matlab实验十--周期函数
信号与系统实验指导书信号与系统matlab实验
信号与系统实验指导书信号与系统matlab实
验
信号与系统实验指导书
一、实验目的
1、掌握用Matlab绘制波形图的方法,学会常见波形图的绘制。
2、掌握用Matlab编写函数的方法
3、通过对周期信号和非周期信号的观察,加深对周期信号的理解。
二、实验内容
1、实验原理与计算实例
1.1 绘制波图的基本函数 Matlab是一种基于矩阵和数组的编程语言,它将所有的变量都看成矩阵。它不仅有强大的计算功能,还有各种各样的画图功能。
这里主要介绍信号与系统分析中常见的几个Matlab函数,包括Matlab提供的内部函数和自定义函数。
我们可以在命令窗口中每次执行一条Matlab语句;或者生成一个程序,存为M文,供以后执行;或是生成一个函数,在命令窗口中执行。下面介绍几个基本函数。
(1)
单位阶跃函数 M文名:u.m%单位阶跃函数(连续或离散)
%调用格式 y=u(t)
产生单位阶跃函数 function y=u(t) y=(t>=0)
(2)
门函数 M文名:rectplus.m,是Matlab的内部函数。
调用格式 y=rectplus(t)
产生高度为1,宽度为1的门函数调用格式
y=rectplus(t,W) 产生高度为1,宽度为W的门函数(3)
三角脉冲函数 M文名:tripuls.m,是Matlab的内部函数。
调用格式 y=tripuls(t) 产生高度为1,宽度为1的三角脉冲函数调用格式 y=tripuls(t,w) 产生高度为1,宽度为w的三角脉冲函数调用格式 y=tripuls(t,w,s)产生高度为1,宽度为w的三角脉冲函数,
利用MATLAB实现拉普拉斯变换和其逆变换
信号与系统实践报告
有MATLAB实现连续时间周期函数
学院:通信与电子信息工程学院
班级:电子042班
姓名:李瑞改
学号:2004023082
指导教师:朱恒军秦月
2006年10月19日
摘要:本例的CTFShchsym.m函数文件有一定的通用性,用户只需编写好子函数time_fun_即可,但要注意,该函数是用符号表达式写成的。若要画出时间函数图形,用户需要另外编写一个子函数y=time_fun_e(t)。因为在MATLAB中,只定义了单位阶跃信号Heavisid作为一个符号对象,而不能把Heaviside 看作MATLAB 的函数加以调用。同理,在信号与系统中,另一个十分重要的函数——单位脉冲函数Dirac(t)。它的使用方法可参照Heaviside 进行。最后给出的数值是由完全准确解取32位有效数字后的简洁表示。
关键字:单位阶跃信号 MATLAB 连续信号脉冲宽度
目的: 1. 函数文件CTFStpshsym.m编写源程序
2. 有MATLAB实现连续时间周期函数
一:函数step()将绘出连续系统的阶跃响应
函数step()将绘出由向量 a 和 b 表示的连续系统的阶跃响应
g(t)在指定时间范围内的波形图,并能求出其数值解。和impulse()函数一样,step()函数也有如下四种调用格式:
(1)step(b,a)
(2)step(b,a,t)
(3)step(b,a,t1:p:t2)
(4)y=step(b,a,t1:p:t2)
上述调用格式的功能和impulse()函数完全相同,所不同的是命令绘制的是系统的阶跃响应g(t)的曲线而不冲激响应h(t)的曲线。对上例,若执行命令step(b,a)
MATLAB实验报告
v1.0 可编辑可修改
实验一 MATLAB 环境的熟悉与基本运算
一、实验目的及要求
1.熟悉MATLAB 的开发环境; 2.掌握MATLAB 的一些常用命令;
