日收盘指数等,这些信号都就是随时间的变化而变化的,还有一些信号,例如在研究地球结构时,地下某处的密度就就是随着海拔高度的变化而变化的。一幅图片中的每一个象素点的位置取决于两个坐标轴,即横轴与纵轴,因此,图像信号具有两个或两个以上的独立变量。

在《信号与系统》课程中,我们只关注这种只有一个独立变量(Independent variable)的信号,并且把这个独立变量统称为时间变量(Time variable),不管这个独立变量就是否就是时间变量。

matlab信号与系统实验报告