实验信号的MALAB表示及系统的时域

信号的MATLAB表示及系统的时域分析

实验一1.掌握函数的向量表示法2.掌握函数的符号运算表示法，实现连续信号的时域运算和变换3.掌握连续时间信号卷积的原理及其matlab实现4.掌握连续时间系统响应的原理及其matlab实现5.掌握离散系统单位序列响应；6.掌握离散序列卷积和的计算方法。实验目的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，函数中大部分要求用矢量来表示时间。如：t＝0：0.005：1；表明该矢量抽样频率为200Hz。实验原理一Matlab可以精确表示离散时间信号，对连续时间信号只能近似表示。因此应选择足够小的抽样间隔Ts，以保证反映信号的全部细节。2.符号运算表示法用符号运算可以较快地实现连续信号的时域运算和变换。例：a.相加s=symadd(f1,f2)ezplot(s)以上是用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。b.相乘w=symmul(f1,f2)ezplot(w)以上是用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。c.时移y=subs(f,t,t-t0)ezplot(y)以上是用Matlab的符号运算命令来实现连续信号的平移及其结果的可视化，subs命令将连续时间信号f中的时间变量t用t-t0替换。d.反褶y=subs(f,t,-t)ezplot(y)以上是用Matlab的符号运算命令来实现连续信号f的反褶及其结果的可视化。e.尺度变换y=subs(f,t,a*t)ezplot(y)以上是用Matlab的符号运算命令来实现连续信号f的尺度变换及其结果的可视化。三.实验演示（1）指数信号A=1;a=-0.4;t=0:0.01:10;ft=A*exp(a*t);plot(t,ft);grid;axis([010-0.11.1]);1连续信号(2)正弦信号A=1;w0=2*pi;phi=pi/6;t=0:0.01:3;ft=A*sin(w0*t+phi);plot(t,ft);grid;axis([03-1.11.1]);（3）抽样信号

x=linspace(-20,20);y=sinc(x/pi);plot(x,y)grid;axis([-2121-0.51.1]);（4）矩形脉冲t=0:0.001:4;T=1;ft=rectpuls(t-2*T,2*T);plot(t,ft);grid;axis([-15-0.11.1]);（5）三角波信号t=-3:0.001:3;ft=tripuls(t,4,0.5);%0.5是偏移百分比plot(t,ft);grid;axis([-44-0.11.1]);（6）阶跃信号functionf=Heaviside(t)f=(t>0)t=-1:0.001:3;ft=Heaviside(t);plot(t,ft);grid;axis([-13-0.11.1]);（7）复且指数含信号的时絮域波众形t=炎0:统0.价1:剧60虚;f=言ex护p(非-0束.1碗*t恨).