信号与系统仿真作业

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信号与系统课程设计-傅里叶变换及matlab仿真

信号与系统课程设计-傅里叶变换及matlab仿真
subplot(1,2,1);
plot(t,f);
axis([-5,5,-0.2,1.2]);
xlabel('t');ylabel('f(t)');
title('f(t)=u(t+1)-u(t-1)');
subplot(1,2,2);
plot(W,F);
xlabel('W');ylabel('F(W)');
课上学习的《信号与系统引论》第三章——《傅里叶变换》,从傅里叶级数政教函数展开问题开始讨论,引出傅里叶变换,建立信号频谱的概念。通过典型信号频谱以及傅里叶变换性质的研究,初步掌握傅里叶分析方法的应用。
我们小组在本次课程设计中着重研究非周期信号的傅里叶变换及其MATLAB实现。通过本次课程设计,我们应用MATLAB软件仿真一些典型非周期信号的傅里叶变换,通过对这些典型信号频谱的研究,我们希望能够对非周期信号的傅里叶变换有更加深刻的认识和了解,同时也希望掌握MATLAB软件以实现其对函数信号的仿真应用。
实践课名称设计报告
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电气信息工程系
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学号

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学号

组员3

信号与系统MATLAB仿真题目参考答案

信号与系统MATLAB仿真题目参考答案

参考答案

1.解当2T τ=

时,111411

()[sin()sin(3)sin(5)]35

f t t t t ωωωπ=+++ (1)1210,2100T s kHz T

π

μωπ===⨯ 00100,2100f kHz kHz ωπ==⨯

基波分量幅值4

() 1.27n i t A μπ

=

2() 1.27100127t mA k V υ=⨯Ω=

(2)1220,250T s kHz T

π

μωπ==

=⨯ 00100,2100f kHz kHz ωπ==⨯ 1()i t 中不包含0f ,所以2()0t υ=

(3)110215,30,233,32100,2100T s T s kHz kHz kHz T

π

μμωπωπωπ===

=⨯≈⨯=⨯ 1334

()0.424,()0.42410042.43i t mA t mA k V υπ

=

==⨯Ω= 2.解

(1) [()](),(1)[(1)]DFT x n X k x N n x n N -=---=--+

1[()][(1)]{[(1)]}DFT x n DFT x N n DFT x n N -=--=--+

22(1)()()j

N k j

k N

N

X k e

x k e

π

π-+=-=-

(2)()/2

2()1()()n

N n N x n x n x n W ⋅=-=,

/22[()][()]2N n N N DFT x n DFT x n W X k ⋅⎛

⎫==+ ⎪⎝

(3) 1

21

3220

[()]()()N N nk

nk N

N

n n N

DFT x n x n W

信号与系统

信号与系统

《信号与系统》仿真作业

实验一:连续信号的表示及可视化:

f(t)=δ(t); f(t)=ε(t); f(t)=e at(分别取a>0与a<0);

f(t)=R(t); f(t)=Sa(wt); f(t)=sin(2πft);(分别画出不同周期个数的波形)

解:

(1)f(t)=δ(t)的matlab表示:

程序清单如下:

》t=-5:0.01:5;

k=(0-(-5))/0.01+1;

y=zeros(size(t));

y(k)=1/(0.01-(-0.01));

plot(t,y);

title('冲击函数f(t)=δ(t)')

画出冲击函数的图形如下:

冲击函数f(t)=δ(t)

t

(2) f(t)=ε(t )的matlab 表示及图形: 程序清单如下: 》t=-5:0.01:5; y=heaviside(t) plot(t,y)

画出阶跃函数的图形如下:

(3) f(t)=e at 的matlab 表示及图形: 程序清单如下: 》t=-10:0.01:10;

y1=exp(0.1*t); y2=exp(-0.1*t); plot(t,y1,'r',t,y2,'b') 画出指数函数的图形如下:

t

f (t )=ε(t )

(4) f(t)=R(t)的matlab 表示及图形: 程序清单如下: 》t=-5:0.01:5;

y=heaviside(t+2)-heaviside(t-2); plot(t,y,'b') 画出窗函数的图形如下:

