第5章-信号与系统-MATLABPPT课件
第5章_信号与系统_MATLAB
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基本信号的MATLAB表示
指数信号Aeat 、指数序列ak 、抽样函数Sa(t)、 正弦型信号、矩形脉冲信号、三角脉冲信号
信号基本运算的MATLAB实现
尺度变换、翻转、时移、 相加、相乘、 差分与求和、微分与积分
一、基本信号的MATLAB表示
指数信号Aeat 指数序列ak 正弦型信号 y = A*exp(a*t); 幂运算a.^k实现 内部函数cos( ) 和sin( )
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 -3
-2
-1
0
1
2
3
1 0.9 0.8 0.7
ft=tripuls(t,4,1);
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 -3
-2
-1
0
1
2
3
一、基本信号的MATLAB表示
% unit impuls sequence k=-50:50; delta=[zeros(1,50),1,zeros(1,50)]; stem(k,delta)
y(t)
1
2
Time(sec)
3
4
5
例2 求系统 y" (t)+2y ' (t)+100y(t)=10x(t) 的零状 态响应,已知x(t) =d (t) 。
%连续时间系统的冲激响应 ts=0;te=5;dt=0.01; 1 sys=tf([10],[1 2 100]); 0.5 t=ts:dt:te; y=impulse(sys,t); 0 plot(t,y); -0.5 xlabel('Time(sec)') ylabel('h(t)') -1
信号与系统_MATLAB ppt课件
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矩形脉冲信号
y = rectpuls(t,width)
三角波脉冲信号 y = tripuls(t,width,skew) %skew:斜度
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24
一、基本信号的MATLAB表示
%decaying exponential t=0:001:10; A=1; a=-0.4; ft=A*exp(a*t); plot(t,ft)
MATLAB简介
( Matrix Laboratory )
MATLAB的工作方式 如何获取帮助
表达式——变量、数值、算数运算符、 关系运算符、逻辑运算符、冒号运算符
数组及其运算
函数文件
循环(FOR、 WHILE 循环) 基本绘图语句
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2
一、MATLAB的工作方式
(1)窗口命令方式 (2)运行以 .M 为扩展名磁盘文件
值为0时表示逻辑假(F),其它任何非零值表示 逻辑真。
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9
三、表达式
运算符号
关系运算符 A<B A>B A <= B A >= B A == B A ~= B
小于 大于 小于等于 大于等于 等于 不等于
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10
三、表达式
运算符号
冒号运算符
表达式 1:10 表示产生一个行向量,它的值为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0.8 0.7
0.6
delta=[zeros(1,50),1,zeros(1,50)]; 0.5
0.4
stem(k,delta)
0.3
0.2
function [f,k]=impseq(k0,k1,k2)
0.1 0 -50 -40 -30 -20 -10
信号与系统ppt课件
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02
时不变:系统的特性不随时间变 化。
系统的数学模型为非线性微分方 程或差分方程。
03
频域分析方法不适用,需采用其 他方法如几何法、状态空间法等
。
04
时变系统
系统的特性随时间变 化,即系统在不同时 刻的响应具有不同的 特性。
时域分析方法:积分 方程、微分方程等。
系统的数学模型为时 变微分方程或差分方 程。
信号与系统PPT课件
目录
CONTENTS
• 信号与系统概述 • 信号的基本特性 • 系统分析方法 • 系统分类与特性 • 系统应用实例
01
CHAPTER
信号与系统概述
信号的定义与分类
总结词
信号是传输信息的一种媒介,具有时间和幅度的变化特性。
详细描述
信号是表示数据、文字、图像、声音等的电脉冲或电磁波,它可以被传输、处理和记录。根据不同的特性,信号 可以分为模拟信号和数字信号。模拟信号是连续变化的物理量,如声音、光线等;数字信号则是离散的二进制数 据,如计算机中的数据传输。