3.掌握矩阵、变量、表达式的输入方法及各种基本运算。
二、实验内容
1.熟悉MATLAB 的开发环境: ① MATLAB 的各种窗口:
命令窗口、命令历史窗口、工作空间窗口、当前路径窗口。
②路径的设置:
建立自己的文件夹,加入到MATLAB 路径中,并保存。 设置当前路径,以方便文件管理。 2.学习使用clc 、clear ,了解其功能和作用。 3.矩阵运算:
已知:A=[1 2;3 4]; B=[5 5;7 8]; 求:A*B 、A.*B ,并比较结果。 4.使用冒号选出指定元素:
已知:A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; 求:A 中第3列前2个元素;A 中所有列第2,3行的元素; 5.在MATLAB 的命令窗口计算: 1) )2sin(π
2) 5.4)4.05589(÷⨯+ 6.关系及逻辑运算
1)已知:a=[5:1:15]; b=[1 2 8 8 7 10 12 11 13 14 15],求: y=a==b ,并分析结果 2)已知:X=[0 1;1 0]; Y=[0 0;1 0],求: x&y+x>y ,并分析结果 7.文件操作
1)将0到1000的所有整数,写入到D 盘下的文件 2)读入D 盘下的文件,并赋给变量num
8.符号运算
1)对表达式f=x 3
-1 进行因式分解
2)对表达式f=(2x 2*(x+3)-10)*t ,分别将自变量x 和t 的同类项合并 3)求
matlab周期方波信号
m a t l a b周期方波信号
(一)周期离散方波信号频域分析
与周期模拟信号一样,周期离散信号同样可以展开成傅里叶级数形式,并得到离散傅里叶级数(DFS)
X(XX)=1
X
∑X(X)X−XXΩn X=0,1,2,…,X−1
X
2
X=−
X
2
上式可以看成周期离散信号x(n)的离散傅里叶级数展开。
X(X)=∑X(XX)X XXXX
X−1
X=0
上式是DFS的反变换,记作IDFS并且称X(kΩ)与x(n)构成一对离散傅里叶级数变换对。(以上两式中Ω=2π/N)
在MTALAB中,DFS通过建立周期延拓函数语句实现:
function Xk=DFS(n,x,N)
if N>length(x)
n=0:N-1;
x=[x zeros(1,N-length(x))];
end
k=0:N-1;
WN=exp(-j*2*pi/N);
nk=n'*k;
WNnk=WN.^nk;
Xk=x*WNnk;
end
建立一个离散非周期方波信号
x(X)=X X(X)={1,0≤X≤X−1 0,其他
X4(X)通过周期延拓后所得的周期序列利用DFS计算实现代码如下:clear all;close all;clc;
n=0:3;
x=ones(1,4);
X=fft(x,1024);
Xk1=DFS(n,x,4);
Xk2=DFS(n,x,8);
figure(1);
plot((-1023:2048)/2048*8,[abs(X) abs(X) abs(X)],'--');hold on; stem(-4:7,[abs(Xk1) abs(Xk1) abs(Xk1)],'LineWidth',2);grid;
周期函数解读
实验十 周期函数
【实验目的】
1. 了解几周期函数的基本概念。
2. 了解周期函数经过四则运算、复合运算、求导运算、积分运算后的周期性。 3. 学习掌握MATLAB 软件有关的命令。
【实验内容】
从图形上观测六个三角函数的周期性
【实验准备】
1.周期函数的基本概念
函数)(x f 是以T 为周期的周期函数是指对任何x ,有
)()(x f T x f =+.