(5) f(t)=Sa(wt) 的matlab 表示及图形: 程序清单如下:

信号与系统_MATLAB_实验_课后习题答案

信号与系统_MATLAB_实验_课后习题答案

第三章练习题 1、

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'); xlabel('Time(sec)'); ylabel('Amplitude');

00.5

11.5

Step Response

Time (sec)A m p l i t u d e

Linear Simulation Results

Time (sec)

A m p l i t u d e

-0.50

0.5

1

Impulse Response

Time(sec) (sec)

A m p l i t u d e

Impulse Response

Time(sec)

A m p l i t u d e

第4章 信号与系统的MATLAB仿真

第4章 信号与系统的MATLAB仿真

tripuls
diric
gmono puls
产生非周期的三角Hale Waihona Puke Baidu信 号
产生Dirichlet或周期 sinc函数
产生高斯单脉冲信号
1、sawtooth函数
产生锯齿波或三角波
例:
产生f=50Hz的锯齿波、三角波
Fs=10000; %采样频率
t=0:1/Fs:0.1; %采样间隔1/Fs
f=50;
%50Hz
• %将f1,f2转换成等长序列s1,s2
• k=min(min(k1),min(k2)):max(max(k1),max(k2));
• s1=zeros(1,length(k)); s2=s1; %初始化序列
• s1(find((k>=min(k1))&(k<=max(k1))==1))=f1;
• s2(find((k>=min(k2))&(k<=max(k2))==1))=f2;
2、square函数
产生矩形波
例:产生50Hz占空比分别为20%
和50%的矩形波。
Fs=10000; %采样频率
t=0:1/Fs:0.1; %采样间隔1/Fs
f=50;
%50Hz
x1=square(2*pi*50*t,20);
x2=square(2*pi*50*t,50);

《信号与系统》课程设计

《信号与系统》课程设计

《信号与系统》课程设计
(2)
• • • • • • • • • • • • • • • • • • •
t=0:0.01:8; w1=(exp(-3*t)).*sin(3*t); subplot(3,2,1);plot(t,w1);axis([0,3,-0.1,0.4]);grid; title('f1复数虚部随时间变化的绘图'); w2=(exp(-3*t)).*sin(3*t); subplot(3,2,2);plot(t,-w2);axis([0,3,-0.4,0.1]);grid; title('-f1(t)'); w3=(exp(-3*(-t))).*sin(3*(-t)); subplot(3,2,3);plot(t,w3);grid; title('f1(-t)'); w4=(exp(-3*2*t)).*sin(3*2*t); subplot(3,2,4);plot(t,w4);axis([0,3,-0.1,0.4]);grid; title('f1(2t)'); w5=(exp(-3*(t+2))).*sin(3*(t+2)); subplot(3,2,5);plot(t,w5);axis([0,3,-0.1,0.4]);grid; title('f1(t+2)'); w6=(exp(-3*(2-2*t))).*sin(3*(2-2*t)); subplot(3,2,6);plot(t,w6);axis([0,1,-0.1,0.4]);grid; title('f1(2-2t)');

信号与系统仿真 模板

信号与系统仿真 模板

《信号与系统》仿真实验报告

姓名:

学号:

班级:

实验一信号的产生与运算

一、实验目的

1、熟悉和掌握常用的用于信号与系统时域仿真分析的MATLAB函数。

2、掌握连续时间和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

换和运算,并且以图形的方式再现各种信号的波形。

二、实验原理

1.1连续时间信号的仿真

(1)Program1.1

clear,

close all,

dt=0.01;

t=-2:dt:2;

x=sin(2*pi*t);

plot(t,x)

title('Sinusoidal signal x(t)')

xlabel('Time t (sec)')

-2

-1.5

-1

-0.5

0.5

1

1.5

-0.8

-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8

1Time t (sec)

(2)单位阶跃信号u (t )和单位冲激信号δ(t )的定义

function y=dalta(t); dt=0.01;

y=(u(t)-u(t-dt))/dt;

function y=u(t); y=(t>=0);

1.2离散时间信号的仿真 Program1_2

clear, close all , n=-10:10; x=sin(0.2*pi*n); stem(n,x)

title('Sinusoidal signal x[n]') xlabel('Time index n')

