信号与系统实验报告

成都理工大学

核技术与自动化工程学院电气工程及其自动化专业

信号系统实验报告

学院：核技术与自动化工程学院专业 : 电气工程及其自动化

姓名：薛成成

学号：201106050228

指导老师：李琳琳

实验一MATLAB应用基础

一、实验性质

验证性实验

二、实验目的

1.掌握MATLAB编程及绘图的基本知识，

2.能表示在信号与系统中常用的连续及离散时间信号。

三、实验内容与步骤

（1）画出x(t)=cos(2*t)的波形，并判断x(t)是否为周期信号，若是周期信号，确定其周期。同时画出cos(2*t)*u(t)的波形。

（1）画出x（t）cos(2*t)的波形，并判断x（t）是否为周期信号，若是周期信号，确定其周期。同时画出cos（2*t）*u(t)的波形。

解：

在MATLAB中输入虾类命令:

>>t=2:0.01:10;

>> y=cos(2*t);

>> plot(t,y)

实验二线性非时变系统的时域分析

一、实验性质

验证性试验

二、实验目的

掌握在时域中对连续和离散时间线性非时变系统响应进行分析的方法。

三、实验内容与步骤

（1）已知系统的微分方程如下，用MATLAB画出该系统的冲激响应及该系统在输入信号e(t)=exp(-2*t)

时的零状态响应的波形。（改变取样的时间间隔p观察仿真的效果）

实验程序及图像如下：

>> a=[1 3 2];

>> b=[3];

>> impulse(b,a)

（1）

>> p=0.01;t=0:p:10;

>> x=exp(-2*t);

>> lsim(b,a,x,t);

（2） P=0..01

>> p=0.1;t=0:p:10;

>> x=exp(-2*t);

>> lsim(b,a,x,t);

（3）P=0.1

(2)已知离散系统的差分方程为：y(n)+y(n-1)+0.25y(n-2)=x(n)用MATLAB画出该系统的单位函数响应，写出相

应的程序并画出波形。

实验程序与图像如下：

>> a=[1 1 0.25];

>> b=[1];

>> impz(b,a)

impz(b,a)

实验注释：

impulse(): 求连续系统的冲级响应并绘制其时域波形的函数

impulse(b,a,t1:p:t2) b: 激励信号的行向量，缺项用0补齐。 a: 响应信号的行向量，缺项用0补齐。

t1:p:t2表示以p为间隔，在t1-t2的范围内的波形。

lsim(): 对微分方程描述的连续时间LTI系统的零状态响应进行仿真。

lsim(b,a,x,t) b: 激励信号的行向量，缺项用0补齐。 a: 响应信号的行向量，缺项用0补齐。x: 表示输入信号 t: 输入信号的时间范围。

impz(b,a,n1:n2) b: 激励信号的行向量，缺项用0补齐。 a: 响应信号的行向量，缺项用0补齐。ni:n2: 表示以1为间隔，在n1-n2的范围内的波形。若impz(b,a,n)则表示以1为间隔，在0-n的范围内的波形。

实验体会：我只知道MALTLAB可以在数学中应用，但是通过信号系统中的学习我了解了它的功能强大，

同时可以通过程序的设计和图形的信号输入我们可以得到不同的原理图。同时加强了我的动手能力，还有和同学之间的合作。

实验四系统的零极点分析

一、实验性质

验证性实验

二、实验目的

1.掌握系统函数及零极点的概念；

2.掌握对连续和离散系统的稳定性进行分析的方法。

三、实验原理与方法

实验原理和信号与系统理论书上验证求系统的零极点类似，求出零极点使分式的分母为零解出零极点的位置坐标，主要就是通过冲激响应h(t)和系统函数H(s)的相互联系以及单位函数响应h(n)和系统函数H(z)的联系来证明。

这里我们重点介绍判断系统稳定性的方法：

1.对于连续系统：

（1）若输入有界，则输出有界；

（2）h(t)绝对可积；

（3）H(s)的所有极点在左半平面。

2.对于离散系统

（1）若输入有界，则输出有界；

（2）h(n)绝对可积；

（3）H(z)的所有极点在单位圆内。

我们通过考察H(s)和H(z)的零极点分布就可以判断离散系统的稳定性。

四、实验内容与步骤

（1）已知一连续时间线性非时变系统的系统函数为H（s）=(s^2-4)/(s^2*s^2+2*s*s^2-3*s^2+2*s+1),画出系统的零极点图并判断系统的稳定性。

实验过程：

1. 自定义M文件：

function [p,z]=1jdt(D,N)

p=roots(D) %系统的极点

z=roots(N) %求系统的零点

p=p'; %求极点列向量转置为行向量

z=z'; %求将零点列向量转置为行向量x=max(abs([p z])); %用来确定坐标轴的范围

x=x+0.1;

y=x;

hold on %重叠绘图

axis([-x x -y y]); %确定坐标轴显示范围

plot([-x x],[0 0]) %画出横坐标

plot([0 0],[-y y]) %画出纵坐标

plot(real(p),imag(p),'x') %画出极点

plot(real(z),imag(z),'o') %画出零点

title('连续系统的零极点图') %加标题

text(0.2,x-0.2,'虚轴') %加文本标注

text(y-0.2,0.2,'实轴')

2.主程序：

>> a=[1 2 -3 2 1];

>> b=[1 0 -4];

>> 1jdt(a,b);

p =

-3.1300

0.7247 + 0.6890i

0.7247 - 0.6890i

-0.3195

z =

2.0000

-2.0000