04
CHAPTER
系统分类与特性
线性时不变系统
线性
系统的响应与输入信号的 线性组合成正比,即输出 =K*输入+常数。
时不变
系统的特性不随时间变化 ,即系统在不同时刻的响 应具有相同的特性。
频域分析方法
傅里叶变换、拉普拉斯变 换等。
非线性时不变系统
01
系统的响应与输入信号的非线性 关系,即输出不等于K*输入+常 数。
系统的定义与分类
总结词
系统是由相互关联的元素组成的整体,具有输入、输出和转 换功能。
详细描述
系统可以是一个物理装置、生物体、组织或抽象的概念,它 能够接收输入、进行转换并产生输出。根据不同的分类标准 ,系统可以分为线性系统和非线性系统、时不变系统和时变 系统等频域分析方法将信号和系统从时间域转换到频率域,通过分析系统的频率响应 来了解系统的性能,如系统的幅频特性和相频特性,这种方法特别适用于分析 周期信号和非周期信号。
matlab教程ppt(完整版)
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汇报人:可编辑
2023-12-24
目录
• MATLAB基础 • MATLAB编程 • MATLAB矩阵运算 • MATLAB数值计算 • MATLAB可视化 • MATLAB应用实例
01
CATALOGUE
MATLAB基础
MATLAB简介
MATLAB定义
MATLAB应用领域
菜单栏
包括文件、编辑、查看、主页 、应用程序等菜单项。
命令窗口
用于输入MATLAB命令并显示 结果。
MATLAB主界面
包括命令窗口、当前目录窗口 、工作空间窗口、历史命令窗 口等。
工具栏
包括常用工具栏和自定义工具 栏。
工作空间窗口
显示当前工作区中的变量。
MATLAB基本操作
变量定义
使用变量名和赋值符号(=)定义变 量。
详细描述
直接输入:在 MATLAB中,可以直 接通过输入矩阵的元 素来创建矩阵。例如 ,`A = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9]`。
使用函数创建: MATLAB提供了多种 函数来创建特殊类型 的矩阵,如`eye(n)`创 建n阶单位矩阵, `diag(v)`创建由向量v 的元素构成的对角矩 阵。
使用bar函数绘制柱状图 ,可以自定义柱子的宽
度、颜色和标签。
使用pie函数绘制饼图, 可以自定义饼块的比例
和颜色。
三维绘图
01
02
03
04
三维线图
使用plot3函数绘制三维线图 ,可以展示三维空间中的数据
点。
三维曲面图
使用surf函数绘制三维曲面图 ,可以展示三维空间中的曲面
。
三维等高线图
信号与系统ppt课件
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结果解释
对实验结果进行解释,说明实验结果所反映 出的系统特性。
总结归纳
对实验过程和结果进行总结归纳,概括出实 验的重点内容和结论。
06
总结与展望
信号与系统的总结
信号与系统是通信、电子、生物医学工程等领域的重 要基础课程,其理论和方法在信号处理、图像处理、
数据压缩等领域有着广泛的应用。
信号与系统的主要内容包括信号的时域和频域表示、 线性时不变系统、调制与解调、滤波器设计等。
信号与系统ppt课件
目录
• 信号与系统概述 • 信号的基本特性 • 系统的基本特性 • 信号与系统的应用 • 信号与系统的实验与实践 • 总结与展望
01
信号与系统概述
信号的定义与分类
信号的定义
信号是传递信息的一种方式,可以表示声音、图像、文字等。在通信系统中, 信号是传递信息的载体。
信号的分类
系统的分类
根据系统的复杂程度,可以分为线性系统和非线性系统;根据系统的稳定性,可以分为稳定系统和不稳定系统; 根据系统的时域特性,可以分为时域系统和频域系统。
信号与系统的重要性
01
信号是信息传递的载体,系统 是实现特定功能的整体,因此 信号与系统在信息处理中具有 非常重要的地位。
02
在通信系统中,信号的传输和 处理是实现信息传递的关键环 节,而系统的设计和优化直接 影响到通信系统的性能和可靠 性。
03
信号可以用数学函数来表示,其中离散信号常用序列
表示,连续信号常用函数表示。
信号的时域特性
01
02
03
信号的幅度
信号的幅度是表示信号强 弱的量,通常用振幅来表 示。
信号的相位
信号的相位是表示信号时 间先后顺序的量,通常用 角度来表示。
《Matlab教案》课件