-10-8-6-4-20246810

Time index n

Program1_3

clear,

close all,

n=-5:5;

x=[0,0,0,0,0.1,1.1,-1.2,0,1.3,0,0];

信号与系统matlab课后作业-北京交通大学

信号与系统matlab课后作业-北京交通大学

信号与系统MATLAB平时作业

学院:电子信息工程学院

班级:

学号:

教师:钱满义

MATLAB 习题

M3-1 一个连续时间

LTI

系统满足的微分方程为

y ’’(t)+3y ’(t)+2y(t)=2x ’(t)+x(t)

(1)已知x(t)=e -3t u(t),试求该系统的零状态响应y zs (t); (2)用lism 求出该系统的零状态响应的数值解。利用(1)所求得的结果,比较不同的抽样间隔对数值解精度的影响。 解:

(1) 由于

''()3'()2()2'()(),0h t h t h t t t t δδ++=+≥

则2()()()t t h t Ae Be u t --=+ 将()h t 带入原方程式化简得

(2)()()'()2'()()A B t A B t t t δδδδ+++=+

所以

1,3A B =-=

2()(3)()t t h t e e u t --=-+

又因为3t ()()x t e u t -= 则该系统的零状态响应

3t 23t 2t ()()()

()(3)()0.5(6+5)()

zs t t t y t x t h t e u t e e u t e e e u t ----=*=*-+=-- (2)

程序代码 1、

ts=0;te=5;dt=0.1;

sys=tf([2 1],[1 3 2]);

t=ts:dt:te;

x=exp(-3*t).*(t>=0);

y=lsim(sys,x,t)

2、

ts=0;te=5;dt=1;

sys=tf([2 1],[1 3 2]);

t=ts:dt:te;

信号与系统仿真作业

信号与系统仿真作业

nGDOU-B-11-112广东海洋大学学生实验报告书(学生用表)

课程名称课程号学院(系)信息学院

专业班级

学生姓名学号

实验地点04002 实验日期

实验一连时间信号的MATLAB表示

和连续时间LTI系统的时域分析

一、实验目的

1.掌握MA TLAB产生常用连续时间信号的编程方法,并熟悉常用连续时间信号的波形和特性;

2.运用MATLAB符号求解连续系统的零输入响应和零状态响应;

3.运用MATLAB数值求解连续系统的零状态响应;

4.运用MATLAB求解连续系统的冲激响应和阶跃响应;

5.运用MATLAB卷积积分法求解系统的零状态响应。

二、实验原理

1. 连续信号MATLAB实现原理

从严格意义上讲,MATLAB数值计算的方法并不能处理连续时间信号。然而,可用连续信号在等时间间隔点的取样值来近似表示连续信号,即当取样时间间隔足够小时,这些离散样值能够被MATLAB处理,并且能较好地近似表示连续信号。

MATLAB提供了大量生成基本信号的函数。比如常用的指数信号、正余弦信号等都是MATLAB的内部函数。为了表示连续时间信号,需定义某一时间或自变量的范围和取样时间间隔,然后调用该函数计算这些点的函数值,最后画出其波形图。

三、实验内容

1.实例分析与验证

根据以上典型信号的MA TLAB函数,分析与验证下列典型信号MA TLAB程序,并实现各信号波形图的显示,连续信号的图形显示使用连续二维图函数plot()。

(1) 正弦信号:用MA TLAB命令产生正弦信号2sin(2/4)

ππ

+,并会出时间0≤t≤3的

波形图。

信号与系统第一章习题及作业(1,2)

信号与系统第一章习题及作业(1,2)

