信号与系统实验1-认识matlab环境.doc

洛阳理工学院实验报告科 目： 班 级： 姓 名： 学 号： 同组人： 日 期： 成 绩： 评 语：评阅教师：实验一 认识matlab工作环境及信号的绘制与运算一实验目的：1. 通过实验认识matlab软件及其工作环境。2. 掌握常见信号的绘制方法。3.能对信号进行简单的运算并绘图。二实验设备：1.装有matlab软件的计算机三实验内容：1向量表示法MATLAB的信号处理工具箱有大量的函数可用于产生信号，这些函数中大部分都要求用矢量来表示时间，例如要产生一个在01秒的时间段上以5毫秒为抽样间隔的时间值矢量t，是用命令t=0:0.005:1;这个矢量包含每秒200个时间抽样点，或者说抽样频率为200Hz。在MATLAB中，可以精确地表示离散时间信号，因为信号的值对应于矢量的各元素。但是，MATLAB对连续时间信号只能提供近似表示，由各元素分别代表连续时间信号抽样值的一个矢量来近似。当使用这种近似时，应该选择足够小的抽样间隔 ，以保证那些样本值能反映信号的全部细节。例题1：绘制图形参考程序： t=0:0.5:10;f=exp(-.1*t).*sin(2/3*t);plot(t,f);gridylabel(f(t)xlabel(Time(sec)axis(0 30 -1 1);将会显示波形如下图所示：在这段程序中，绘制曲线时，时间坐标值作为元素保存在矢量中。表达式exp(-.1*t)和sin(2/3*t)分别产生一个矢量，各矢量中的元素等于对应不同时间点处表达式的值。由这两个表达式生成的两个矢量的对应元素相乘得到矢量 ，然后用plot命令绘出该信号的时域波形。Plot命令可以将点与点间用直线连接，当点与点间的距离很小时，绘出的图形就成了光滑的曲线。2. 用MATLAB绘出单位阶跃信号的波形。一种得到单位阶跃信号的方法是在MATLAB的Symbolic Math Toolbox 中调用单位阶跃函数Heaviside, 这样可方便的表示出单位阶跃信号。但是，在用函数ezplot实现其可视化时，就出现一个问题：函数ezplot只能画出既存在于Symbolic Math 工具箱中，又存在于总MATLAB工具箱中的函数，而Heaviside函数仅存在于Symbolic Math Toolbox中，因此就需要在自己的工作目录work下创建Heaviside的M文件，该文件如下：function f=Heaviside(t)f=(t0) t0时f为1，否则为0正确定义出该函数并保存运行后，就可以调用该函数了，如先定义向量： t=0:0.06:2然后调用Heaviside函数表示出该信号并绘出波形 f=heaviside(t) plot(t,f)axis(-1,3,-0.2,1.2)得到波形如下图所示。（2）另一种表示单位阶跃信号的方法是用向量f和t分别表示信号的样值和对应时刻值。零时刻以前，信号样值为零，从零时刻起，信号样值为1，定义出这样的两个向量后，就可用plot命令绘出波形图了。t0时刻以前信号为零，在t0处有一跃变，以后为1function aiya(t1,t2,t0); t=t1:0.04:-t0; tt=-t0:0.01:t2; n=length(t); nn=length(tt); u=zeros(1,n); uu=ones(1,nn); plot(tt,uu); hold on plot(t,u); plot(-t0,-t0,0,1); hold off title(单位阶跃信号) axis(t1,t2,-0.2,1.5)调用函数jieyue绘制波形 aiya(-2,5,0)3. 符号运算的表示法 如前说述，MATLAB可以有两种方法来表示连续时间信号。用这两种方法均可实现连续信号的时域运算和变换，但用符号运算的方法则较为简便。下面分别介绍各种运算、变换的符号运算的MATLAB实现方法。1). 相加 s=symadd(f1,f2)或s=f1+f2 ezplot(s)上面是用MATLAB的符号运算命令来表示两连续信号的相加，然后用ezplot命令绘制出其结果波形图。其中f1,f2是两个用符号表达式表示的连续信号，s为相加得到的和信号的符号表达式。2). 相乘 w=symmul(f1,f2)或w=f1*f2 ezplot(w)上面是用MATLAB的符号运算命令来表示两连续信号的相乘，然后用ezplot命令绘制出其结果波形图。其中f1,f2是两个用符号表达式表示的连续信号，w为相乘得到的积信号表达式。3). 时移 y=subs(f,t,t-t0); ezplot(y)上面的命令是实现连续时间信号的平移及其结果的可视化，其中f是用符号表达式表示的连续时间信号，t是符号变量，subs命令则将连续时间信号中的时间变量t用t-t0替换。4).反褶 y=subs(f,t,-t); ezplot(y)上面的命令是实现连续时间信号的反褶及其结果的可视化，其中f是用符号表达式表示的连续时间信号，t是符号变量。5).尺度变换 y=subs(f,t,a*t); ezplot(y)上面的命令是实现连续时间信号的尺度变换及其结果的可视化，其中f是用符号表达式表示的连续时间信号，t是符号变量。4练习题1) 绘制正弦信号、余弦信号、指数信号、符号信号抽样信号、三角脉冲信号、矩形波脉冲信号、三角波脉冲信号、周期方波、周期三角波。Sin(x),cos(X),exp(x),sign(x),sinc(x),rectpuls(x,width),tripuls(x,width,skew),square(x,duty),sawtooth(x,width)2) 练习函数之间的各种运算。3) t=-20:0.05:20;4) width=1;95) skew=1;6) duty=30;7) f1=sign(t);8) plot(t,f1);9) 图形如下绘制的三角脉冲如下t=-20:0.05:20;width=1;9skew=1;duty=30;f2=sinc(t);plot(t,f2);绘制三角脉冲如下t=-20:0.05:20;width=1;9skew=1;duty=30;f3=tripuls(t,width,skew);plot(t,f3);绘制三角脉冲如下t=-20:0.05:20;width=1;9skew=1;duty=30;f4=sawtooth(t,width);plot(t,f4);2)练习函数之间的各种运算。函数间乘法程序 t=-10:0.05:10;width=1;skew=1;duty=50;f1=sin(t);f2=cos(t);plot(t,f1.*f2);函数间乘法与加法程序t=-10:0.05:10;width=1;skew=1;duty=50;f3=exp(t);f4=sign(t);f5=sinc(t);plot(t,f3+f4.*f5)3)解释程序。syms t f=sym(t/2+1)*(heaviside(t+2)-heaviside(t-2) subplot(2,3,1),ezplot(f,-3,3) title(f(t) y1=subs(f,t,t+2) subplot(2,3,2),ezplot(y1,-5,1) title(f(t+2) y2=subs(f,t,t-2) subplot(2,3,3),ezplot(y2,-1,5) title(f(t-2) y3=subs(f,t,-t) subplot(2,3,4),ezplot(y3,-3,3) title(f(-t) y