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《MATLAB教案》PPT课件第一章:MATLAB概述1.1 MATLAB简介介绍MATLAB的历史和发展解释MATLAB的含义(Matrix Laboratory)强调MATLAB在工程和科学计算中的应用1.2 MATLAB界面介绍MATLAB的工作空间解释MATLAB的菜单栏和工具栏演示如何创建、打开和关闭MATLAB文件1.3 MATLAB的基本操作介绍MATLAB的数据类型演示如何进行矩阵运算解释MATLAB中的向量和矩阵运算规则第二章:MATLAB编程基础2.1 MATLAB脚本编程解释MATLAB脚本文件的结构演示如何编写和运行MATLAB脚本强调注释和代码的可读性2.2 MATLAB函数编程介绍MATLAB函数的定义和结构演示如何创建和使用MATLAB函数强调函数的重用性和模块化编程2.3 MATLAB编程技巧介绍变量和函数的命名规则演示如何进行错误处理和调试强调代码的优化和性能提升第三章:MATLAB数值计算3.1 MATLAB数值解算介绍MATLAB中的数值解算工具演示如何解线性方程组和不等式解释MATLAB中的符号解算和数值解算的区别3.2 MATLAB数值分析介绍MATLAB中的数值分析工具演示如何进行插值、拟合和数值积分解释MATLAB中的误差估计和数值稳定性3.3 MATLAB优化工具箱介绍MATLAB优化工具箱的功能演示如何使用优化工具箱进行无约束和约束优化问题解释MATLAB中的优化算法和参数设置第四章:MATLAB绘图和可视化4.1 MATLAB绘图基础介绍MATLAB中的绘图命令和函数演示如何绘制二维和三维图形解释MATLAB中的图形属性设置和自定义4.2 MATLAB数据可视化介绍MATLAB中的数据可视化工具演示如何绘制统计图表和散点图解释MATLAB中的数据过滤和转换4.3 MATLAB动画和交互式图形介绍MATLAB中的动画和交互式图形功能演示如何创建动画和交互式图形解释MATLAB中的图形交互和数据探索第五章:MATLAB应用案例5.1 MATLAB在信号处理中的应用介绍MATLAB在信号处理中的基本概念演示如何使用MATLAB进行信号处理操作解释MATLAB在信号处理中的优势和应用场景5.2 MATLAB在控制系统中的应用介绍MATLAB在控制系统中的基本概念演示如何使用MATLAB进行控制系统分析和设计解释MATLAB在控制系统中的优势和应用场景5.3 MATLAB在图像处理中的应用介绍MATLAB在图像处理中的基本概念演示如何使用MATLAB进行图像处理操作解释MATLAB在图像处理中的优势和应用场景《MATLAB教案》PPT课件第六章:MATLAB Simulink基础6.1 Simulink简介介绍Simulink作为MATLAB的一个集成组件解释Simulink的作用:模型化、仿真和分析动态系统强调Simulink在系统级设计和多领域仿真中的优势6.2 Simulink界面介绍Simulink库浏览器和模型窗口演示如何创建、编辑和运行Simulink模型解释Simulink中的块和连接的概念6.3 Simulink仿真介绍Simulink仿真的基本过程演示如何设置仿真参数和启动仿真解释Simulink仿真结果的查看和分析第七章:MATLAB Simulink高级应用7.1 Simulink设计模式介绍Simulink的设计模式,包括连续、离散、混合和事件驱动模式演示如何根据系统特性选择合适的设计模式解释不同设计模式对系统性能的影响7.2 Simulink子系统介绍Simulink子系统的概念和用途演示如何创建和管理Simulink子系统解释子系统在模块化和层次化设计中的作用7.3 Simulink Real-Time Workshop介绍Simulink Real-Time Workshop的功能演示如何使用Real-Time Workshop进行代码解释代码对于硬件在环仿真和嵌入式系统开发的重要性第八章:MATLAB Simulink库和工具箱8.1 Simulink库介绍Simulink库的结构和分类演示如何访问和使用Simulink库中的块解释Simulink库对于模型构建和功能复用的意义8.2 Simulink工具箱介绍Simulink工具箱的概念和功能演示如何安装和使用Simulink工具箱解释Simulink工具箱在特定领域仿真和分析中的作用8.3 自定义Simulink库介绍如何创建和维护自定义Simulink库演示如何将自定义块添加到库中解释自定义库对于个人和组织级模型共享的重要性第九章:MATLAB Simulink案例分析9.1 Simulink在控制系统中的应用介绍控制系统模型在Simulink中的构建演示如何使用Simulink进行控制系统设计和分析解释Simulink在控制系统教育和研究中的应用9.2 Simulink在信号处理中的应用介绍信号处理模型在Simulink中的构建演示如何使用Simulink进行信号处理仿真解释Simulink在信号处理领域中的优势和实际应用9.3 Simulink在图像处理中的应用介绍图像处理模型在Simulink中的构建演示如何使用Simulink进行图像处理仿真解释Simulink在图像处理领域中的优势和实际应用第十章:MATLAB Simulink项目实践10.1 Simulink项目实践流程介绍从需求分析到模型验证的Simulink项目实践流程演示如何使用Simulink进行项目规划和实施解释Simulink在项目管理和协作中的作用10.2 