系统的时域分析综合应用举例
01 02
系统的冲激响应和阶跃响应
冲激响应和阶跃响应是描述系统特性的两个重要概念,它 们在系统的时域分析中有着重要的作用。通过求解系统的 冲激响应和阶跃响应,可以了解系统的稳定性、频率响应 等特性。
系统的卷积和相关
系统的卷积和相关是系统时域分析中的两个重要概念,它 们可以描述系统对输入信号的响应特性。通过系统的卷积 和相关运算,可以实现系统的滤波、检测、识别等功能。
系统对信号的变换和处理
系统的功能是对输入信号进行变换或处理,以得到所需的输出信号。不同的系统可以对同一输入信号进行不同的变换 或处理,得到不同的输出信号。
信号与系统的相互作用
信号与系统是相互作用的。一方面,信号的特性和性质会影响系统的性能和响应;另一方面,系统的特 性和性质也会影响信号的传输和处理效果。
03
系统的稳定性和因果性
稳定性和因果性是系统时域分析中的两个重要概念,它们 描述了系统的基本特性。通过判断系统的稳定性和因果性 ,可以了解系统的可靠性和适用性。
信号与系统时域分析实验设计
实验目的
通过实验了解信号与系统时域分析的基本概念和方法,掌 握信号与系统时域分析的基本技能。
实验内容
包括信号的基本运算、卷积与相关、能量和功率等实验内 容,以及系统的冲激响应和阶跃响应、卷积和相关、稳定 性和因果性等实验内容。

信号与系统综合作业

信号与系统综合作业

13级

工程信号与系统大作业题目语音信号的采集与频谱分析

成绩

班级

学号

姓名

日期2015-06-22

语音信号的采集与频谱分析

【摘要】本设计采集了一段语音,对其进行了时域分析,频谱分析,分析语音信号的特性。并应用matlab 平台对语音信号加入噪声,进一步设计了一个的低通滤波器,然后对加噪的语音信号进行滤波处理。

【关键词】语音信号;时域特性;频域特性; 滤波器

1绪论

1.1题目介绍

利用本课程中关于信号处理的相关内容,进行简单的语音信号采集及频谱分析工作,已达到加深对本课程信号与系统相关知识的理解,熟悉matlab工具的目的,并初步建立系统设计的概念。

1.2具体要求

(1)自己语音采集

自己唱一首歌,利用相关工具采集并存储为MATLAB可处理格式。

(2)歌星语音采集

将自己翻唱歌曲原曲处理为matlab可处理格式。

注意:自己语音与歌星语音应具有可比性,曲目、伴奏、时长等应相同

(3)频谱分析

利用matlab软件对两段音乐分别进行频谱分析,分析特性。

2基本原理

2.1 语音信号概述

语言是人类创造的,是人类区别于其他地球生命的本质特征之一。人类用语言交流的过程可以看成是一个复杂的通信过程,为了获取便于分析和处理的语音信源,必须将在空气中传播的声波转变为包含语音信息并且记载着声波物理性质的模拟(或数字)电信号,即语音信号,因此语音信号就成为语音的表现形式或载体。

语音学和数字信号处理的交叉结合便形成了语音信号处理。语音信号处理建立在语音学和数字信号处理基础之上。

2.2数字滤波器原理

2.2.1数字滤波器的概念

数字滤波器的实质是用一有限精度算法实现的离散时间线性时不变系统,以完成对信号进行滤波处理的过程。它是数字信号处理的一个重要分支,具有稳定性好、精度高、灵活性强、体积小、质量轻等诸多优点。

信号与系统实验指导书(matlab软件仿真)

信号与系统实验指导书(matlab软件仿真)

信号与系统实验指导书

(MATLAB仿真)

目录

实验一MATLAB 基本应用 (2)

实验二信号的时域表示 (7)

实验三连续信号卷积 (11)

实验四典型周期信号的频谱表示 (18)

实验五傅立叶变换性质研究 (23)

实验六离散信号分析 (26)

实验七离散系统的Z域分析 (29)

Matlab相关符号及函数说明 (37)

实验一MATLAB 基本应用

一、实验目的:学习MATLAB的基本用法,了解 MATLAB 的目录结构和基本功能以及MATLAB在信号与系统中的应用。

二、实验内容:

例一已知x的取值范围,画出y=sin(x)的图型。

参考程序:x=0:0.05:4*pi;

y=sin(x);

plot(y)

例二计算y=sin(π/5)+4cos(π/4)

例三已知z 取值范围,x=sin(z);y=cos(z);画三维图形。

z=0:pi/50:10*pi;

x=sin(z);

y=cos(z);

plot3(x,y,z)

xlabel('x')

ylabel('y')

zlabel('z')

