MATLAB实验报告(1-4)

1、信号与系统MATLAB第一次实验报告、实验目的1. 熟悉MATLAB软件并会简单的使用运算和简单二维图的绘制。2. 学会运用MATLAB表示常用连续时间信号的方法3. 观察并熟悉一些信号的波形和特性。4.学会运用MATLAB进行连续信号时移、反折和尺度变换。5.学会运用MATLAB进行连续时间微分、积分运算。6.学会运用MATLAB进行连续信号相加、相乘运算。7.学会运用MATLAB进行连续信号的奇偶分解。二、实验任务将实验书中的例题和解析看懂，并在MATLAB软件中练习例题，最终将作业完成。、实验内容1.MATLAB软件基本运算入门。1). MATLAB软件的数值计算:算数运算 向量运算：1

2、.向量元素要用”括起来，元素之间可用空格、 逗号分隔生成行向量,用分号分隔生成列向量。2.x=x0:step:xn.其中x0位初始值，step表示步长或者增量,xn为结束值。,”或者空格分开;矩阵运算：1.矩阵”括起来；矩阵每一行的各个元素必须用”矩阵的不同行之间必须用分号”ENT或者分开。2.矩阵的加法或者减法运算是将矩阵的对应元素分别进行加法或者减法的运算。3.常用的点运算包括” .* ”、”./ ”、” ” ” A ” 等等。举例：计算一个函数并绘制出在对应区间上对应的值。“團川JI I口口醐MMI丽山UMHEili- Mil Iflp C1| rjrii Wm-LM- hLD. A h

3、 片社： r Q 4 丘 II - DM P.a -护；i-j J- / .9 lEI-x If.加tJ：plot(x,y)2).输出多个图像表顺序：例如m和n表示在一个窗口中显示m行n列个图像，p表示第P个区域，表达为 subplot(mnp)或者subplot(m,n,p)3).表示输出表格横轴纵轴表达范围：axis(xmax,xmi n,y max,ymi n)4).标上横轴纵轴的字母:xlabel( x ),ylabel(y)5).命名图像就在 sub plot写在同一行或者在下一个sub plot前：title( )6).输出：grid on举例1 :I-* E*| y 丄I I*

4、LJL U. hE出 JJl. U4 巧阳町WllimCl空 j1 -* r-Dl.aiil,2 - 界U利,9 - 艸N匕利0V - v4frlCzilJ,|rti lill r!l_-r4 .r -p-iS* I 1. Ti-*-!-% ! !wivntTItIB3.matlab程序流程控制1).for循环：for循环变量=初值:增量:终值循环体EndEnd循环体3）f分支:（单分支表达式）if逻辑表达式程序模块End（多分支结构的语法格式）if逻辑表达式1程序模块1Else if逻辑表达式2程序模块2else程序模块nEnd4）.switch分支结构Switch 表达式Case常量1程序

5、模块1Case常量2程序模块2Otherwise程序模块nEnd4.典型信号的MATLAB表示1).实指数信号:y=k*ex p(a*t)举例:上“ Ml Er OLI 1.心 dz hhl riJ g 貞 fc T 门 A H A Of C h4：a.DL3：K - ftL：2h“ 帖TjdO.3 - 如出Zi -伽 gm& - RCld =-.2).正弦信号：y=k*si n(w*t+phi)3).复指数信号:举例:ri-i EijR Tut CiUMu hdi-ip ZicJh- LiLf-QH AM J.V 10 皿.I -0:0. ti ： 1. -k-,M-L4.l4.5 - fr

6、叮I叩dH*+1 出E - ntpLih 醫 2,3. pJal *h, ui| (ft5 ：1 ihliC um ?, ujhU此:rnd e - DEivLii%!, H.Kki杠I iifin,ua4CiraELdMjo!?,4cj4 ?r -计i：打.t、m i .ri p I la： tend “r:4).抽样信号 5).矩形脉冲信号：y=square(t,DUTY) (width 默认为 1) 6).三角波脉冲信号：y=tri puls(t,width,skew)(skew的取值在-1+1 之间，若skew取值为0则对称)周期三角波信号或锯齿波：Y=sawtooth(t,width

7、)5.单位阶跃信号的MATLAB表示6.信号的时移、反折和尺度变换：XI=fli plr(x)实现信号的反折7. 连续时间信号的微分和积分运算1).连续时间信号的微分运算:语句格式：d iff(fun ctio n,variable ,n)Function:需要进行求导运算的函数，variable:求导运算的独立变量，n ：求导阶数2).连续时间信号的积分运算:语句格式：int(function, variable ,a,b)Function:被积函数 variable:积分变量a:积分下限b:积分上限(a&b默认是不定积分）8. 信号的相加与相乘运算9. 信号的奇偶分解四、小结这一次实验让我