联*s慎in寇(2芳/3倘*t任);pl恰ot可(t绪,f);gr伴id腾;yl懒ab赶el厚('f(旦t)');xl辫ab猛el束('Ti星me膨(s齐ec)');ax将is增([押0崭60梦-查1坟1]永);（8）加仆如随呼机噪蚂声的坝正弦泳波t=梨(0袖:0链.0驳01姐:5紫0)边;y=宰si底n(案2*倾pi样*5唐0*额t)喜;s=y+崖ra哑nd败n(盯si早ze境(t))震;Su股bp溪lo争t(粘21饥1)兰;p昼lo兵t(伍t(塑1:仪10列0)沉,y困(1超:1赤00欢))Su水bp槐lo翼t(朝21拘2)银;p扯lo米t(碍t(旋1:络10叔0)据,s刚(1容:1病00促))（9）周王期矩导形波t=谅(0岭:0帮.0尸00首1:桑5)猪;y=菌A*驻sq能ua然re宾(2骡*p悉i*雄t,优20车);pl惰ot帐(t截,y);ax漏is犁([脉0下5乡丰-1拍.5宴1仰.5董])（10）周缝期锯燥齿波t=省(0捧:0巩.0茎01径:2瘦.5伸);y=配sa抄wt线oo豪th石(2歉*p豪i*特30驰*t绣);pl萄ot顶(t半,y);ax芽is瞧([苹0题0.夕2迷-1落1党])2离散殊信号与连姿续信夸号用pl是ot绘制酒图形晕不同陶，离颤散信督号用st逼em输出漏序列滩图形浅。(1桑)指数斑序列k=找-1家0:博10唇;A=速1;a=项-0丽.6播;yk=A旦*a.茶^k;St腰em计(k决,y诉k)(2朴)正弦朱序列k=膊0:晶40刊;A=誉2;yk=A它*s识in跳(p片i/榨6*蜻k)谦;St聚em芽(k妙,y亦k,'fi堤ll乏ed');(3待)单位暖脉冲迁序列方法1：k=乏-5庙0:移50盘;de创lt猪a=锐[z隐er志os绕(1汤,5弯0)费,1巾,z豆er梨os煎(1脊,5泛0)什];St运em哪(k暑,d遍el滥ta)方法2：fu础nc野ti亏on词x飘=dw茧xl础(k)x=机[k胞==挥0]例：k=滴-4泰0:筐40绿;x=dw率xl禾(k);St驰em旱(k岛,x);(3订)单位看脉冲铅序列方法3：fu不nc君ti裂on毛[x诞,k]=顿im密ps吼eq叶(k唉0,立k1踩,k宪2)%产生x[奴k]=订de臣lt撇a(首k-喷k0亮);弹k1召<=宜k0异<=遗k2k=优[k渡1:量k2兰];页x=房诚[(殊k-身k0绪)=陶=0锄]例：[de拼lt依a,念k]=评im宴ps线eq欠(1费0,赶-5朽0,待50厨);St茫em庆(k恋,d栗el谱ta);(4扮)单位事阶跃世序列方法1：k=汇-5常0:潮50舅;uk=[炒ze耕ro鞋s(零1,内50昏),on坛es(1酸,5我1)逢];St窗em炒(k寨,u炎k)方法2：fu访nc绒ti姻on越x青=jy皇xl伟(k)x=吗[k逗>=阴0]例：k=甲-4娇0:耽40狼;x=jy凯xl换(k);st丈em再(k么,x);(4毯)单位讨阶跃简序列方法3：fu退nc蛮ti贼on博[x倦,k]=镜st抱ep拦se吐q(尝k0括,k台1,声k2各)%产生x[浓k]=护u(例k-卫k0偷);拢k1挡<=宴k0吐<=饭k2k=抢[k吓1:棚k2搭];搅x=邪[(于k-堵k0目)>杏=0窗];例：[uk换,k]=颈st检ep泻se侦q(摇10购,-帝50狱,5罗0)尾;st嘴em捡(k错,u陵k)3信号复的基断本运劣算设，求店出并绘眨画出鼻时域桐波形sy咳mst;f=夕sy泻m(书'(在t/泼2+舟1)锣*(电he诸av你is武id团e(恐t+检2)架-h蛛ea帽vi测si墓de皇(t垦-2退))睛')无;su仁bp炼lo赚t(深2,宣3,扫1)刚,e屋zp边lo妨t(惭f,个[-雨3,博3]柱);ti鸣tl阔e(卸'f旬(t)'掉);gr珍id摸;y1艳=s厚ub律s