信号与系统实验四、五实验报告.doc

实验五：基于Matlab的连续信号生成及时频域分析一、实验要求1、通过这次实验，学生应能掌握Matlab软件信号表示与系统分析的常用方法。2、通过实验，学生应能够对连续信号与系统的时频域分析方法有更全面的认识。二、实验内容一周期连续信号1) 正弦信号：产生一个幅度为2，频率为4Hz，相位为/6的正弦信号；2) 周期方波：产生一个幅度为1，基频为3Hz，占空比为20%的周期方波。非周期连续信号3) 阶跃信号；4) 指数信号：产生一个时间常数为10的指数信号；5) 矩形脉冲信号：产生一个高度为1、宽度为3、延时为2s的矩形脉冲信号。三、实验过程一1) t=0:0.001:1;ft1=2*sin(8*pi*t+pi/6);plot(t,ft1);2) t=0:0.001:2;ft1=square(6*pi*t,20);plot(t,ft1),axis(0,2,-1.5,1.5); 3) t=-2:0.001:2;y=(t0);ft1=y;plot(t,ft1),axis(-2,2,-1,2); 4) t=0:0.001:30;ft1=exp(-1/10*t);plot(t,ft1),axis(0,30,0,1); 5) t=-2:0.001:6;ft1=rectpuls(t-2,3);plot(t,ft1),axis(-2,6,-0.5,1.5); 四、实验内容二1) 信号的尺度变换、翻转、时移（平移）已知三角波f(t)，用MATLAB画信号f(t)、f(2t)和f(2-2t) 波形，三角波波形自定。2) 信号的相加与相乘相加用算术运算符“+”实现，相乘用数组运算符“.*”实现。已知信号x(t)=exp(-0.4*t),y(t)=2cos(2pi*t)，画出信号x(t)+y(t)、x(t)*y(t)的波形。3) 离散序列的差分与求和、连续信号的微分与积分已知三角波f(t)，画出其微分与积分的波形，三角波波形自定。五、实验过程二1) t=-3:0.001:3;ft1=tripuls(t,4,0.5);subplot(3,1,1);plot(t,ft1);title(f(t);ft2=tripuls(2*t,4,0.5);subplot(3,1,2);plot(t,ft2);title(f(2t);ft3=tripuls(2-2*t,4,0.5);subplot(3,1,3);plot(t,ft3);title(f(2-2t);2) t=0:0.001:8;ft1=exp(-0.4*t)+2*cos(2*pi*t);subplot(2,1,1);plot(t,ft1);title(x(t)+y(t);ft2=exp(-0.4*t).*(2*cos(2*pi*t);subplot(2,1,2);plot(t,ft2);title(x(t)*y(t);3) t=-3:0.01:3;f1=tripuls(t,4,0.5);mf=max(f1);nf=min(f1);df=diff(f1)/0.01;mdf=max(df);ndf=min(df);f=inline(tripuls(t,4,0.5);for x=1:length(t) intf(x)=quad(f,-3,t(x);endmif=max(intf);nif=min(intf);subplot(3,1,1),plot(t,f1,linewidth,2);grid;line(-3 3,0 0);ylabel(f(t)axis(-3,3,nf-0.2,mf+0.2)subplot(3,1,2),plot(t(1:length(t)-1),df,linewidth,2);grid;line(-3 3,0 0);ylabel(df(t)/dt)axis(-3,3,ndf-0.2,mdf+0.2)subplot(3,1,3),plot(t,intf,linewidth,2);grid;line(-3 3,0 0);ylabel(f(t)的积分)axis(-3,3,nif-0.2,mif+0.2)xlabel(t) 六、实验内容三1) 连续时间系统零状态响应的求解方法求系统y”(t)+2y(t)+100y(t)=10f(t)的零状态响应，已知f(t)=(sin2t) u(t)。2) 连续时间系统冲激响应和阶跃响应的求解方法求系统y”(t)+2y(t)+100y(t)=10f(t)的零状态响应，已知f(t)为单位冲激信号。七、实验过程三1) t=0:0.01:5;sys=tf(1,1 2 100);f=10*sin(2*pi*t);y=lsim(sys,f,t);plot(t,y);xlabel(Time(sec)ylabel(y(t)2) t=0:0.01:5;sys=tf(10,1 2 100);y=impulse(sys,t);plot(t,y);xlabel(Time(sec)ylabel(h(t)八、实验内容四1) 试用MATLAB画出图示周期三角波信号的频谱。周期信号的频谱为：2) 试用数值方法近似计算三角波信号的频谱图示三角波可表示为：三角波信号频谱的理论值为：九、实验过程四1) N=8;n1=-N:-1;c1=-4*j*sin(n1*pi/2)/pi2./n1.2;c0=0;n2=1:N;c2=-4*j*sin(n2*pi/2)/pi2./n2.2;cn=c1 c0 c2;n=-N:N;subplot(2,1,1);stem(n,abs(cn);ylabel(Cn的幅度);subplot(2,1,2);stem(n,angle(cn);ylabel(Cn的相位);xlabel(omega/omega(); 2) function y=sf1(t,w)y=(t=1&t=1).*(1-abs(t).*exp(1j*w*t);endw=linspace(-6*pi,6*pi,512);N=length(w);F=zeros(1,N);for k=1:N F(k)=quad(sf1,-1,1,w(k);endfigure(1);plot(w,real(F);xlable(omega);ylabel(F(jomega);figure(2);plot(w,real(F)-sinc(w/2/pi).2);xlabel(omega);title(计算误差);实验四：频域分析设计实验一、实验要求理解频域分析。撰写实验报告，重点写清楚设计原理，设计流程图，结果分析。二、实验内容1、了解频域分析的原理通信与控制系统的主要任务是有效而可靠地传输信号，或按某种预定要求对信号进行处理。从时域、频域、S域（复频域）就信号与线性系统的基本特性进行分析，目的是为了探索信号经线性系统传输与处理的基本规律。在线性时不变系统分析中，我们把系统响应分为零输入响应和零状态响应，可以分别求取后叠加。零输入响应中各起始条件的作用也可分别计算在取其和。在零状态响应的研究中，我们曾把激励信号分解为许多冲激函数的叠加，而系统的零状态响应r(t)等于冲激响应h(t)与激励信号e(t)之卷积，r(t)=h(t)*e(t)，利用傅立叶变换的卷积定理，可转化为R(jw)=H(jw)E(jw)式中，R(jw).H(jw).E(jw)分别为r(t).h(t).e(t)的变换式。H(jw)称为系统函数，可以简明、直观地给出系统响应的许多规律。2、熟悉visual c的设计环境和c语言。3、设计实现流程。重点了解信号的输入，傅里叶变换，傅里叶逆变换，以及图形显示的方法。三、实验过程1、for(int i=0;i128;i+)v1ti=0.5;for(int j=128;j230;j+)v1tj=1;for(int k=230;k256;k+)v1tk=0;IsDraw=false;2、for(int i=0;i128;i+)v1ti=sin(i/2/3.1415926);for(int j=128;j256;j+)v1tj=0;IsDraw=false;因为窗信号的频谱是Sa函数 所以对正弦函数加窗后 相当于对窗函数调制 频谱分别向两侧平移 所以v1