Simulink与MATLAB的交互介绍Simulink与MATLAB之间的数据交互方式演示如何在Simulink中使用MATLAB函数和脚本解释混合仿真模式对于复杂系统仿真的优势10.3 Simulink项目案例分析具体的Simulink项目案例演示如何解决实际工程问题解释Simulink在工程教育和项目开发中的应用价值《MATLAB教案》PPT课件第十一章:MATLAB App Designer入门11.1 App Designer简介介绍App Designer作为MATLAB中的应用程序开发环境解释App Designer的作用:快速创建跨平台的MATLAB应用程序强调App Designer在简化MATLAB代码部署和用户交互中的优势11.2 App Designer界面介绍App Designer的用户界面和工作流程演示如何创建新应用和编辑应用界面解释App Designer中的组件和布局的概念11.3 App Designer编程介绍App Designer中的MATLAB编程模式演示如何使用App Designer中的MATLAB代码块解释App Designer中事件处理和应用程序生命周期管理的重要性第十二章:MATLAB App Designer高级功能12.1 App Designer用户界面设计介绍App Designer中用户界面的定制方法演示如何使用样式、颜色和主题来美化应用界面解释用户界面设计对于提升用户体验的重要性12.2 App Designer数据模型介绍App Designer中的数据模型和模型视图概念演示如何创建、使用和绑定数据模型和视图解释数据模型在应用程序中的作用和重要性12.3 App Designer部署和分发介绍App Designer应用程序的部署和分发流程演示如何打包和发布应用程序解释如何为不同平台安装和运行App Designer应用程序第十三章:MATLAB App Designer案例研究13.1 图形用户界面(GUI)应用程序设计介绍使用App Designer设计的GUI应用程序案例演示如何创建交互式GUI应用程序来简化MATLAB脚本解释GUI应用程序在数据输入和结果显示中的作用13.2 数据分析和可视化应用程序设计介绍使用App Designer进行数据分析和可视化的案例演示如何创建应用程序来处理和显示大型数据集解释App Designer在数据分析和决策支持中的优势13.3 机器学习和深度学习应用程序设计介绍使用App Designer实现机器学习和深度学习模型的案例演示如何将MATLAB中的机器学习和深度学习算法集成到应用程序中解释App Designer在机器学习和深度学习应用部署中的作用第十四章:MATLAB App Designer实战项目14.1 App Designer项目规划和管理介绍App Designer项目的规划和管理方法演示如何组织和维护大型应用程序项目解释项目管理和版本控制对于团队协作的重要性14.2 App Designer与MATLAB的集成介绍App Designer与MATLAB之间的数据和功能集成演示如何在App Designer中调用MATLAB函数和脚本解释集成MATLAB强大计算和分析能力的重要性14.3 App Designer项目案例实现分析具体的App Designer项目案例实现过程演示如何解决实际工程项目中的问题解释App Designer在工程项目实践中的应用价值第十五章:MATLAB App Designer的未来趋势15.1 App Designer的新功能和技术介绍App Designer的最新功能和技术发展演示如何利用新功能和技术提升应用程序的性能和用户体验强调持续学习和适应新技术的重要性15.2 App Designer在跨平台开发中的应用介绍App Designer在跨平台应用程序开发中的优势演示如何创建适用于不同操作系统的应用程序解释跨平台开发对于扩大应用程序市场的重要性15.3 App Designer的未来趋势和展望讨论App Designer在未来的发展趋势和潜在应用领域激发学生对于应用程序开发和创新的兴趣强调持续探索和创造新应用的重要性重点和难点解析本文档为您提供了一份详尽的《MATLAB教案》PPT课件,内容涵盖了MATLAB 的基本概念、编程基础、数值计算、绘图和可视化、应用案例、Simulink的基础知识、高级应用、库和工具箱的使用、案例分析以及项目实践、App Designer 的基础知识、高级功能、案例研究、实战项目和未来趋势等方面的内容。
信号与系统5-3因果性与稳定性课件

解:系统函数为 H (z) z z
0.1z
z 0.5 z 0.4 (z 0.5)(z 0.4)
z2
0.1z 0.9z
0.2
0.1z 1 1 0.9z1 0.2z2
系统的信号流图如图所示
0.1
1 F(z)
z 1
z 1
Y (z)
0.9 0.2
13
例5.19 系统模拟
对于离散线性因果系统的差分方程
f (k) Acos(k ) (k)
自由响应将随时间的增加而衰减,仅留下正弦分 量的强迫响应。
也称为正弦稳态响应。
yss (k) A | H (e j ) | cos[k H (e j )] (k)
