数字信号处理实验报告一.doc

信息科学与工程学院数字信号处理实验报告一专业班级 姓 名 学 号 实验时间 2014 年11月 19日 指导教师 陈华丽 成 绩 实验名称实验一 连续时间系统的时域和频域分析实验内容实验内容1 已知描述系统的微分方程和激励信号如下，要求：（1）从理论上求解系统的冲激响应和零状态响应，并根据求解结果用MATLAB绘制其时域波形；（2）分别用MATLAB的impulse()函数和lsim()函数绘制系统的冲激响应和零状态响应，验证（1）中的结果。理论计算：通过拉普拉斯变换求出系统的冲击响应和零状态响应。H（S）=1/（S+2）+1/（S+2）2Yf（S）=2/（S+1）-2/（S+2）-1/（S+2）2冲击响应为：h(t)=e(-2t)+te(-2t)零状态响应：y(t)=2e(-2t)-(2+t)e(-2t)代码：b=0 1 3;a=1 4 4;dt=0.01;t=0:dt:5;x=exp(-1*t);h=impulse(b,a,t);yzs=lsim(b,a,x,t);subplot(221)plot(t,t.*exp(-2*t)+exp(-2*t);title(冲激响应);subplot(222)plot(t,2*exp(-t)-2*exp(-2*t)-t.*exp(-2*t);title(零状态响应);subplot(223)plot(t,h);title(冲激响应2);subplot(224)plot(t,yzs);title(零状态响应2)结果：实验内容2、下图是用RLC元件构成的二阶低通滤波器，设L=0.8H，C=0.1F， ，试用MATLAB的freqs()函数绘出该系统的幅频特性曲线和相频特性曲线。（求模：abs()函数，相角：angle()函数）理论计算：iL(t)=y(t)/R+C*(d(y(t)/d(t)uL(t)=L*(diL(t)/d(t)所以：iL(t)=y(t)/2+0.1*(dy(t)/d(t) uL(t)=0.8*(diL(t)/d(t)=0.4y(t)+0.08y(t)又：f(t)=uL(t)+y(t)所以：0.4y(t)+0.8y(t)+y(t)=f(t)代码：b=1;a=0.08 0.4 1;H,w=freqs(b,a);Hm=abs(H);s=angle(H);subplot(211)plot(w,Hm);title(幅频特性); xlabel(rad/s);subplot(212)plot(w,s); title(相频特性); xlabel(rad/s);结果：实验内容3、已知某二阶系统的零极点分别为，（二重零点），试用MATLAB绘出该系统在0 1kHz频率范围内的幅频特性曲线（要求用频率响应的几何求解方法实现），并说明该系统的作用。理论计算：由系统的零极点得：H(s)=s2/(s+100)(s+200)=s2/(s2+300s+2000)代码：b=1 0 0;a=1 300 20000;subplot(211)pzmap(b,a);f=0:0.5:1000;w=2*pi*f;H=freqs(b,a,w);subplot(212)plot(w,abs(H); axis(0,5000,0,1.3)title(幅频特性);结果：通过观察图形可知该系统是一个高通滤波器。实验内容实验小结：第一题通过计算从理论上求解系统的冲激响应和零状态响应，并根据求解结果用MATLAB绘制其时域波形；分别用MATLAB的impulse()函数和lsim()函数绘制系统的冲激响应和零状态响应，最后对比图像，通过拉普拉斯变换求出的冲击响应和MATLAB函数求得的最后得到的图像是相同的。第二题是用RLC元件构成的二阶低通滤波器。设，首先通过理论计算求出该系统的系统函数，试再用MATLAB的freqs()函数绘出该系统的幅频特性曲线和相频特性曲线。观察图像得知，该系统是一个低通滤波器。第三题根据已知条件某二阶系统的零极点分别为，（二重零点），首先通过理论计算求出该系统的网络函数，再用用MATLAB绘出该系统在0 1kHz频率范围内的幅频特性曲线，根据幅频特性曲线可知，这是一个低通滤波器。通过此次实验，我掌握了MATLAB中求幅频特性和相频特性曲线的函数，