8、能够教熟悉的使用这个软件,并且能够输入简单的语句并输出相应的结果和波形图，也在一定程度上巩固了c语言的一些语法。五、作业2-3-(1):EiLi Trill. H1 ULL EihIiIiR*- hljJ B 工乜At” a me d t沁jIn*: lj ft, lM山 Lgr 詁).taJ )自Ft馆汀4) I ; EE Ld in3.利用MATLAB命令产生幅度为1、周期为1、占空比为0.5的一个周期矩形脉冲信号。J KJ-I 1： iiT0lM1 JU TfIl IQui 1“L4 llliC Ihlfr田 m s fii npd 了0l 屯O 3vx77TI -1=O|LDI|C.f

9、 - 尸呻121 巳rH)；-plBtCt.y?：4 - 出灯R訂-占刃忙t- iHpCkIai.ayrta.snjSJiB!*R-1.t E11 4n序 b程鱼畀 童 Q P HA为h奥画为h于空珈溯H蜓玉直冲号3.3-1.(1)3.试用MATLAB命令出3-7所示的偶分量和奇分量。F4ht*L - cnhcMHrtaEilv Hit Id? I CrLL IbcQj 1 伽百 bi-iki4p TiH UiJp序 a 电0110*| 心肯|-tin.aiis：a - Ei -tj_ x r tj- I -tj_ d ru ；9 -;ubpI9L:plotCtpf ;(rld miH -a-

10、ii.-a,a?：tLhL.fr?： - fl=tltplrCrt :b -efl-e+L?/a：fl-sl;trl4 me- a-ii.-a,a?：tLhL.11R*4p *IIM WJpDdB* Bl墩 2覽 |H. S qfl Ep rri信号与系统MATLAB第二次实验报告实验目的1.学会运用 MATLAB实现连续时间信号的卷积。2.学会运用MATLAB符号运算法求连续时间信号的卷积。3.学会运用MATLAB数值计算法求连续时间信号的卷积。二、实验任务能够独立的编辑出卷积函数的matlab代码，并且能够输出对应卷积的图形。学会使用 符号运算法和数值计算法计算卷积。实验内容1. MATL

11、AB符号运算法求连续时间信号的卷积。例 4-2 :syms tao;t=sym(t, positive);xt1=sym(Heaviside(t)-Heaviside(t-1);xt2=sym(Heaviside(t)-Heaviside(t-1);xt_tao=subs(xt1,t,tao)*subs(xt2,t,t-tao);yt=i nt(xt_tao,tao,0,t);yt=si mp lify(yt);ezp lot(yt,0,2);grid on? Figure I号I啥食&着迪眞I固I I口2 . MATLAB数值计算法求连续时间信号的卷积。1).可调用MATLAB中的conv(

12、)函数近似地数值求解连续信号的卷积积分。2).例 4-3 :dt=0.01;t=-1:dt:2.5;f1=uCT(t)-uCT(t-2);f2=ex p(-3*t).*uCT(t);f=con v(f1,f2)*dt ;n=le ngth(f);tt=(0: n-1)*dt-2;sub plot(221); plot(t,f1);axis(-1,2.5,-1,2);title(f1(t);xlabel(t);grid on;sub plot(222); plot(t,f2);axis(-1,3,-1,2);title(f2(t);xlabel(t);grid on;sub plot(212);

13、 plot(tt,f);title(f(t)=f1(t)*f2(t);xlabel(t);grid on;/稍复杂EiS Mt 1h?i CrLL Td4i iRhiq QiikiHflt-a： nbp-ah：tltl:tltlC fZCrl 1:K ;ri.d ：nbp-ah S3 .pl-ah t1, f?：Lt)=flr 门d on;IPiruTLD d ta * k 说包覽 f e Lji ii Ml可以利用ctsconv函数求，简单许多。/以下程序和上面程序出来的图一样/简化了大部分编程内容dt=0.01;t1=-1:dt:2.5;11-1是赋值下限,2.5是赋值上限f1=uCT(t

14、1)-uCT(t1-2);f1函数的输入uCT是u(t)函数t2=t1;f2=ex p(-3*t2).*uCT(t2);t,f=ctsco nv(f1,f2,t1,t2,dt);/直接调用cstconv函数进行卷积的运算dt O/ctsco nv()函数括号里面要放进两个参与卷积的函数、自变量以及3).例 4-4 :dt=0.01;t1=-0.5:dt:2.5;f1=uCT(t1)-uCT(t1-1);t2=t1;f2=uCT( t2)-uCT(t2-1);t,f=ctsco nv(f1,f2,t1,t2,dt);3U MjI i-i LUJbAjiit u田工IS* A bA *2* f *