10
例 5.17
已知差分方程为y(k) 0.5y(k 1) f (k) ,求它对
圆内,那么在中的全部项都是衰减的指数,从而是绝 对可加的。结果这个系统是BIBO稳定的,否则系统是 BIBO不稳定的。
2
系统的稳定性
内部稳定性
系统函数的极点都在z平面的单位圆内(不包括单位圆 本身),系统是渐近稳定的。这些极点可以是重极点 或单极点。
至少有一个极点在单位圆外或(和)在单位圆上有重 极点。系统是不稳定的。
n
m
yzs (k) yh (k) y p (k) Ki ( pi )k K j ( p j )k
i 1
j 1
k 0
5
系统的强迫响应
输入信号 f (k) k (k)
强迫响应, 输入信号 F(z)的极点决定
z
Yzs (z) H (z) z Yh (z) Yp (z)
自由响应, 系统函数 H(z)的极点决定
e jk H (e j )e jk
信号与系统分析图文 (5)

第5章 离散信号与系统的时域分析
可以用如下的函数产生在n1≤n≤n2 function[x, n]=stepN(n0, n1, n2) %generate U(n-n0), n1<=n<=n2; n=n1:n2; x=[n>=n0]; if nargout<1
stem(n, x); end
第5章 离散信号与系统的时域分析
【例5-3】 绘制矩形序列G6(n) 解 MATLAB程序如下:
%program ch5-3 n=[-2:10]; rn=[zeros(1, 2) ones(1, 6) zeros(1, 5)]; stem(n, rn); xlabel(′n′); ylabel(′G_6(n)′); grid on; axis([-2 10 -0.2 1.2]) 运行结果如图5-8所示。
第5章 离散信号与系统的时域分析 3. 图形形式 图形形式即信号的波形。例如上面f1(n)、f3(n)分别 如图5-1(a)、(b)
图 5-1 离散信号的波形
第5章 离散信号与系统的时域分析
5.1.2
1. 单位样值(Unit Sample)信号δ(n) (5-1)
δ(n)的波形如图5-2(a)所示。
第5章 离散信号与系统的时域分析
U(n-m)的波形如图5-3(b)所示。
(5Байду номын сангаас5)
图 5-3 U(n)和U(n-m)(m<0)的波形
第5章 离散信号与系统的时域分析 3. 矩形序列GN(n)
(5-6) GN(n)的波形如图5-4所示。
第5章 离散信号与系统的时域分析 图 5-4 GN(n)的波形
第5章 离散信号与系统的时域分析 图 5-5 anU(n)的波形
matlab应用(信号与系统)课件

代码: y=fliplr(x)
5)累加求和
n2
y(n) x(n)
n n1
代码: y=sum(x(n1:n2));
6)信号能量和功率
Ex | x(n) |2
n
Px
1
N 1
| x(n) |2
N n0
代码: Ex=sum(abs(x).^2)); Px= sum(abs(x).^2))/N;
x=sin(2*pi*t);
序列的运算
1)信号加 x(n) x1(n) x2(n)
代码: x=x1+x2;
x1和x2长度相同,位置对应才能相加,否则应作处理。如:
function [y,n]=sigadd(x1,n1,x2,n2)
n_min=min(min(n1),min(n2));
n_max=max(max(n1),max(n2));
n=n_min:n_max;
y1=zeros(1,length(n)); y2=y1;
y1(find((n>=min(n1))&(n<=max(n1))==1))=x1;
y2(find((n>=min(n2))&(n<=max(n2))==1))=x2;
y=y1+y2;
例如 n1=-2:1; x1=1:4; n2=-1:2; x2=1:4;
解:首先用解析的方法求出信号的离散傅里叶变换为
X (e jw )
x(n)e jwn
e jw e jw 0.5
再画出相应的图形,代码如下:
w=[0:1:500]*pi/500; X=exp(j*w)./(exp(j*w)-0.5); magX=abs(X); angX=angle(X); realX=real(X); imagX=imag(X) ; subplot(2,2,1);plot(w/pi,magX);grid xlabel('freqency in pi units');ylabel('Magnitude'); subplot(2,2,3);plot(w/pi,angX);grid xlabel('freqency in pi units');ylabel('Angle') subplot(2,2,2);plot(w/pi,realX);grid xlabel('freqency in pi units');ylabel('Real') subplot(2,2,4);plot(w/pi,imagX);grid xlabel('freqency in pi units');ylabel('Image')
