实验六、系统的频域分析.doc

重庆三峡学院 信号与系统分析实验实验六、系统的频域分析1实验目的1）学会利用MATLAB对连续系统进行频域分析；2）学会利用MATLAB分析离散系统函数的零极点分布与时域特性的关系；3）学会利用MATLAB进行离散系统的频率特性分析。2实验原理及实例分析（实验原理见教材的第五章、第六章及第七章）2.1 连续LTI系统的频率特性例1：已知连续LTI系统的微分方程为求该系统的频率响应，并用MATLAB绘出其幅频特性和相频特性图。解：MATLAB程序如下：clcclose allclear all b = 13 7;a = 1 10 8 5;w = -3*pi:0.01:3*pi;H = freqs(b,a,w);subplot(211);plot(w,abs(H),Linewidth,2);grid;xlabel(omega(rad/s);title(|H(jomega)|);subplot(212);plot(w,angle(H),Linewidth,2);grid;xlabel(omega(rad/s);title(phi(omega);程序产生的图形如图1所示。图1 例1程序产生的波形图2.2连续LTI系统的频域分析例2：设系统的频率响应为，若输入信号为，用MATLAB命令求其稳态响应。解：MATLAB程序如下：clcclose allclear all t = 0:0.01:20;w1 = 1;w2 = 10;H1 = 1 / (-w12 + j*3*w1 + 2);H2 = 1 / (-w22 + j*3*w2 + 2);f = 5 * cos(t) + 2 * cos(10*t);yss = abs(H1)*cos(w1*t+angle(H1)+abs(H2)*cos(w2*t+angle(H2);subplot(211);plot(t,f,Linewidth,2);grid;xlabel(t(sec);title(f(t);subplot(212);plot(t,yss,Linewidth,2);grid;xlabel(t(sec);title(y_s_s(t);程序产生的图形如图2所示。图2 例2程序产生的波形图2.3离散系统函数的零极点分布与其时域特性的关系例3：用MATLAB命令绘出下列系统函数的零极点分布图以及对应的时域单位取样响应的波形图，并分析系统函数的极点对时域波形的影响。1） 2） 3）4） 5） 6）解：MATLAB程序如下：clcclose allclear all b1 = 1 0; a1 = 1 0.8;subplot(221);zplane(b1,a1);subplot(222);impz(b1,a1,30);grid;b2 = 1 0; a2 = 1 -1.2 0.72;subplot(223);zplane(b2,a2);subplot(224);impz(b2,a2,30);grid;figureb3 = 1 0; a3 = 1 -1;subplot(221);zplane(b3,a3);subplot(222);impz(b3,a3,30);grid;b4 = 1 0; a4 = 1 -1.6 1;subplot(223);zplane(b4,a4);subplot(224);impz(b4,a4,30);grid;figureb5 = 1 0; a5 = 1 -1.2;subplot(221);zplane(b5,a5);subplot(222);impz(b5,a5,30);grid;b6 = 1 0; a6 = 1 -2 1.36;subplot(223);zplane(b6,a6);subplot(224);impz(b6,a6,30);grid;程序产生的图形如图3所示。图3 例3程序产生的图形2.4离散LTI系统的频率特性分析例4：用MATLAB命令绘制离散系统的频率响应曲线。解：MATLAB程序如下：clcclose allclear all b = 1 -0.96 0.9028;a = 1 -1.56 0.8109;H,w = freqz(b,a,600,whole);subplot(211);plot(w-pi,abs(H),Linewidth,2);grid;xlabel(omega(rad/s);title(|H(jomega)|);subplot(212);plot(w-pi,angle(H),Linewidth,2);grid;xlabel(omega(rad/s);title(phi(omega);程序产生的图形如图4所示。图4 例4程序产生的波形图3实验报告与要求在实