15、： 口0 I*亠* -亘FS- dliJ!)卜-Thhl4 I* YliJ uriwh H - H|i|-riwn-in, n,i四、实验小结这一章节的实验着重练习卷积函数的编程， 对于卷积函数的输出值以及输出图形这两类。五、实验作业作业:dt=0.01;t1=0:dt:3;f1=uCT(t1)+2*uCT(t1-1)-2*uCT(t1-2)-uCT(t1-3);t2=t1;f2=uCT( t2)-uCT(t2-2);t,f=ctsco nv(f1,f2,t1,t2,dt);Fl|cc Imili-r71!Zi-|r IJ.LI.Jjj/、E、：-S1=Si7第三次实验报告实验目的学会运用MA

16、TLAB符号求解连续系统的零输入响应和零状态响应。学会运用MATLAB数值求解连续系统的零状态响应。学会运用MATLAB求解连续系统的冲激响应和阶跃响应。学会运用MATLAB卷积积分求解系统的零状态响应。实验任务能够熟练地利用MATLAB软件输入一个微分方程随即输出其零输入状态、零响应状态、冲激响应、阶跃响应。分别利用符号求解法、数值求解法、卷积积分法。三、实验内容1. 连续时间系统零输入响应和零状态响应的符号求解。利用dsolve函数可以求解系统微分方程的零输入响应与零状态响应。可实现常系数微分方程的符号求解，格式:Dsolve(eq1,eq2,cond1,cond2.）；微分或导数的输入是

17、用Dy,D2y,D3y来表示一阶导数、二阶导数参数cond1,cond2表示各初始条件或起始条件。2. 连续时间系统零状态响应的数值求解。提供了对LTI系统的零状态响应进行数值仿真的函数lsim，该函数可以求解零初始条件下微分方程的数值解，其语句为:Y=lsim(sys,f,t);计算系统响应的时间抽样向量系统的输入信号向量sys:LTI系统模型，用来表示微分方程、差分方程或者状态方程sys的格式：sys=tf(b,a)例题:ts=0;te=5;dt=0.01;sys=tf( 6 ,1,5,6);t=ts:dt:te;f=10*si n(2* pi *t).*uCT(t);y=lsim(sys

18、,f,t);plot(t,y);grid on xlabel(time(sec),ylabel(y(t);title（零状态响应）Firore 13. 连续时间系统冲激响应和阶跃响应的求解impuIse 禾R step 来对于连续LTI系统的冲激响应和阶跃响应的数值解，可分别用函数求解。语句分别是:Y=impu lse(sys,t)Y=ste p( sys,t)t :表示计算系统响应的时间抽样点向量,sys表示LTI系统例题:t=0:0.0001:4;sys=tf(1,16,1,2,32);h=i mpu lse(sys,t);g=ste p( sys,t);sub plot(211); pl

19、ot(t,h),grid onxlabel(time(sec),ylabel(time(h(t);title(冲激响应);阶跃响应)sub plot(212); plot(t,g),grid onxlabel(time(sec),ylabel(timeg(t);title(Fiture 10.523.50533.542.5timefsecj1.522.5time(sec) 阶麻响应m 0.54. 利用卷积积分法求系统的零状态响应四、实验小结imp ulse 求冲激本次实验，学会使用软件求微分方程的求解方程，引入了两个新函数响应和step求阶跃响应，同时注意cond函数的使用。一般在程序的后面会

20、有simplify(f),f即为输出的函数，如果yt=yzi+yzs，若想要输出yt，则也可以表示为yt=simplify(yzi+yzs).五、实验作业ts=0;te=5;dt=0.01;sys=tf(1,1,4,3);t=ts:dt:te;f=1*uCT(t);y=lsim(sys,f,t);plot(t,y),grid on xlabel(time(sec),ylabel(y(t)title（零状态响应） eq=D2y+3*Dy+2*y=0;Ihl Kdi tDtitrl loolsIhid&vr IHn Q G昌丨 b刨辽 in I H ncon d=y(0)=1,Dy(0)=2;yz

21、i=dsolve(eq,c on d);yzi=si mp lify(yzi) eq1=D2y+3*Dy+2*y=Dx+3*x;eq2=x=ex p(-3*t)*Heaviside(t);con d=y(-O.O1)=O,Dy(-O.O1)=O;yzs=dsolve(eq1,eq2,c on d);yzs=si mp lify(yzs.y)yt=si mp lify(yzi+yzs)sub plot(311);ez plot(yzi,0,8);title(零输入响应);grid onsub plot(312);ez plot(yzs,0,8);title(零状态响应);grid onsub p