例四已知x的取值范围,用subplot函数绘图。

参考程序:x=0:0.05:7;

y1=sin(x);

y2=1.5*cos(x);

y3=sin(2*x);

y4=5*cos(2*x);

subplot(2,2,1),plot(x,y1),title('sin(x)')

subplot(2,2,2),plot(x,y2),title('1.5*cos(x)')

subplot(2,2,3),plot(x,y3),title('sin(2*x)')

电子教案-信号与系统第四版(含习题解答)-信号与系统的MATLAB仿真

电子教案-信号与系统第四版(含习题解答)-信号与系统的MATLAB仿真

信号与系统的MATLAB 仿真

一、信号生成与运算的实现

1.1 实现)3

(sin )()(

π±==

=t t

t

t S t f a )(sin )sin()sin(sin )()(t c t t t t t t t S t f a '='

'==

==πππ

π

ππ m11.m

t=-3*pi:0.01*pi:3*pi; % 定义时间范围向量t f=sinc(t/pi); % 计算Sa(t)函数 plot(t,f); % 绘制Sa(t)的波形 运行结果:

1.2 实现)10()

sin()(sin )(±==

=t t

t t c t f ππ m12.m

t=-10:0.01:10; % 定义时间范围向量t f=sinc(t); % 计算sinc(t)函数

plot(t,f); % 绘制sinc(t)的波形 运行结果:

1.3 信号相加:t t t f ππ20cos 18cos )(+=

m13.m

syms t; % 定义符号变量t

f=cos(18*pi*t)+cos(20*pi*t); % 计算符号函数f(t)=cos(18*pi*t)+cos(20*pi*t) ezplot(f,[0 pi]); % 绘制f(t)的波形 运行结果:

1.4 信号的调制:t t t f ππ50cos )4sin 22()(+=

m14.m

syms t; % 定义符号变量t

f=(2+2*sin(4*pi*t))*cos(50*pi*t) % 计算符号函数f(t)=(2+2*sin(4*pi*t))*cos(50*pi*t) ezplot(f,[0 pi]); % 绘制f(t)的波形 运行结果:

信号与系统实验

信号与系统实验

实验一信号的时域描述

一、实验目的

1.学习利用Matlab工程软件实现信号的描述

2.观察和掌握各种常用信号的波形

3.通过仿真实验对连续和离散信号间的关系做深一步的理解

二、原理说明

在信号与系统课程中,对信号的时域分析一个重要的内容就是对信号进行描述,信号的数学描述和波形描述是实际中对信号进行分析经常要做的工作,对于简单的信号我们很容易可以得到它的这两种描述方法,但对于一些复杂或未知的信号,我们就必须借助于一定的工具对其进行分析。

三、预习要求

1.常用信号的波形及数学描述

2.奇异信号的定义

四、内容及步骤

几种常见信号的图形描述

参考程序如下:

clear, %清屏

t0=0;tf=5;dt=0.005;t1=1.5;t=[t0:dt:tf]; %定义信号时间范围

t=[t0:dt:tf]; st=length(t);

n1=floor((t1-t0)/dt);%确定信号出现时刻

x1=zeros(1,st); %定义信号x1并作出信号波形

x1(n1)=1/dt;

subplot(2,2,1),stairs(t,x1)

axis([0,5,0,2/dt])

x2=[zeros(1,n1-100),ones(1,st-n1+100)]; %定义信号x2并作出波形图subplot(2,2,3),stairs(t,x2)

axis([0,5,0,1.1])

t2=[-5:0.005:5]; %确定信号x3及x4及它们对应的时间范围x3=pi*sinc(t2);

x4=exp(-t2);

subplot(2,2,2),plot(t2,x3) %作图

信号与系统Matlab实验作业

信号与系统Matlab实验作业

实验一典型连续时间信号和离散时间信号

一、实验目的

掌握利用Matlab画图函数和符号函数显示典型连续时间信号波形、典型时间离散信号、连续时间信号在时域中的自变量变换。

二、实验内容

1、典型连续信号的波形表示(单边指数信号、复指数信号、抽样信号、单位阶

跃信号、单位冲击信号)

