信号系统实验报告.docx
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信号系统实验报告.docx
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信号系统实验报告
信号与系统实验报告
指导老师:
院系:
班级:
姓名:
学号:
实验一:
绘制各种信号波形
实验内容:
绘制5种函数图像。
1.5个小窗口显示:
程序代码:
clc;
clearall;
closeall;
t=[-10:
0.01:
10];
y1=sin(t);%正弦函数
y2=(t>0);%阶跃函数
y3=(t==0);%冲激函数
y4=exp(-2*t);%指数函数
y5=(t>-1)-(t>1);%门函数
figure;
subplot(3,2,1);
plot(t,y1,'k');
gridon;
legend('正弦函数');
subplot(3,2,2);
plot(t,y2,'r');
gridon;
legend('阶跃函数');
subplot(3,2,3);
plot(t,y3,'k');
gridon;
legend('冲激函数');
subplot(3,2,4);
plot(t,y4,'g');
gridon;
legend('指数函数');
subplot(3,1,3);
plot(t,y5,'b');
gridon;
legend('门函数');
运行结果:
2.同一坐标轴显示:
程序代码:
clc;
clearall;
closeall;
t=[-10:
0.01:
10];
y1=sin(t);%正弦函数
y2=(t>0);%阶跃函数
y3=(t==0);%冲激函数
y4=exp(-2*t);%指数函数
y5=(t>-1)-(t>1);%门函数
figure;
plot(t,y1,'k');
holdon;
plot(t,y2,'r');
holdon;
plot(t,y3,'k');
holdon;
plot(t,y4,'g');
holdon;
plot(t,y5,'b');
holdon;
legend('正弦函数','阶跃函数','冲激函数','指数函数','门函数');
axis([-2,2,0,2]);
gridon;
运行结果:
实验二:
信号的运算
实验内容:
信号的加减乘除,信号的平移,翻转,尺度变换,卷积运算,并画出图像。
程序代码:
clc;
clearall;
closeall;
t=[-10:
0.01:
10];
y1=(t>-1)-(t>1);%门函数
y2=(sin(t)./t);%sa函数
y3=0.5*y2;
figure;
subplot(2,2,1);
y4=y3;
%加、减、乘、除
plot(t,y2+y3,'r');%加
holdon;
plot(t,y2-y3,'k');%加
holdon;
plot(t,y3.*y2,'g');%乘
holdon;
plot(t,y1./y2,'b');%除
holdon;
title('加、减、乘、除');
legend('加','减','乘','除');
gridon;
%平移、翻转
subplot(2,2,2);
w=y2-1;
plot(t,w,'b');
holdon;
plot(t,-y2,'r');
holdon;
title('平移、翻转');
legend('平移','翻转',4);
gridon;
%尺度变换
subplot(2,2,3);
plot(t,y2,'b');%
holdon;
plot(2*t,y2,'r');
holdon;
plot(t,y3,'g');
holdon;
title('Sa函数尺度变换');
legend('Sa','扩展','压缩');
gridon;
%门函数卷积
subplot(2,2,4);
w=conv(y1,y1);%卷积
plot(w,'linewidth',2);
title('门函数卷积');
legend('卷积',1);
gridon;
运行结果:
实验三:
系统的响应的求解
实验内容:
求解系统y”(t)+5y’(t)+6y(t)=f’(t)+3f(t)
程序代码:
clc;
clearall;
closeall;
t=[0:
0.01:
10];
f=(t>-1)-(t>1);%门函数(Input)
b=[1,3];
a=[1,5,6];
sys=tf(b,a);
y1=impulse(sys,t);
subplot(2,2,1);
plot(t,y1);
title('冲激响应');
gridon;
y2=step(sys,t);
subplot(2,2,2);
plot(t,y2);
title('阶跃响应')
gridon;
y3=lsim(sys,f,t);
subplot(2,2,3);
plot(t,y3);
title('零状态响应');
gridon;
w=conv(f,y1);
subplot(2,2,4)
plot(w,'r');
title('函数与冲激卷积');
gridon;
运行结果:
实验四:
系统的频域分析
实验内容:
编写门函数的傅立叶变换程序
程序代码:
clc;
clearall;
closeall;
R=0.05;
t=-2:
R:
2;
f=(t>-1)-(t>1);%f(t)的时域宽度为2,t的取值范围放大为-2~2(求得门函数)
subplot(3,2,1)
plot(t,f)
xlabel('t');
ylabel('f(t)');
y=R*conv(f,f);%求y(t)=f(t)*f(t),本例y(t)的时宽为f(t)时宽的两倍(门函数自卷积)
n=-4:
R:
4;%n的取值范围为t的取值范围的两倍,为-4~4
subplot(3,2,2);
plot(n,y);
xlabel('t');
ylabel('y(t)=f(t)*f(t)');
axis([-33-13]);
W1=2*pi*5;
N=200;
k=-N:
N;
W=k*W1/N;
F=f*exp(-j*t'*W)*R;%求f(t)的傅里叶变换F(jw)
F=real(F);
Y=y*exp(-j*n'*W)*R;%求y(t)的傅里叶变换Y(jw)
Y=real(Y);
F1=F.*F
subplot(3,2,3);
plot(W,F);
xlabel('w');
ylabel('F(jw)');
subplot(3,2,4);
plot(W,F1);
xlabel('w');
ylabel('F(jw).F(jw)');
axis([-202004]);
subplot(3,2,5);
plot(W,Y);
xlabel('w');
ylabel('Y(jw)');
axis([-202004]);
运行结果:
实验五:
系统的复频域分析
A.已知:
编写程序求其拉氏逆变换
程序代码:
clc;
clearall;
closeall;
b=2;
a1=[10];
a2=[11];
a=conv(conv(a1,a2),a2)
[r,p,k]=residue(b,a)
运行结果:
a=
1210
r=
-2
-2
2
p=
-1
-1
0
k=
[]
B.已知:
,输入信号为阶跃函数,求输出
程序代码:
clc;
clearall;
closeall;
a1=[12];
a2=[13];
sys=tf(10,[a1,a2]);%定义传输函数
t=[-2:
0.01:
2]'%定义抽样时间
f=(t>0);
y=lsim(sys,f,t)%求零状态响应
plot(t,f,'b-',t,y,'r');
legend('f(t)','y(t)');
gridon;
运行结果:
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