MATLAB实验报告——运用MATLAB求解和分析线性时不变系统资料
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MATLAB实验报告
课程名称 MATLAB程序设计实验日期 2015 年 05 月 11 日学生姓名学号班级
实验名称运用MATLAB求解和分析线性时不变系统
实验仪器MATLAB7.1 Windows XP
实验目的1.熟悉线性时不变LTI系统在典型激励信号下的响应及其特征。
2.掌握线性LTI系统单位冲激响应的求解方法。
3.熟悉MATLAB的相关函数的调用格式和作用。
4.会用MATLAB对系统进行时域分析。
实验基本原理1.Impulse函数
功能：计算并画出系统的冲激响应。
调用格式： Impulse（sys）：其中sys 可以是利用命令tf，zpk或ss建立的系统函数。
Impulse（sys，t）计算并画出系统在向量t定义的时间内的冲激响应。Y=impulse（sys，t）：保存系统的输出值。
2.Step函数
功能：计算并画出系统的阶跃响应曲线。
调用格式： Step（sys）：其中sys可以是利用命令tf，zpk，或ss 建立的系统。
Step（sys，t）：计算并画出系统在向量t定义的时间内的阶跃响应。
3.Lsim函数
功能：计算并画出系统在任意输入下的零状态响应。
调用格式： Lsim（sys,x,t）:其中sys可以是利用命令tf,zpk或ss建立的系统函数，x是系统的输入，t定义的是时间范围。
Lsim（sys，x,t,zi）：计算出系统在任意输入和零状态下的全响应，sys必须是状态空间形式的系统函数，zi是系统的原始状态。
4.roots函数
功能：计算齐次多项式的根。
调用格式： r=roots（b）：计算多项式b的根，r为多项式的根。
5．impz函数
功能: 求离散系统单位脉冲响应,并绘制其时域波形。
调用格式：impz(b ,a) :以默认方式绘出向量a , b 定义的离散系统的单位脉冲响应的离散时域波形.
impz(b ,a ,n) :绘出由向量a , b定义的离散系统在0—n (n必须为整数)离散时间范围内的单位序列响应的时域波形.
impz(b ,a ,n1：n2) : 绘出由向量a , b定义的离散系统在n1—n2
(n1 , n2必须为整数,且n1 y=impz(b , a , n1 ：n2): 并不绘出系统单位序列响应的时域波形,而是求出向量a , b定义的离散系统在n1—n2(n1 , n2必须为在整数,且n1 5.filter函数 功能:对输入数据数字滤波. 调用格式: y=filter(b , a ,x) :返回向量a , b定义的离散系统在输入为x时的零状态响应.如果x是一个矩阵,那么函数filter对矩阵x的列进行操作;如果x是一个N维数组,函数filter对数组中的一个非零量进行操作[y , zf]=filter(b , a ,x): 返回了一个状态向量的最终值zf. [y , zf]= filter(b , a , x , zi) :指定了滤波器的初始状态向量zi. [y ,zf]= filter(b ,a , x ,zi , dim ) 则是给定x中要进行滤波的维数dim.如果要使用零初始状态,则将zi设为空向量。 实验内容和步骤 实践内容： 1.例1 2.4-1 （1）用MATLAB在时域中求解 )( )( 12 )( 16 )( 7 )( 2 2 3 3 t e t r dt t dr dt t r d dt t r d = + + + 的齐次解。 （2）)( ) ( 5 )( 2 )( 2 2 t e t r dt t dr dt t r d = + +起始条件为2 ) 0( 1 ) 0('= =- + zi zi r r，，求系统的零输入响应。 2.例12.4-2 求连续时间系统 )( )( )( 3 )t( 2 )( 2 2 t e dt t de t r dt dr dt t r d + = + + ，当2 )(t t e=时的特解。 3. 例12.4-3 用户MATLAB在时域中求解 )( )( )( t e t r dt t dr = + ，)( ) 1( )(3t u e t e t- + =的零响入相应。 4.例12.4-5 用MATLAB求解方程零状态响应分量，已知系统差分方程为 )1 ( 2 )2 ( 7 ) ( 1.0 )1 ( 7.0 )2 (+ - + = + + - +n x n x n y n y n y系统的激励序列) ( ) (n u n x=。