1)画出教材P28习题1-1(3) ()[(63)(63)]

t

=----的波形图。

f t e u t u t

2)画出复指数信号()()j t f t e σω+=当0.4, 8σω==(0<t<10)时的实部和虚部的

波形图。

t=0:0.01:10;

f1='exp(0.4*t)*cos(8*t)';

f2='exp(0.4*t)*sin(8*t)';

figure(1)

ezplot(f1,t);

grid on;

figure(2)

ezplot(f2,t);

grid on;

3)画出教材P16图1-18,即抽样信号Sa(t)的波形(-20<t<20)。t=-10:0.01:10;

f='sin(t)/t';

ezplot(f,t);

grid on;

4)用符号函数sign画出单位阶跃信号u(t-3)的波形(0<t<10)。t=0:0.01:10;

f='(sign(t-3)+1)/2';

ezplot(f,t);

grid on;

5)单位冲击信号可看作是宽度为∆,幅度为1/∆的矩形脉冲,即t=t 1处的冲

击信号为

11111 ()()0 t t t x t t t other

δ∆⎧<<+∆⎪=-=∆⎨⎪⎩

系统仿真信号实验报告

系统仿真信号实验报告

系统仿真信号实验报告

系统仿真信号实验报告

1. 引言

系统仿真是一种通过计算机模拟系统行为的方法,可以对系统进行预测和优化。在工程领域中,系统仿真有着广泛的应用,可以用于电子电路设计、通信网络

规划、交通流模拟等方面。本实验旨在通过系统仿真,研究信号的传输和处理

过程,探索信号的特性和优化方法。

2. 实验目的

本实验的主要目的是通过系统仿真,研究信号的传输和处理过程。具体包括以

下几个方面:

- 了解信号的基本概念和特性;

- 研究不同信号的传输特性;

- 探索信号处理方法和优化策略。

3. 实验方法

本实验采用MATLAB软件进行系统仿真。在仿真过程中,我们将使用不同的信

号类型,如正弦信号、方波信号和脉冲信号,并对其进行传输和处理。

4. 实验过程

4.1 生成信号

首先,我们使用MATLAB生成不同类型的信号。通过调整信号的频率、幅度和

相位等参数,我们可以得到不同特性的信号。

4.2 信号传输

在信号传输过程中,我们将模拟信号在传输介质中的衰减和失真情况。通过改

变传输介质的特性和信号的传输距离,我们可以观察到信号的变化。

4.3 信号处理

在信号处理过程中,我们将对传输后的信号进行滤波、降噪和增强等操作。通过选择不同的信号处理算法和参数,我们可以改善信号质量并提取出所需的信息。

5. 实验结果与分析

在实验过程中,我们得到了不同类型信号的传输和处理结果。通过分析实验数据,我们可以得出以下结论:

- 正弦信号在传输过程中受到较小的衰减和失真,适合用于远距离传输;

- 方波信号在传输过程中会出现较大的失真,需要采取补偿措施;

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nGDOU-B-11-112广东海洋大学学生实验报告书(学生用表)

课程名称课程号学院(系)信息学院

专业班级

学生姓名学号

实验地点04002 实验日期

实验一连时间信号的MATLAB表示

和连续时间LTI系统的时域分析

一、实验目的

1.掌握MATLAB产生常用连续时间信号的编程方法,并熟悉常用连续时间信号的波形和特性;

2.运用MATLAB符号求解连续系统的零输入响应和零状态响应;

3.运用MATLAB数值求解连续系统的零状态响应;

4.运用MATLAB求解连续系统的冲激响应和阶跃响应;

5.运用MATLAB卷积积分法求解系统的零状态响应。

二、实验原理

1. 连续信号MATLAB实现原理

从严格意义上讲,MATLAB数值计算的方法并不能处理连续时间信号。然而,可用连续信号在等时间间隔点的取样值来近似表示连续信号,即当取样时间间隔足够小时,这些离散样值能够被MATLAB处理,并且能较好地近似表示连续信号。