使得上式成立的最小正数T 称为函数的最小正周期。
2.周期函数的四则运算
若)(),(x g x f 都是周期函数,一般地,他们的和(差)积商都未必再是周期函数。例如
][)(x x x f -=在),(+∞-∞以11=T 为最小正周期,x x g sin )(=在),(+∞-∞以π=2T 为最小正周期,但)()(x g x f +并非周期函数。事实上,对任意实数0>a ,总有
.0)0()0()()(=+>+g f a g a f
但我们有如下具有一般意义的结论:
若)(),(x g x f 都是周期函数,具有正周期21,T T ,且
21
T T 为有理数,则 )0)(()
()
(),
()(),
()(≠±x g x g x f x g x f x g x f 仍是周期函数。事实上,设
q p q
p
T T ,,21=是互质的自然数,则可以证明21pT qT T ==是)(),(x g x f 的周期,从而是经过四则运算后函数的周期。
3.周期函数的最小正周期
一般说来,周期函数未必有最小正周期。例如,常值函数c x f =)(显然是没有最小正周期的,事实上,容易证明任何实数T 都是)(x f 的周期。然而,非常值的周期函数也未必有最小正周期,例如
MATLAB实验指导书
实验一MATLAB集成环境使用与运算基础
一、实验目的
1.熟悉启动和退出MA TLAB的方法。
2.熟悉MATLAB命令窗口的组成。
3.掌握建立矩阵的方法。
4.掌握MATLAB各种表达式的书写规则以及常用函数的使用。
二、实验原理
1.MA TLAB的启动
MATLAB系统的启动有三种常见方法:
1)使用Windows“开始”菜单。
2)运行MATLAB系统启动程序MA TLAB.exe。
3)利用快捷方式。
2.MA TLAB系统的退出
要退出MA TLAB系统,也有三种常见方法:
1)在MA TLAB主窗口File菜单中选择Exit MATLAB 命令。
2)在MA TLAB命令窗口输入Exit或Quit命令。
3)单击MATLAB主窗口的“关闭”按钮。
3.MA TLAB帮助窗口
进入帮助窗口可以通过以下三种方法:
1)单击MATLAB主窗口工具栏中的help按钮。
2)在命令窗口中输入helpwin、helpdesk或doc。
3)选择help菜单中的“MA TLAB help”选项。
4.MA TLAB帮助命令
1)help命令
在MA TLAB命令窗口直接输入help命令将会显示当前帮助系统中所包含的所有项目,即搜索路径中所有的目录名称。同样,可以通过help加函数名来显示该函数的帮助说明。
2)lookfor命令
help命令只搜索出那些关键字完全匹配的结果,lookfor命令对搜索范围内的m文件进行关键字搜索,条件比较宽松。
3)模糊查询
用户只要输入命令的前几个字母,然后按tab键,系统就会列出所有以这几个字母开头的命令。
matlab中三角函数
MATLAB中三角函数
引言
三角函数是数学中重要的一类函数,它们在数学、物理、工程等领域中都有广泛的应用。在MATLAB中,我们可以方便地使用三角函数进行各种计算和分析。本文将
介绍MATLAB中三角函数的基本概念、常用函数及其应用。
三角函数的基本概念
三角函数包括正弦函数(sine function)、余弦函数(cosine function)、正切函数(tangent function)等。这些函数与三角形的内角和边的关系密切相关,因此被称为三角函数。
正弦函数(Sine Function)
正弦函数是一个周期函数,它表示角度和对应的纵坐标之间的关系。在MATLAB中,我们可以使用sin函数来计算正弦值。
y = sin(x)
其中,x为角度,y为对应角度的正弦值。
余弦函数(Cosine Function)
余弦函数也是一个周期函数,它表示角度和对应的横坐标之间的关系。在MATLAB 中,我们可以使用cos函数来计算余弦值。
y = cos(x)
其中,x为角度,y为对应角度的余弦值。
正切函数(Tangent Function)
正切函数是一个非周期函数,它表示角度和对应角度的切线斜率之间的关系。在MATLAB中,我们可以使用tan函数来计算正切值。
y = tan(x)
其中,x为角度,y为对应角度的正切值。
常用三角函数及其应用