22、lot(313);ez plot(yt,0,8);title(完全响应);grid on1.2.3.4.5.第四次实验目的学会运用学会运用学会运用学会运用学会运用实验任务MATLABMATLABMATLABMATLABMATLABMATLAB实验报告分析傅里叶级数展开，深入理解傅里叶级数的物理含义。分析周期信号的频谱特性。求连续时间信号的傅里叶变换。求连续时间信号的频谱图。分析连续时间的傅里叶变换的性质。能熟练运用MATLAB编程输入一个函数随即输出其函数对应的傅里叶变换之后的函数以及图形。利用 MATLAB实验内容四、实验小结五、实验作业t=-1:0.001:1;omega=2* pi;y=

23、square(2* pi*t,50);plot(t,y),grid on xlabel(t),ylabel(square sig nal) axis(-1,1,-1.5,1.5);n_max=(1,3,5,11,47);N=le ngth( n_max);for k=1:Nn=1:2:n_max(k);b=4./( pi*n);x=b*si n(omega* n*t);figure;plot(t,y);hold on;plot(t,x);hold off;endxlabel(t),ylabel( part);axis(-1,1,-2,2),grid ontitle(max=, nu m2str

24、( n_ max(k);口回冈DQH冒lb越普窟浸 (Ll I ? Figure 4Eilt回冈D Q I 食喩零 富 (Ll I - t=-1:0.001:1;omega=2* pi;y=-(sawtooth( pi *5)/2+0.5)+1;plot(t,y),grid on xlabel(t),ylabel(tria ngel sig nal) axis(-1,1,-1.5,1.5);n_max=(1,3,5,11,47);N=le ngth( n_max);for k=1:Nn=1:2:n_max(k);c=n 42;b=4./( pi*n);x=b*cos(omega* n*t)+0

25、.5;figure;plot(t,y);hold on;plot(t,x);hold off;xlabel(t),ylabel( part);axis(-1,1,-2,2),grid ontitle(max=, nu m2str( n_ max(k);endFi圧也xre SEils USH口回図max=J7n回冈DQH 鲁|b 題目法 Id Oil B BEil4 di ILnsart 11e “TktQp ILinift UtLtDQH 寻|b 目 1 (Ll| B 1.5EDSa 4_euE石 ebueeJ.2n-sn-口同0Fj-enre ?.Eils USHDQH 鲁|b 題目法 I

26、d Idl B Bnnaxl000? Figure 4EiltDQH冒lb越普窟浸 (Ll I J Ficure 5E叵因D B吕丨铝題巳丨逅丨匡1 u Oft=sym(ex p(-2*t)*Heaviside(t);Fw=fourier(ft);sub plot(211);ezpl ot(abs(Fw);title(fudu);gnd onphaseafan(imag(FW=rea-(FW)=subp豆(2Eezp-of(phase)Mf-e(-xiangwei-=gridonElc n GtlL 1口巳 口軋 浒*册52 口 一 .酗 Gm 1函 一 ！ Kd + 3亘|2二二-3吩=W

27、I Ffifollti-mr 住 一3 I w匚吕一口工WIL-n I sillsj - f Hl乂 *匚8l/】-Rl-id aa5 I ptlasesatanGsa 二6 p閒存12 s巴-T I rphaqmj-ci-i Id uhianecmiz J 03Lb_-XftHsym(-(sin(pi*w(pi*u)2-=FWHfourier(ft)八ezpl ot(abs(Fw),title(fudu);gnd on p hase=ata n(imag(Fw)/real(Fw);sub plot(212);ezplot(p hase);title(xia ngwei);gnd on9 C:

28、 VUIlABTVmckVIhLtxt Led. D B X审.e c I 昏 ft E 占灼 * 呃 y -口 I百翔回-旺+- dO X谓哽Fw=f(：Ler(ft ;ubplct C2 L);ejplfrt Cahs(Fw)tLtle(fiidu) grid an phaseat an (imai ffw/ roal (Ft);SUtplot 弘ezplat CphzE日),tLl L日)乙Md onFieurc J口叵冈DQLJ爭侖璽駛聆宦BfiM时胧U匡1s D.50-0.5wJ1111111d11H111 1 11 1 11 1 11 1 11 1 14R4r11I1I111| 11I1IT111I111IJR4111IL111J111Il_111I丄111I41111411R111111111111111111IlliXian 卿E!I script|Ln 6 Cd 12w=-3* pi:0.01:3* pi;b=13,7;a=1,10,8,5;H=freqs(b,a,w);sub plot(211);plot(w,abs(H),xlabel(omega(r/s),ylabel(|H(omega)|);title(H(w)的幅频特性);grid on sub plot(212);pl ot