连续时间信号和系统时域分析及MATLAB实现

MATLAB课程设计任务书

姓名：王** 学号：2010******010

题目:

连续时间信号和系统时域分析及MATLAB实现

初始条件：

MATLAB 7.5.0 ,Windows XP系统

实验任务：

一、用MATLAB实现常用连续时间信号的时域波形（通过改变参数,分析其时域特性）.

1、单位阶跃信号,

2、单位冲激信号,

3、正弦信号,

4、实指数信号,

5、虚指数信号,

6、复指数信号.

二、用MATLAB实现信号的时域运算

1、相加,

2、相乘,

3、数乘,

4、微分,

5、积分

三、用MATLAB实现信号的时域变换（参数变化,分析波形变化）

1、反转,

2、使移（超时,延时）,

3、展缩,

4、倒相,

5、综合变化

四、用MATLAB实现信号简单的时域分解

1、信号的交直流分解,

2、信号的奇偶分解

五、用MATLAB实现连续时间系统的卷积积分的仿真波形

给出几个典型例子,对每个例子,要求画出对应波形.

六、用MATLAB实现连续时间系统的冲激响应、阶跃响应的仿真波形.

给出几个典型例子,四种调用格式.

七、利用MATLAB实现连续时间系统对正弦信号、实指数信号的零状态响应的仿真波形.

目录1 MATLAB简介1

1.1 MATLAB设计目的1

1.2 MATLAB语言特点1

2常用连续时间信号的时域波形1 2.1单位阶跃信号1

2.2单位冲激信号2

2.3正弦信号3

2.4实指数信号4

2.5虚指数信号5

2.6复指数信号6

3 连续时间信号的时域运算7 3.1相加7

3.2相乘8

3.3数乘9

3.4微分10

3.5积分11

4.1反转12

4.2时移13

4.3展缩14

4.4倒相15

4.5综合变化16

5连续时间信号简单的时域分解17

5.1信号的交直流分解17

5.2信号的奇偶分解19

6连续时间系统的卷积积分的仿真波形20

7连续时间系统的冲激响应、阶跃响应的仿真波形23

7.1IMPULSE（）函数23

7.2STEP（）函数27

8连续时间系统对正弦信号、实指数信号的零状态响应的仿真波形31

8.1正弦信号的零状态响应31

8.2实指数信号的零状态响应32

9小结34

1 MATLAB简介

1.1MATLAB设计目的

深入研究连续时间信号和系统时域分析的理论知识.利用MATLAB强大的图形处理功能、符号运算功能以及数值计算功能,实现连续时间信号和系统时域分析的仿真波形

1.2MATLAB语言特点

MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件.它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指.MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域.MATLAB的最重要特征使他拥有解决特定应用问题的程序组,也就是TOOLBOX(工具箱),如信号处理工具箱,控制系统工具箱、神经网络工具箱、模糊逻辑工具箱、通信工具箱和数据采集工具箱等许多专用工具箱,对大多数用户来说,要想灵活、高效地运用这些工具箱,通常都需要学习相应的专业知识.

2常用连续时间信号的时域波形

连续信号又称为模拟信号,其信号存在于整个时间范围内,包括单位阶跃信号,单位冲激信号,正弦信号,实指数信号,虚指数信号,复指数信号.

2.1单位阶跃信号

单位阶跃信号的定义如下：

单位阶跃信号的MATLAB程序:

>> t=-0.5:0.01:5;

>> t0=1.0;

>> q=stepfun(t,t0);

>> plot(t,q);

>> axis equal

其信号图如下：

2.2单位冲激信号MATLAB实现程序如下: >> t=-5:0.01:5;

>> a=(t==0);

>> plot(t,a);

信号图如下：

2.3正弦信号

正弦信号其MATLAB实现程序如下：>>t=-1:0.0001:1;

>>A=6;

>>f=5;

>>b=1;

>>u=A*sin(2*pi*f*t+b);

>>plot(t,u)

>>axis([-1 1 -6.56.5])

其信号图如下：

2.4实指数信号

实指数信号可由下面的表达式来表示：

MATLAB实现程序如下：

>>t=0:0.002:3;

>>A=3;

>>a=0.5;

>>b=A*exp(a*t);

>>plot(t,b)

>>axis([-0.2 3.1 -0.2 14])

其信号图如下：

2.5虚指数信号

虚指数信号可由下面的表达式来表示：

A=2,的虚指数信号的MATLAB实现程序如下

>>t=0:0.001:20;

>>a=2;

>>w=pi/4;

>>b=a*exp(i*w*t);

>>subplot(221),plot(t,real(b)),axis([0, 20,-4,4]),title('实部') >>subplot(222),plot(t,imag(b)),axis([0,20,-4,4]),title('虚部') >>subplot(223),plot(t,abs(b)),axis([0,20,1,4]),title('模')

>>subplot(224),plot(t,angle(b)),axis([0,20,-4,4]),title('相角')