MATLAB提供了大量生成基本信号的函数。比如常用的指数信号、正余弦信号等都是MATLAB的内部函数。为了表示连续时间信号,需定义某一时间或自变量的范围和取样时间间隔,然后调用该函数计算这些点的函数值,最后画出其波形图。

三、实验内容

1.实例分析与验证

根据以上典型信号的MATLAB函数,分析与验证下列典型信号MATLAB程序,并实现各信号波形图的显示,连续信号的图形显示使用连续二维图函数plot()。

(1) 正弦信号:用MATLAB命令产生正弦信号2sin(2/4)

ππ+,并会出时间0≤t≤3的波形图。

程序如下:

K=2;w=2*pi;phi=pi/4;

t=0:0.01:3;

ft=K*sin(w*t+phi);

plot(t,ft),grid on;

axis([0,3,-2.2,2.2])

title('正弦信号')

(2) 抽样信号:用MATLAB 中的sinc(t)函数命令产生抽样信号Sa(t),并会出时间为66t ππ-≤≤的波形图。

程序如下:

t=-6*pi:pi/100:6*pi;

ft=sinc(t/pi);

plot(t,ft),grid on;

axis([-20,20,-0.5,1.2])

title('抽样信号')

(3) 矩形脉冲信号:用MATLAB 中y=rectpuls(t,width)函数命令画出下列矩形脉冲信号的波形图

2(01)()0

(0,1)t f t t t ≤≤⎧=⎨<>⎩

程序如下:

t=-0.5:0.01:3;

t0=0.5;width=1;

ft=2*rectpuls(t-t0,width);

plot(t,ft),grid on;

axis([-0.5,3,-0.2,2.2])

title('矩形脉冲信号')

(4) 单位阶跃信号:用MATLAB命令“y=(t>=0)”绘出-1≤t≤ 5单位阶跃信号ε(t)。程序如下:

t=-1:0.01:5;

ft=(t>=0);

plot(t,ft),grid on;网格

axis([-1,5,-0.5,1.5]);

title('单位阶跃信号')

也可通过定义阶跃函数来实现,

function f=uCT(t);

f=(t>=0);

保存为uCT.m文件,上面实现阶跃信号的程序变为t=-1:0.01:5;

ft=uCT(t);

plot(t,ft),grid on;

axis([-1,5,-0.5,1.5]);

title('单位阶跃信号')

(5) 连续时间系统零输入响应和零状态响应的符号求解

试用MATLAB 命令求解微分方程()3()2()()3()y t y t y t x t x t ''''++=+,当输入3()()t x t e t ε-=,起始条件为(0)1y -=、(0)2y -'=时系统的零输入响应、零状态响应及完全响应。

源程序为:

eq='D2y+3*Dy+2*y=0';

cond='y(0)=1,Dy(0)=2';

yzi=dsolve(eq,cond);yzi=simplify(yzi)

运行结果:

yzi =

-3*exp(-2*t)+4*exp(-t)

eq1='D2y+3*Dy+2*y=Dx+3*x';

eq2='x=exp(-3*t)*Heaviside(t)';

cond='y(-0.001)=0,Dy(-0.001)=0';

yzs=dsolve(eq1,eq2,cond);yzs=simplify(yzs.y)

运行结果:

yzs =

heaviside(t)*(-exp(-2*t)+exp(-t))

yt=simplify(yzi+yzs)

运行结果:

yt =

-3*exp(-2*t)+4*exp(-t)-exp(-2*t)*heaviside(t)+exp(-t)*heaviside(t)

subplot(311)

ezplot(yzi,[0,8]);grid on;

xlabel('t')

title('零输入响应')

subplot(312)

ezplot(yzs,[0,8]);grid on

xlabel('t')

title('零状态响应')

subplot(313)

ezplot(yt,[0,8]);grid on

xlabel('t')

title('完全响应')

(6) 连续时间系统零状态响应的数值求解

试用MATLAB 数值求解微分方程()3()2()()3()y t y t y t x t x t ''''++=+,当输入3()()t x t e t ε-=时系统的零状态响应。

源程序为:

ts=0;te=8;dt=0.01;

sys=tf([1,3],[1,3,2]);

t=ts:dt:te;

f=exp(-3*t).*uCT(t);

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