信号与系统实验.ppt

实验一信号波形的产生和连续时间系统的时域分析
1、熟悉MATLAB软件的使用,掌握信号的表示方法,并熟悉用MATLAB函数来产生信号和实现信号运算。
2、对连续时间线性非时变系统的时域特性进行仿真分析,熟悉LTI系统在典型激励下的响应及特征;熟悉并掌握冲激响应、阶跃响应、零输入响应、零状态响应、全响应的求解方法。
3、熟悉并掌握信号的卷积计算
一、实验目的
二、实验原理
1、信号的实现
MATLAB用两种方法来表示连续信号,一种是将连续信号离散化后,用数值表示。另一种是用符号运算的方法来表示信号。
利用MATLAB软件的信号处理工具箱(Signal Processing Toolbox)中的专用函数
(1) 指数信号
% 数值表示
A=2;a=-;
t=0::10;
y=A*exp(a*t);
plot(t,y);
plot是常用的二维曲线绘图命令。
% 用符号运算的方法来表示信号
syms t;
y=2*exp(-*t);
ezplot(y,[0,10]);
ezplot是符号函数的绘图命令。
(2) 指数衰减正弦信号
A=2;a=-1;
t=-1::5;
y=A*exp(a*t).*cos(2*pi*t+pi/3);
plot(t,y);
axis([-1 5 -4 4])
时间范围是-1~5秒,。
(3) 单位阶跃信号
%阶跃信号
t=-2::6;
u=(t>0);
plot(t,u);
axis([-2,6,0,]);
function f=Heaviside(t)
f=(t>0);
创建Heaviside(t)函数方法如下:
。
2、连续时间系统的响应
(1) 冲激响应
函数impulse()专门用于求连续时间系统冲激响应并绘制其时域波形。
元素一定要以微分方程中时间求导的降幂次序来排列,且缺项要0用来补齐。
impulse(b,a)
设描述连续系统的微分方程为:
则可用向量a和b来表示该系统,即:
a=[an,an-1,……a1,a0]
b=[bm,bm-1,……b1,b0]
impulse(b,a,t)
impulse(b,a,t1:p:t2)
y=impulse(b,a,t1:p:t2)
impulse(b,a)
也可用如下调用格式:
impulse(sys);
impulse(sys,t);
h=impulse(sys,t)
sys=tf (b,a)
(2) 阶跃响应
step(b,a)
step(b,a,t)
step(b,a,t1:p:t2)
y= step(b,a,t1:p:t2)
(3) 连续时间系统响应
lsim(sys,f,t)
y=lsim(sys,f,t)
y=lsim(sys,f,t,zi)
例已知系统
计算在输入信号为
时的系统零状态响应。
,
a=[1 3 2];b=[-1 2];
sys=tf(b,a);
t=0::5;
f=exp(-2*t);
subplot(1,2,1);
lsim(sys,f,t);
subplot(1,2,2);
y=lsim(sys,f,t);
plot(t,y);xlabel('t');title('y(t)')