《信号与系统教案》课件

《信号与系统教案》PPT课件第一章:信号与系统概述1.1 信号的概念与分类信号的定义信号的分类:连续信号、离散信号、随机信号等1.2 系统的概念与分类系统的定义系统的分类:线性系统、非线性系统、时不变系统、时变系统等1.3 信号与系统的研究方法解析法数值法图形法第二章:连续信号及其运算2.1 连续信号的基本性质连续信号的定义与图形连续信号的周期性、奇偶性、能量与功率等性质2.2 连续信号的运算叠加运算卷积运算2.3 连续信号的变换傅里叶变换拉普拉斯变换Z变换第三章:离散信号及其运算3.1 离散信号的基本性质离散信号的定义与图形离散信号的周期性、奇偶性、能量与功率等性质3.2 离散信号的运算叠加运算卷积运算3.3 离散信号的变换离散时间傅里叶变换离散时间拉普拉斯变换离散时间Z变换第四章:线性时不变系统的特性4.1 线性时不变系统的定义与性质线性时不变系统的定义线性时不变系统的性质:叠加原理、时不变性等4.2 线性时不变系统的转移函数转移函数的定义与性质转移函数的绘制方法4.3 线性时不变系统的响应输入信号与系统响应的关系系统的稳态响应与瞬态响应第五章:信号与系统的应用5.1 信号处理的应用信号滤波信号采样与恢复5.2 系统控制的应用线性系统的控制原理PID控制器的设计与应用5.3 通信系统的应用模拟通信系统数字通信系统第六章:傅里叶级数6.1 傅里叶级数的概念傅里叶级数的定义傅里叶级数的使用条件6.2 傅里叶级数的展开周期信号的傅里叶级数展开非周期信号的傅里叶级数展开6.3 傅里叶级数的应用周期信号分析信号的频谱分析第七章:傅里叶变换7.1 傅里叶变换的概念傅里叶变换的定义傅里叶变换的性质7.2 傅里叶变换的运算傅里叶变换的计算方法傅里叶变换的逆变换7.3 傅里叶变换的应用信号分析与处理图像处理第八章:拉普拉斯变换8.1 拉普拉斯变换的概念拉普拉斯变换的定义拉普拉斯变换的性质8.2 拉普拉斯变换的运算拉普拉斯变换的计算方法拉普拉斯变换的逆变换8.3 拉普拉斯变换的应用控制系统分析信号的滤波与去噪第九章:Z变换9.1 Z变换的概念Z变换的定义Z变换的性质9.2 Z变换的运算Z变换的计算方法Z变换的逆变换9.3 Z变换的应用数字信号处理通信系统分析第十章:现代信号处理技术10.1 数字信号处理的概念数字信号处理的定义数字信号处理的特点10.2 现代信号处理技术快速傅里叶变换(FFT)数字滤波器设计数字信号处理的应用第十一章:随机信号与噪声11.1 随机信号的概念随机信号的定义随机信号的分类:窄带信号、宽带信号等11.2 随机信号的统计特性均值、方差、相关函数等随机信号的功率谱11.3 噪声的概念与分类噪声的定义噪声的分类:白噪声、带噪声等第十二章:线性系统理论12.1 线性系统的状态空间描述状态空间模型的定义与组成线性系统的性质与方程12.2 线性系统的传递函数传递函数的定义与性质传递函数的绘制方法12.3 线性系统的稳定性分析系统稳定性的定义与条件劳斯-赫尔维茨准则第十三章:非线性系统13.1 非线性系统的基本概念非线性系统的定义与特点非线性系统的分类13.2 非线性系统的数学模型非线性微分方程与差分方程非线性系统的相平面分析13.3 非线性系统的分析方法描述法映射法相平面法第十四章:现代控制系统14.1 现代控制系统的基本概念现代控制系统的定义与特点现代控制系统的设计方法14.2 模糊控制系统模糊控制系统的定义与原理模糊控制系统的结构与设计14.3 神经网络控制系统神经网络控制系统的定义与原理神经网络控制系统的结构与设计第十五章:信号与系统的实验与实践15.1 信号与系统的实验设备与原理信号发生器与接收器信号处理实验装置15.2 信号与系统的实验项目信号的采样与恢复实验信号滤波实验信号分析与处理实验15.3 信号与系统的实践应用通信系统的设计与实现控制系统的设计与实现重点和难点解析信号与系统的基本概念:理解信号与系统的定义、分类及其研究方法。
信号与系统PPT课件

-2 o
2 t t → 0.5t 扩展
f (2 t ) 1
-1 o 1
t
f (0.5 t )
1
-4
o
4t
对于离散信号,由于 f (a k) 仅在为a k 为整数时才有意义, 进行尺 度变换时可能会使部分信号丢失。因此一般不作波形的尺度变换。
平移与反转相结合举例
例 已知f (t)如图所示,画出 f (2 – t)。 解答 法一:①先平移f (t) → f (t +2)
结论
由上面几例可看出: ①连续正弦信号一定是周期信号,而正弦序列不一定是 周期序列。 ②两连续周期信号之和不一定是周期信号,而两周期序 列之和一定是周期序列。
4.能量信号与功率信号
将信号f (t)施加于1Ω电阻上,它所消耗的瞬时功率为| f (t) |2, 在区间(–∞ , ∞)的能量和平均功率定义为
(1)信号的能量E (2)信号的功率P
def
E
f(t )2 d t
P
def
lim
T
1
T
T
2
T
f(t )2 d t
2
若信号f (t)的能量有界,即 E <∞ ,则称其为能量有限信号, 简称能量信号。此时 P = 0