三角函数在科学和工程中有广泛的应用。下面将介绍一些常用三角函数及其在MATLAB中的应用。
正余弦函数与曲线绘制
正弦函数和余弦函数在物理学中有广泛的应用,尤其是在波动和振动的分析中。我们可以使用MATLAB中的plot函数绘制正弦函数和余弦函数的曲线。
实验matlab程序(exp1,2)
正弦信号
%产生一个幅度为2,频率为4Hz,相位为pi/6的正弦信号A=2;
f0=4;
phi=pi/6;
w0=2*pi*f0;
t=0:.0001:1;
x=A*sin(w0*t+phi);
plot(t,x);
ylabel('x(t)');
xlabel('Time(s)');
title('sinusoidal signal');
周期方波
%产生一个幅度为1,基频为3Hz,占空比为20%的周期方波A=1; %幅度为1
f0=3; %基频为3Hz
t=0:.0001:2.5;
w0=2*pi*f0;
y=A*square(w0*t,20);
plot(t,y);
axis([0,2.5,-1.5,1.5]);
ylabel('y');
xlabel('time(s)');
title('square signal');
阶跃信号
%非周期信号:阶跃信号
t=-2:0.02:6;
x=(t>=0);
plot(t,x);
axis([-2,6,0,1.2]);
ylabel('x(t)');
xlabel('Time(s)');
title('step signal');
指数信号
产生随机衰减的指数信号
A=1;
a=-1;
t=0:.001:2.5;
y=A*exp(a*t);
plot(t,y);
axis([0,2.5,0,1]);
ylabel('x(t)');
xlabel('Time(s)');
title('exponential signal');
矩形脉冲信号
%rectpulse(t): 产生高度为1、宽度为1、关于t=0对称的矩形脉冲信号
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
matlab周期方波信号
m a t l a b周期方波信号
(一)周期离散方波信号频域分析
与周期模拟信号一样,周期离散信号同样可以展开成傅里叶级数形式,并得到离散傅里叶级数(DFS)
X(kΩ)=1
N
∑x(n)e−jkΩn k=0,1,2,…,N−1 N
2
n=−
N
2
上式可以看成周期离散信号x(n)的离散傅里叶级数展开。
x(n)=∑X(kΩ)e jkΩn
N−1
k=0
上式是DFS的反变换,记作IDFS并且称X(kΩ)与x(n)构成一对离散傅里叶级数变换对。(以上两式中Ω=2π/N)
在MTALAB中,DFS通过建立周期延拓函数语句实现:
function Xk=DFS(n,x,N)
if N>length(x)
n=0:N-1;
x=[x zeros(1,N-length(x))];
end
k=0:N-1;
WN=exp(-j*2*pi/N);
nk=n'*k;
WNnk=WN.^nk;
Xk=x*WNnk;
end
建立一个离散非周期方波信号
x(n)=R N(n)={1,0≤n≤N−1 0,其他
R4(n)通过周期延拓后所得的周期序列利用DFS计算实现代码如下:clear all;close all;clc;
n=0:3;
x=ones(1,4);
X=fft(x,1024);
Xk1=DFS(n,x,4);
Xk2=DFS(n,x,8);
figure(1);
plot((-1023:2048)/2048*8,[abs(X) abs(X) abs(X)],'--');hold on;
stem(-4:7,[abs(Xk1) abs(Xk1) abs(Xk1)],'LineWidth',2);grid;
MATLAB数学实验100例题解
一元函数微分学
实验1 一元函数的图形(基础实验)
实验目的 通过图形加深对函数及其性质的认识与理解, 掌握运用函数的图形来观察和分析 函数的有关特性与变化趋势的方法,建立数形结合的思想; 掌握用Matlab 作平面曲线图性的方法与技巧。
初等函数的图形
2 作出函数x y tan =和x y cot =的图形观察其周期性和变化趋势。 解:程序代码:
>〉 x=linspace (0,2*pi,600); t=sin (x)。/(cos (x )+eps );
plot(x ,t);title (’tan (x )');axis ([0,2*pi ,-50,50]); 图象:
程序代码: 〉〉 x=linspace (0,2*pi,100); ct=cos (x)。/(sin(x)+eps ); plot(x,ct );title(’cot(x)');axis ([0,2*pi ,—50,50]); 图象:
cot(x)
4在区间]1,1[-画出函数x
y 1
sin =的图形。 解:程序代码:
>> x=linspace (-1,1,10000);
y=sin(1。/x ); plot (x,y ); axis ([-1,1,—2,2]) 图象:
二维参数方程作图
6画出参数方程⎩
⎨⎧==t t t y t
t t x 3cos sin )(5cos cos )(的图形:
解:程序代码:
>〉 t=linspace(0,2*pi,100); plot(cos(t ).*cos (5*t ),sin(t )。*cos(3*t)); 图象:
实验- 基本信号在 MATLAB中的表示和运算
实验一基本信号在 MATLAB中的表示和运算
一、[实验目的]
1.学会常用连续信号的MATLAB表示方法;
2.学会用MATLAB进行信号的基本运算,为信号分析和滤波器设计奠定基础;
3. 通过信号的求导,观察信号在跳变点处的导数;
4. 通过卷积积分运算,观察两个时限信号的卷积积分结果所具有的特点;
5. 掌握信号相关与卷积的关系;
6. 通过实验熟悉自相关和互相关性质在周期信号识别、延迟信号检测等场合中
的应用。
三、[实验内容]
1.验证实验原理中所述的有关程序;
2.绘出下列信号的时域波形及其导数波形
(注意在绘制导数波形图时,为便于观察结果,可调整坐标轴,如t=-3:h:4;并合理利
用坐标轴调整函数axis)
3.绘制如图所示信号及其积分波形。
4. 求如图所示函数f1(t)和f2(t )的卷积积分,并给出卷积结果的图形。
5. 编写信号相关的函数
%Rxy为相关估计,消除步长的影响
%tao为相关估计Rxy的序号向量
%x为参加相关的信号,xt为信号 x的序号向量
%y为需反转的信号,yt为 y的序号向量
%dt为xt 或yt的步长(xt,yt的步长要一致)
%信号反转可利用:
ytf=fliplr(-yt);
yf=fliplr(y);
6.已知两信号x=rectpuls(t-0.5,1); y=rectpuls(t+0.5,1) ;
调用自编函数[Rxy,tao]=my_xcorr(x,xt,y,yt,dt)计算 x 与 y 的时延差,即Rxy 取得
最大值的时刻。
7. 已知频率为10Hz的余弦信号,分别求:
(1)不带噪声的余弦信号的自相关;
[经验]matlab完成傅里叶变换
一、傅立叶变化的原理;
(1)原理
正交级数的展开是其理论基础!将一个在时域收敛的函数展开成一系列不同频率谐波的叠加,从而达到解决周期函数问题的目的。在此基础上进行推广,从而可以对一个非周期函数进行时频变换。
从分析的角度看,他是用简单的函数去逼近(或代替)复杂函数,从几何的角度看,它是以一族正交函数为基向量,将函数空间进行正交分解,相应的系数即为坐标。从变幻的角度的看,他建立了周期函数与序列之间的对应关系;而从物理意义上看,他将信号分解为一些列的简谐波的复合,从而建立了频谱理论。
当然Fourier积分建立在傅氏积分基础上,一个函数除了要满足狄氏条件外,一般来说还要在积分域上绝对可积,才有古典意义下的傅氏变换。引入衰减因子e^(-st),从而有了Laplace变换。(好像走远了)。
(2)计算方法
连续傅里叶变换将平方可积的函数f(t)表示成复指数函数的积分或级数形式。
这是将频率域的函数F(ω)表示为时间域的函数f(t)的积分形式。
连续傅里叶变换的逆变换 (inverse Fourier transform)为
即将时间域的函数f(t)表示为频率域的函数F(ω)的积分。
一般可称函数f(t)为原函数,而称函数F(ω)为傅里叶变换的像函数,原函数和像函数构成一个傅里叶变换对(transform pair)。
二、傅立叶变换的应用;
DFT 在诸多多领域中有着重要应用,下面仅是颉取的几个例子。需要指出的