(看f,论t,怕t+絮2)劝;su旱bp铃lo僵t(妈2,口3,极2)膨,e舌zp典lo旋t(污y1喝,[纱-5告,1缠])絮;ti刘tl债e(聪'f戴(t钻+2砌)'盈);gr碧id沟;y2贞=s钟ub仰s(族f,只t,宣t-拦2)准;su我bp元lo拐t(劣2,醉3,瘦3)纺,e趟zp趴lo征t(小y2肝,[扔-1狭,5堤])护;ti阅tl锻e(缝'f朋(t伤-2傍)'帮);gr状id抓;y3嫁=su征bs早(f箭,t沙,-雪t);su盗bp毯lo征t(诊2,班3,棚4)栋,e企zp吸lo左t(吩y3而,[我-3接,3监])驰;ti辩tl雾e(肚'f风(-俗2t蔑)'泉);gr止id由;y4粉=s拿ub期s(册f,叠t,新2*蒙t)交;su岭bp折lo括t(严2,艘3,束5)场,e嫩zp白lo串t(轧y4旷,[柄-2皆,2剪])韵;ti征tl凝e(梁'f拥(2惨t)捷')骂;gr慌id宝;实验净原理免二连续哀时间牙信号竖的卷芬积Ma窃tl厕ab的库淘函数co肢nv()只能批计算植离散落序列f1与f2的卷欧积和牲，构蓬造函钢数sc拿on作v()实现喊两连遇续函恼数的费卷积咽积分浴。举例1fu语nc厉ti头on贴[f室,k]=绪sc朴on琴v(幕f1控,f堪2,米k1庙,k央2,坛p)％计扭算连岁续信泼号卷透积积浆分f(飞t)=分f1诞(t僵)*竭f2具(t塌)％f:卷积饿积分f(汁t)对应炸的非稍零样罚值向艇量谜％k:f(这t)的对颈应时筒间向探量扶％f1目:芹f1翻(t嚼)非零赴样值仆向量触％f2徐:惜f2土(t挺)非零胃样值佛向量全％k1疗:摧f1键(t锁)的对雕应时污间向萍量％k2思:血f2砍(t赴)的对扯应时皮间向谱量丹％p:取样络时间扬间隔续：f=棕co骨nv顾(f招1,吃f2冻);湾%计算辛序列f1和f2的卷术积和f抖f=炒f*唤p;之k诵0=税k1码(1克)+易k2跃(1领);称%计算冶序列f非零啦样值泻的起威点位歌置k3敏=l讲en退gt介h(械f1悄)+遗le担ng连th卡(f敞2)棚-2%计算疑卷积绢和f非零衣样值蚀的宽总度k=子k0阿:p沃:k吸3*留p午%确定扇卷积锄和f非零退样值和的时懒间量su哲bp女lo脂t(秋2,呼2,区1)应p练lo韵t(呀k1顶,f碧1)贷%在子执图1绘出f1堂(t屈)的时颂域波窜形图ti链tl愈e(内‘f澡1(裁t)访')xl友ab六el嚼(‘延t')yl休ab陕el桥(‘剥f1宇(t晕)'随)续：su逝bp窄lo镜t(潜2,雷2,韵2)pl贴ot听(k薄2,威f2狭)％在棒子图2绘出f2恼(t休)的时从域波寺形图ti痛tl互e(脚‘f库2(教t)负')xl巩ab亿el汤(‘职t')yl忘ab绿el贷(‘榨f2周(t晕)'碗)su较bp胀lo西t(辣2,滚2,障3)pl蒜ot览(k穷,f)％画云卷积f(渔t)的时项域波亭形图h=ge素t(民gc麻a,芹‘p蚀os妻it帅io轨n’)h(冰3)轮=2讯.5旺*h匀(3唐)se练t(泛gc颈a,姓‘p妖os字it愧io犯n’，h)％将镰第三跨个子踪蝶图的谊横坐僚标范半围扩棒为原眠来的2.固5倍ti督tl泊e(怕‘f堵(t)=洁f1浆(t年)*经f2狠(t暑)'拥)xl舌ab匠el饺(‘瞎t’)yl将ab高el锯(‘授f(寒t)’垦)举例1已知答两个获连续状时间念信号委如下纺图所化示，械试用MA激TL构AB求f(t)=f1(t)*f2(t)，并丧绘出f(t)的时放域波素形图锻。MA叙TL居AB命令覆如下裙：p=座0.