若信号f (t)的功率有界,即 P <∞ ,则称其为功率有限信号, 简称功率信号。此时 E = ∞
解 (1)sin(3πk/4) 和cos(0.5πk)的数字角频率分别为 β1 = 3π/4 rad, β2 = 0.5π rad 由于2π/ β1 = 8/3, 2π/ β2 = 4为有理数,故它们的周期 分别为N1 = 8 , N2 = 4,故f1(k) 为周期序列,其周期为 N1和N2的最小公倍数8。 (2)sin(2k) 的数字角频率为 β1 = 2 rad;由于2π/ β1 = π为无理数,故f2(k) = sin(2k)为非周期序列 。
信号与系统第5章连续时间系统的变换域分析详解

E2 sR2
E1 R1
E2 R2
1 s1
(3)逆变换为
iL (t)
E2 R2
E1 R1
E2 R2
t e
t≥ 0
11
5.2 系统函数与冲激响应
1. 系统函数的定义
设系统的 n 阶微分方程为:
an y(n) (t) an1 y(n1) (t) a1 y(1) (t) a0 y(t) bm x(m) (t) bm1x(m1) (t) b1x(1) (t) b0 x(t)
若 y(k) (0 ) 0, x(k) (0 ) 0
(5.2-1)
对式(5.2-1)两边取拉氏变换得:
Yzs
(s)
bmsm an s n
bm1sm1 an1sn1
b1s b0 X (s) a1s a0
12
5.2 系统函数与冲激响应
H (s)
Yzs (s) X (s)
bm s m an s n
简记为: h(t)
H (s)
Yzs (s) H (s) X (s) yzs (t) h(t) x(t)
h(t)和 H(s)分别从时域和复频域两个方面表征了同一系统的 特性。
16
5.2 系统函数与冲激响应
3. 系统函数H(s)的求法
(1)由零状态下系统的微分方程经拉氏变换求得 (2)由冲激响应的拉氏变换求得
5
5.1 系统响应的拉氏变换求解
例5.1-4 如图所示电路,起始状态为0,t = 0时开关S闭合,接
入直流电源E,求电流 i(t) 。
解:(1)建立微分方程
L
di(t) dt
Ri(t)
1 C
t
i(
)d
信号与系统 课件 ppt

02
信号的基本性质
信号的时域特性
信号的幅度
描述信号在某一时刻的强度。
信号的频率
描述信号周期性变化的快慢程度。
信号的相位
描述信号在某一时刻相对于参考相位的偏移 。
信号的周期
描述信号重复变化的时间间隔。
信号的频域特性
01
02
03
幅度谱
描述信号在不同频率下的 幅度大小。
相位谱
描述信号在不同频率下的 相位偏移。
信号的叠加原理线性性质若两个信号来自足线性性质,则它们的和也是信号 。
独立性
两个信号之和的图形与它们各自的图形没有交点 。
叠加原理的应用
在电路中,多个信号源共同作用产生的电流可以 叠加。
信号的相加与相乘
信号相加
两个信号的图形在时间上对齐,求和后得到一个新的信号。
信号相乘
两个信号相乘得到一个新的信号,称为卷积。
感谢您的观看
THANKS
卷积的性质
两个信号相乘后,其卷积的图形与两个信号分别作图形变换后的 图形有类似形状。
信号的频谱合成与分解
频谱的概念
01
一个周期信号可以分解为多个不同频率的正弦波的和。
傅里叶级数
02
将周期信号分解为正弦波的级数,其中每个正弦波都有一个特
定的频率。
频谱分析
03
通过傅里叶变换将时域信号转换为频域信号,可以观察到信号
信号与系统 课件
目录
CONTENTS
• 信号与系统概述 • 信号的基本性质 • 系统的基本性质 • 信号与系统的基本分析方法 • 信号的合成与分解 • 系统的响应与稳定性分析
01
信号与系统概述
信号的定义与分类
信号与系统 全套课件完整版ppt教学教程最新最全

t
y(t)
f()df( 1)(t)
1.2.3 信号的相加、相乘及综合变换 1.相加
信号相加任一瞬间值,等于同一瞬间相加信号瞬时值的和。即
y (t)f1 (t)f2 (t) ...
1.2.3 信号的相加、相乘及综合变换 2.相乘
信号相乘任一瞬间值,等于同一瞬间相乘信号瞬时值的积。即
离散时间系统是指输入系统的信号是离散时间信号,输出也是离散 时间信号的系统,简称离散系统。如图连续时间系统与离散时间系统(b) 所示。
1.3.1 系统的定义及系统分类 2. 线性系统与非线性系统
线性系统是指具有线性特性的系统,线性特性包括齐次性与叠加性。线 性系统的数学模型是线性微分方程和线性差分方程。
2.1.2 MATLAB语言的特点
1、友好的工作平台和编程环境 2、简单易用的程序语言 3、强大的科学计算机数据处理能力 4、出色的图形处理功能
1、友好的工作平台和编程环境
MATLAB由一系列工具组成。这些工具方 便用户使用MATLAB的函数和文件,其中 许多工具采用的是图形用户界面。
新版本的MATLAB提供了完整的联机查询、 帮助系统,极大的方便了用户的使用。简 单的编程环境提供了比较完备的调试系统, 程序不必经过编译就可以直接运行,而且 能够及时地报告出现的错误及进行出错原 因分析。
y (t)f1 (t) f2 (t) ...