是,所有DFT 的实际应用都依赖于计算离散傅里叶变换及其逆变换的快速算法,即快速傅里叶变换(快速傅里叶变换(即FFT )是计算离散傅里叶变换及其逆变换的快速算法。)。
应用MATLAB实现周期信号和非周期信号频谱仿真课程设计
设计题目:应用MATLAB实现周期信号和非周期信号频谱仿真
1 课程设计目的
通过课程设计,提高学生综合运用所学知识来解决实际问题、查阅文献资料、及进行科学实验或技术设计的能力。学会用MATLAB 语言编写信号与系统及数字信号处理的仿真程序;认真分析每个题目的具体要求;上机前初步编好程序,上机时认真调试程序;增加学生对仿真软件MATLAB的感性认识,熟悉MATLAB软件平台的使用和MATLAB编程方法及常用语句;了解MATLAB的编程方法和特点;加深理解采样与重构的概念,掌握连续系统频率响应概念,掌握利用MATLAB分析系统频率响应的方法和掌握利用MATLAB实现连续信号采用与重构的方法初步掌握线性系统的设计方法,培养独立工作能力。培养学生正确的设计思想,理论联系实际的科学态度,严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。培养学生综合运用所学信号与系统及数字信号处理的知识,分析和解决工程技术问题的能力。为毕业设计打下基础。
2 设计原理
2.1 MATLAB软件说明
MATLAB(Matrix Laboratory)是美国Math Works公司产品,Matrix Laboratory意为“矩阵实验室”,最初的MATLAB只是一个数学计算工具。但现在的MATLAB已经远不仅仅是一个“矩阵实验室”,它已经成为一个集概念设计、算法开发、建模仿真,实时实现于一体的集成环境,它拥有许多衍生子集工具。MATLAB现已被广泛于数学、通信、信号处理、自动控制、神经网络、图形处理等许多不同学科的研究中。
matlab实验指导书
1 实验一 MATLAB 数值计算
1. 实验目的
(1) 熟悉MA TLAB 环境;
(2) 熟练掌握变量和表达式的书写与运用;
(3) 熟练掌握矩阵的创建和运算;
(4) 熟练掌握MATLAB 常用函数的使用;
(5) 熟练掌握多项式的运用。
2. 实验内容及步骤
(1)对于复数变量a=2+3i ,b=3-4i ,计算a+b ,a-b ,c=a*b ,a/b ,并计算变量c 的实部,虚部,模和相角。
(2)用“from :step :to ”方式和linspace 函数分别得到从0到4π,步长为0.4π的变量x1和从0到4π分成10点的变量x2。
(3)求矩阵1234⎡⎤⎢⎥⎣⎦的转置矩阵、逆矩阵、矩阵的秩、矩阵的行列式值、
矩阵的三次幂、矩阵的特征值和特征向量。
(4
)计算函数2()10sin(4)t f t t -=的值,其中t 的范围为0~2π,
步长取0.1π;z 为0.707;1()f t 为()f t >=0的部分,计算1()f t 的值。
(5)两个多项式为432()54321a x x x x x =++++,2()31b x x =+,计算
()()()c x a x b x =*,
并计算()c x 的根;当2x =时,计算()c x 的值;将()/()
b x a x 进行部分分式展开。
4.实验方式及要求
每人一台安装有Matlab7.0的计算机,在计算机上编程仿真。 一人一组,独立完成。
5. 实验报告要求
(1) 简述实验目的及实验原理。
(2) 按实验步骤附上实验过程中的代码与结果。
(3) 总结实验中的主要结论与体会。
信号与系统实验(MATLAB 西电版)实验10 周期信号的合成与分解
逼近
t=-2:0.001:2;
%
N=20; c0=0.5;
f1=c0*ones(1,length(t)); %
for n=1:N %
f1=f1+cos(pi*n*t)*sinc(n/2);
end plot(t,f1); axis([-2 2 -0.2 0.8]);
方波的傅里叶级数逼近如图10.3
实验10 周期信号的合成与分解 图 10.3 方波的傅里叶级数逼近
实验10 周期信号的合成与分解
一、实验目的 二、实验原理 三、涉及的MATLAB函数 四、实验内容与方法 五、实验要求 六、思考题
实验10 周期信号的合成与分解
一、 实验目的
(1) 在理论学习的基础上,通过本实验熟悉信号的合成、 分解原理,加深对傅里叶级数的理解;