鸡01莲;k1寺=0站:p靠:2阻;f1役=0冻.5敞*k圣1;k2发=k灵1;f2甘=f摆1;[f,朝k]=朴sc务on便v(景f1纲,f汉2,靠k1蹲,k泡2,凭p)仿真犬结果实验棋原理遮三连续属时间良系统辈零状亦态响厅应的MA涝TL劝AB实现Ma殿tl刑ab库函灵数中竿的ls毯im()能对挠微分纠方程盗描述刘的LI箱T连续硬时间陪系统怨响应升进行谁仿真驰。函数ls浑im()的调狭用格影式：ls居im穴(b孙,a浮,x它,t)该调壶用格雷式中霜，a和b是由程描述涝系统融的微辣分方垄程左镇边和广右边录系数帅构成丽的两余个行是向量续；t为输睁入信市号时励间范乔围的食向量日，x为输林入信睡号在隐向量t定义锯的时短间点彻上的砌抽样索值举例2描述某连续时间系统的微分方程为求当输入信号为时，该系统的零状态响应。解：MA植TL咸AB命令绒如下句：a=白[1鄙2谦1翁];b=怪[1崇2缘瑞];p=汉0.默5;烟%定义蒙取样毫时间恭间隔t=碰0:宝p:拥5;冠%定义软时间平范围x=任ex雁p(框-2誓*t姓);左%定义绒输入陵信号ls季im慎(b替,a冰,x愿,t);错%对系莫统输侦出信锋号进来行仿弊真ho渔ld地o代np=壁0.低3;t=谅0:禽p:耗5;x=灵ex欧p(饼-2丹*t渐);ls紫im她(b午,a精,x饶,t);p=胁0.码01;t=全0:唯p:牢5;x=霞ex伶p(止-2劳*t佣);ls末im仓(b班,a枣,x铸,t);ho虽ld列o戚ffle类ge已nd歉('p=0冤.5踪蝶','p畜=0扑.3秋','p当=0阴.0喂1');系统拐零状鼻态响证应的掉仿真左波形皱图如皮图2.慢4所示盲：惭系肆统零跟状态我响应僵的仿惯真波素形图窗如下稻图所荣示：仿真张结果实验丸原理享四连续呜时间长系统碑冲激言响应育的MA招TL越AB实现MA殊TL鞠AB为用令户提错供了启专门球用于绣连续界系统枪冲激恐响应记并绘雷制其述时域浴波形愉的im集pu誓ls肆e函数函数im愚pu群ls副e(隐)的调沟用格电式：im迅pu娇ls省e(陷b,朋a)连续恶时间鲜系统猴阶跃塌响应初的MA吓TL后AB实现MA畅TL乎AB为用狼户提毫供了禽专门正用于葬连续档系统揉阶跃葬响应晕并绘误制其配时域闸波形涝的st课ep函数函数st朱ep待()的调冬用格法式：st积ep物(b净,a)举例3例4已知描述某连续系统的微分方程为请利用MATLAB绘出系统的冲激响应和阶跃响应的时域波形。MA遥TL饺AB命令诉如下江：a=伟[1与1祸6锈];b=屿[1庸];su伙bp到lo满t(柱2,忠2,中1)im界pu钢ls但e(五b,步a)su俯bp畏lo茫t(费2,剩2,钩2)st券ep熟(b钟,a)仿真延波形实验轨原理取五Ma喇tl呆ab为用爸户提乏供了兽专门稻用于慎求离纯散系央统单啦位序哲列响续应数勤值解伴并绘悼制其忧时域领波形州的im垦pz函数壳。其调匆用形隔式之后一为务：Im拍pz（b,坐a,深N）其中敌，a和b分别矿为描府述离每散系爬统的蜘差分朝方程误系数煤所决劲定的激行向悲量，N为正宣整数扣，用左于指粗定绘夹制系毯统单折位序晓列响顺应的运时间宫范围馋，即幸该调串用格筝式将伟绘出项由向世量a和b定义侄的离烧散系隙统在0～N个时筋间样继点区沙间单谁位序桨列响难应的蚁时域辜波形敌。举例4已知暖差分坊方程韵为y(眨n)什-y缓(n才-1群)+下y(磁n-叔2)扛/8饼=x(跳n).求该瘦系统献的单狠位序输列响汤应灰。命令泻代码匹如下忽：a=凡[1怖-贴1