成都理工大学电气工程及其自动化信号与系统实验作业

1、指导老师:李琳琳姓名: 学号:实验二 线性非时变系统的时域分析一:实验性质验证性实验二.实验目的掌握在时域中对连续和离散时间线性非时变系统响应进行分析的方法。三.实验内容与步骤(1 用 MATLAB 画出系统的微分方程为 22 (dt t r d +3dtt dr (+2r(t=3e(t的冲激响 应以及系统在输入信号 e(t=et 2 u(t时的零状态的波形。i. 解:>> a=1 3 2;>> b=3;>> impulse(b,a,0:0.01:6其图形如下Impulse Response Time (secondsA m p l i t u d e更改其

2、时间间隔后有:>> a=1 3 2;>> b=3;>> impulse(b,a,0:0.05:10图形如下: 012345678910Impulse ResponseTime (secondsA m p l i t u d e由图形变化可知,时间越长,图形的响应越接近零。ii. 解:零状态响应的图形如下>> a=1 3 2;>> b=3;>> p=0.01;>> t=0:p:10;>> x=exp(-2*t;>> lsim(b,a,x,t; 01234567891000.10.20.30

3、.40.50.60.70.80.91Linear Simulation ResultsTime (secondsA m p l i t u d e当改变时间间隔后,图形如下:>> a=1 3 2;>> b=3;>> p=0.05;>> t=0:p:20;>> x=exp(-2*t;>> lsim(b,a,x,t;0246810121416182000.10.20.30.40.50.60.70.80.9 1Linear Simulation ResultsTim e (secondsA m p l i t u d e由图可知

4、,当改变时间间隔后,图形没有发生变化。(2 已知离散系统的差分方程为:y(n+y(n-1+0.25y(n-2=x(n用 MATLAB 画 出该系统的单位函数响应。解:>> a=1 1 0.25;>> b=1;>> impz(b,a n (samples A m p l i t u d e实验四 系统的零极点分析一:实验性质验证性实验二:实验目的1 掌握系统函数级零极点的概念;2 掌握对连续和离散系统的稳定性进行分析的方法。 三:实验题例 1 绘出零极点图>> a=1.00 5.00 16.00 30.00;b=5 20 25 0;mjdt(a,b

5、;p =-3.0000-1.0000 + 3.0000i-1.0000 - 3.0000iz =-2.0000 + 1.0000i-2.0000 - 1.0000i连 续 系 统 的 零 极 点 图 -3-2-10123作业题(1 已 知 一 连 续 时 间 线 性 非 时 变 系 统 的 系 统 函 数 为H(s=123242342+-+-s s s s s 画出系统的零极点图并判断系统的稳定性。>> clf>> a=1.00 2.00 -3.00 2.00 1.00;>> b=1 0 -4;>> mjdt(a,b;p =-3.13000.72

6、47 + 0.6890i0.7247 - 0.6890i-0.3195z =2.0000-2.0000-3-2-10123-3-2-112 3连 续 系 统 的 零 极 点 图因为该图有极点在又右半平面,所以该系统不稳定。(2 已知一离散系统的时间线性非时变的系统函数为 H(z=2112523-+-zz z , 画 出系统的零极点图并判断系统的稳定性。解 :>> clf>> a=2.00 -5.00 2.00;>> b=-3 0;>> nmjdt(a,b;p =2.00000.5000z = -2-1.5-1-0.500.511.52-2-1.5

7、-1-0.50.511.52离 散 系 统 的 零 极 点 图轴因为该系统的所有极点不在同一个圆里,所以该系统不稳定。实验五 系统仿真一:实验性质综合性实验二:实验目的用 MATLAB 中的 Sinmulink 建立仿真模型,完成系统函数和系统冲激响应的仿 真三 . 实验原理及方法用 MATLAB 中的 Sinmulink 建立仿真模拟, 完成系统函数和系统冲激响应 的模拟四 . 实验过程及其步骤<1>. 激励信号为单位阶跃信号1.11. 观察函数,选择 source 中的 step 函数作为系统的激励(输入函数 ,用鼠标 把 step 函数拖入 untitled 窗中作为本系统的

8、输入函数,在 sinks 中选择 scope 用以观察系统响应波形。2. 选 continues 库,用鼠标吧传递函数模块拖入 untitled 窗中,置于激励信号源 和示波器间。双击传递函数,设置函数参数:为 1 0 1 1;3. 用鼠标拖出的连线将信号源、传递函数、示波器等按照系统的要求连接起来即 可。4在 untitled 的菜单中选 sinmulation 的 start 则仿真执行开始,双击示波器就 可以观察激励和响应的波形。响应波形 三:实验题 例题系列 例 1: 、 实验题(1当系统的传递函数为 s/(s+1时,单位阶跃函数,单位冲激函数及正弦信号 时图形如下:单位阶跃: 单位冲

9、激: (3 当系统的传递函数 pipi s pis *4*22 ,输入分别为单位阶跃函数,单位冲激 函数及正弦信号时的输出结果。解:单位阶跃: 单位冲激:实验六 频谱分析和抽样定理实验一:实验性质综合性实验二:实验目的观察离散信号频谱,了解其频谱特点;验证抽样定理并恢复原信号。三:实验原理:1. 离散信号不仅可从离散信号源获得,而且也可以从连续信号抽样获得。2连续周期信号经周期矩形脉冲抽样后,抽样信号的频谱。 (1观察抽样信号波形a J702置于“三角” , 选择输出信号为三角波, 拨动开关 K701选择“函数” ;b 按下 S702使得输出频率为 1KHz (默认的输出信号频率为 2KHz

10、;c 连接平 P702与 P601,输出抽样原始信号;d 连接 P701与 P602,输出抽样脉冲;e 按下 Sf 连接 P702和 P701,调节电位器 W701,信号输出信号幅度为 1V ;g 拨动地址开关 SW704改变抽样频率, 用示波器观察 TP603(Fs (t 的波形,此时需把拨动开关 K601拨到“空”位置进行观察。地址开关不同组合,输出不同频率和占空比的抽样脉冲。(1 图一,图二,图三,图四分别为 16KHz 正弦波, 2KHz 方波, 2KHz 三角波, 2KHz 半波的频谱16KHz 正弦波 2KHz 方波 2KHz 三角波 2KHz 半波 实验目的 :观察离散信号频谱,了解其频谱特点;验证抽样定理并恢复原信 号。实验原理:(2 离散信号不仅可从离散信号源获得, 而且也可以从连续信号抽样获得。(3 连续周期信号经周期矩形脉冲抽样后,抽样信号的频谱。实验原理 :(1观察抽样信号波形a J702置于“三角” , 选择输出信号为三角波,拨动开关 K701选择“函数” ;b 按下 S702使得输出频率为 1KHz (默认的输出信号频率为 2KHz ;c 连接平 P702与 P601,输出抽样原始信号;d 连接 P701与 P602,输出抽样脉冲;e 按下 Sf 连接 P702和 P701,调节电位器