(2) 了解和认识吉布斯现象 (Gibbs)
实验10 周期信号的合成与分解
3) 用正弦信号的叠加近似合成一频率为50 Hz,幅值为3
MATLAB clear all;
fs=10000; t=[0:1/fs:0.1]; f0=50; sum=0; subplot(211) for n=1:2:9;
实验10 周期信号的合成与分解
plot(t,4/pi*1/n*sin(2*pi*n*f0*t),′k′); title(′信号叠加前′); hold on;
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实验十周期函数
【实验目的】
1.了解周期函数的基本概念。
2.了解周期函数经过四则运算、复合运算、求导运算、积分运算后的周期性。
3.学习、掌握MATLAB软件有关命令。
【实验内容】
从图形上观察六个三角函数的周期性。
【实验准备】
1.周期函数的基本概念
函数()
f x是以T为周期的周期函数是指对任何x,有
+=
()()
f x T f x
使得上式成立的最小正数T称为函数的最小正周期。
2.周期函数的四则运算
3.周期函数的最小正周期
【实验重点】
1、周期函数的四则运算与复合
2、周期函数的求导与积分运算
【实验难点】
1、最小正周期的确定
【实验方法与步骤】
练习 1 图形上观察六个三角函数
sinx,cosx,tanx,cotx,secx,cscx的周期性。绘制正弦函数y=sinx 在区间[-6π,6π]的图形,相应的MATLAB代码为
>>x=-6*pi:2*pi/30:6*pi;
>>y=sin(x);
>>plot(x,y);
>>xlabel('x');ylabel('y');
运行结果见图10.1。
从图形中可以看出y=sinx为周期函数,最小正周期T≈6。实际上,最小正周期T=2π=6.28…。同样,可以画出余弦函数y=cosx的图形,见图10.2,其最小正周期也为T=2π。
画正切函数y=tanx 的图形时,要注意函数在,0,1,2,...2x k k π
π=+=±±是不连续,所以我们只能分别绘出函数在区间(,),0,1,2,...22k k k ππ
ππ-+=±±的图形。相应的MATLAB 代码为 >>x=-1.5:0.01:1.5;
>>x1=x-pi;x2=x+pi;
>>y=tan(x);y1=tan(x1);y2=tan(x2);
>>plot(x,y,x1,y1,x2,y2);
>>xlabel('x');ylabel('y');
运行结果见图10.3。
从图
10.3可看出,函数y=tanx 在每个区间(,),0,1,2, (22)
k k k ππππ-+=±±的图形是相同的,故其最小正周期为π。 同样,注意到余切函数y=cotx 在,0,1,2,...x k k π==±±上不连续,可画出函数在各个区间(,(1)),0,1,2,...k k k ππ+=±±上的图形,这个函数是以π为最小正周期的奇函数。
图10.4 正割函数1sec cos
y x ==
在,0,1,2,...x k k π==±±上没有定义,它是个无界的偶函数。
图10.5 余割函数1c sin
y cs x ==在,0,1,2,...x k k π==±±上没有意义,它是个无界的奇函数,且是以2π为最小正周期的周期函数。
图10.6
练习2研究函数sin2sin23sin3
=++的周期性。在区间[-6π,
y x x x
6π]绘图,相应的MATLAB代码为
>>x=-6*pi:2*pi/30:6*pi;
>>y=sin(x)+2*sin(2*x)+3*sin(3*x);
>>plot(x,y);
>>xlabel('x');ylabel('y');
从图10.7可见,函数sin2sin23sin3
y x x x
=++仍然为周期函数,最小正周期T≈6。
【练习与思考】
1. 画图研究下列函数的周期性,并从理论上证明。
(1)sin2x;
(2)cos2cos23cos34cos4
x x x x
+++
(3)sin(cos(sin()));
++
x x x
(4)sin(sin(sin()));
++
x x x
(5)sin(2cos(sin()));
++
x x x