1.2.3 信号的相加、相乘及综合变换 3.综合变换 在信号分析的处理过程中,通常的情况不是以上某种单一信号的运算,往
往都是一些信号的复合变换,我们称之为综合变换。
1.3 系统
1.3.1 系统的定义及系统分类
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0
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二、信号基本运算的MATLAB实现
8 1. 信号的尺度变换、翻转、时移(平移)
t=-4:0.001:4; ft=tripuls(t,4,0.5); % 原始信号 subplot(2,2,1); plot(t,ft); title('x(t)') ft1=tripuls(2*t,4,0.5); % 压缩 subplot(2,2,2); plot(t,ft1); title('x(2t)') ft2=tripuls(-t,4,0.5); % 翻转 subplot(2,2,3); plot(t,ft2); title('x(-t)') ft3=tripuls(t+1,4,0.5); % 平移 subplot(2,2,4); plot(t,ft3); title('x(t+1)')
-
x(t) 1
x(2t) 1
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x(-t) 1
x(t+1) 1
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2
49
二、信号基本运算的MATLAB实现
10 2. 信号的相加与相乘
1
0.8
✓ 相加用算术运算符“+”实现 0.6
二、信号基本运算的MATLAB实现
11 3. 离散序列的差分与求和
➢ 差分
y=diff(f);
y = [f(2)-f(1) f(3)-f(2) ... f(m)-f(m-1)]
➢ 求和
y=sum(f(k1:k2));
y = f(k1)+f(k1+1)+..+f(k2)
连续信号的微分与积分
➢ 微分 y=diff(f)/h; h为数值计算所取时间间隔 ➢ 定积分 integral(function_handle,a,b); function_handle被积函数句柄,a和b定积分区间。
➢ 指数序列ak
幂运算a.^k实现
➢ 正弦型信号
内部函数cos( ) 和sin( )
➢ 抽样函数Sa(t)
sinc(t)
➢ 矩形脉冲信号
y = rectpuls(t,width)
➢ 三角波脉冲信号 y = tripuls(t,width,skew) %skew:斜度
-
一、基本信号的MATLAB表示
0
0
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6
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9
10
一、基本信号的MATLAB表示
4
% rectpuls
t=0:0.001:4; T=1; ft=rectpuls(t-2*T,T); plot(t,ft) axis([0,4,-0.5,1.5])
0.4
stem(k,delta)
0.3
0.2
function [f,k]=impseq(k0,k1,k2)
0.1
0
-50 -40 -30 -20 -10
0
10 20 30 40 50
%产生 f[k]=delta(k-k0);k1<=k<=k2
k=[k1:k2];f=[(k-k0)==0];
k0=0;k1=-50;k2=50;
-3
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-1
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0.1
0
-3
-2
-1
0
1
2
3
一、基本信号的MATLAB表示
6
% unit impuls sequence
1 0.9
k=-50:50;
0.8 0.7
0.6
delta=[zeros(1,50),1,zeros(1,50)]; 0.5
-
二、信号基本运算的MATLAB实现
12 例:已知三角波x(t),画出其微分与积分的波形
% 原始信号 h=0.01; t=-4:h:4; ft=tripuls(t,4,0.5); subplot(2,1,1);plot(t,ft); title('x(t)');grid on
% 微分 y1=diff(ft)*1/h; subplot(2,2,3) plot(t(1:length(t)-1),y1); title('dx(t)/dt') grid on
1.5
1
0.5
0
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
-
一、基本信号的MATLAB表示
5
% tripuls t=-3:0.001:3; ft=tripuls(t,4,0.5); plot(t,ft)
ft=tripuls(t,4,1);
-
1
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0.7
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0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
信号的MATLAB表示
基本信号的MATLAB表示
指数信号Aeat 、指数序列ak 、抽样函数Sa(t)、 正弦型信号、矩形脉冲信号、三角脉冲信号
信号基本运算的MATLAB实现
尺度变换、翻转、时移、 相加、相乘、 差分与求和、微分与积分
-
1
一、基本信号的MATLAB表示
2
➢ 指数信号Aeat
y = A*exp(a*t);
0.4
✓ 相乘用数组运算符“.*”实现 0.2
0
例:画信号Aeatcos(w0t+f)的波形
-0.2 -0.4
t=0:0.001:8;
-0.6
A=1; a=-0.4;
-0.8
0
1
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4
5
6
7
8
w0=2*pi;phi=0;
ft1=A*exp(a*t).*sin(w0*t+phi);
plot(t,ft1) -
[f,k]=impseq(k0,k1,k2);
stem(k,f) -
一、基本信号的MATLAB表示
7
% unit step sequence k=-50:50; uk=[zeros(1,50), ones(1,51)]; stem(k,uk)
function [f,k]=stepseq(k0,k1,k2) %产生 f[k]=u(k-k0);k1<=k<=k2 k=[k1:k2];f=[(k-k0)>=0]; k0=0;k1=-50;k2=50; [f,k]=stepseq(k0,k1,k2); stem(k,f) -
3
%decaying exponential t=0:001:10; A=1; a=-0.4; ft=A*exp(a*t); plot(t,ft)
t=0:0.1:10; A=1; a=-0.4; ft=A*exp(a*t); stem(t,ft)-
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