信号与系统

贵州师范大学职业技术学院实验报告科目：信号与系统专业：电子信息工程(职教师资方向)班级：2013级姓名：学号：1321250100指导教师：徐凯贵州师范大学职业技术师范学院实验日期2015年3月9日实验指导师：徐凯成绩：2实验一实验名称：连续时间信号在Matlab中的表示一、实验目的：（1）学会运用Matlab表示常用连续时间信号的方法。（2）观察并熟悉这些信号的波形和特性。二、实验要求1、熟练掌握Matlab的使用方法2、掌握Matlab在连续时间信号中的使用。三、实验内容：1、利用Matlab命令画出下列连续信号的波形图。（1）)4/3t(2cos（2）)t(u)e2(t（3）)]2()(u)][t(cos1[tut2、利用Matlab命令画出复信号j(t/4)f(t)2e的实部、虚部、模和辐角。四、实验总结源程序如下:1、（1）clear;clc;t=0:0.01:3;ft=2*cos(3*t+pi/4);plot(t,ft);gridon；axis([0,3,-2.2,2.2]);title(‘余弦信号’);贵州师范大学职业技术师范学院实验日期2015年3月9日实验指导师：徐凯成绩：3运行结果如下图所示：（2）源程序如下：clear;clc;t=-5:0.01:8;ft=(2-exp(-t)).*uCT(t);plot(t,ft);gridon；axis([-5,8,-0.5,31]);运行结果如下图所示：（3）源程序如下：clear;clc;t=-5:0.01:8;ft=(1+cos(pi*t)).*(uCT(t)-uCT(t-2));plot(t,ft);gridon；贵州师范大学职业技术师范学院实验日期2015年3月9日实验指导师：徐凯成绩：4axis([-5,8,-0.5,2.5]);运行结果如下图所示：2、源程序如下：clear；clc；f=2*exp（j*（t+pi/4））；title(‘复指数函数实部’);subplot(2,2,2);plot(t,imag(f));gridon;title(‘复指数函数虚部’);subplot(2,2,3);plot(t,abs(f));gridon;title(‘复指数函数的模’)；subplot(2,2,4);plot(t,angle(f));gridon;title(‘复指数函数的幅角’)；运行结果如下图所示：贵州师范大学职业技术师范学院实验日期2015年3月9日实验指导师：徐凯成绩：5贵州师范大学职业技术师范学院实验日期2015年3月23日实验指导师：徐凯成绩：1实验二实验名称：连续时间信号在Matlab中的运算一、实验目的：（1）学会运用Matlab进行连续时间信号的时移、反褶和尺度变换；（2）学会运用Matlab进行连续时间信号微分、积分运算；（3）学会运用Matlab进行连续时间信号相加、相乘运算；（4）学会运用Matlab进行连续时间信号卷积运算。二、实验要求1、要求掌握运用Matlab进行连续时间信号的时移、反褶和尺度变换；2、要求掌握运用Matlab进行连续时间信号微分、积分运算以及能运用Matlab进行连续时间信号相加、相乘运算并且学会运用Matlab进行连续时间信号卷积运算。三、实验内容及步骤（1）使用微分命令求ysinlnxxx关于变量x的一阶导数；使用积分命令计算不定积分dxxaxx225，定积分dxxxex1021。（2）已知信号的波形（课本P13例题），画出2332tftftftf，，，的波形图。（3）已知ttfttf8sin,sin21，使用命令画出两信号和及两信号乘积的波形图。其中，Hzf12四、实验总结（1）源程序如下：clearall;closeall;clc;symsx;y=x*sin(x)*log(x);dy=diff(y,’x’,1);z=x^5-2*x*x+sqrt(x)/2;lz=int(z,’x’);贵州师范大学职业技术师范学院实验日期2015年3月23日实验指导师：徐凯成绩：2w=x*exp(x)/[(1+x)^2];lw=int(w,’x’,0,1)dy=sin(x)*log(x)+x*cos(x)*log(x)+sin(x);lz=1/6*x^6-2/3*x^3+1/3*x^(3/2);lw=1/2*exp(1)-1;(2)源程序如下：clearall;closeall;clc;t=-5:0.01:5;y1=2*exp(-(t/4).^2);y2=2*exp(-((t-2)/4).^2);y3=2*exp(-(3*t/4).^2);y4=2*exp(-(-t/4).^2);subplot(2,2,1);plot(t,y1);axis([-6,6,0,3]);title(‘f1(t)’);gridon;subplot(2,2,2);plot(t,y2);axis([-6,6,0,3]);title(‘f2(t)’);gridon;subplot(2,2,3);plot(t,y3);axis([-6,6,0,3]);title(‘f3(t)’);gridon;subplot(2,2,4);plot(t,y4);axis([-6,6,0,3]);title(‘f4(t)’);gridon;贵州师范大学职业技术师范学院实验日期2015年3月23日实验指导师：徐凯成绩：3运行结果如下图所示：(3)源程序如下：clearall;clc;t=-2:0.01:2;y1=sin(2*pi*t);y2=sin(8*2*pi*t);y3=sin(2*pi*t).*sin(8*2*pi*t);plot(t,y1,t,y2,t,y3);axis([-22-11]);xlabel(‘t’),ylabel(‘y’);gridon;贵州师范大学职业技术师范学院实验日期2015年3月23日实验指导师：徐凯成绩：4运行结果如下图所示：贵州师范大学职业技术师范学院实验日期2015年4月9日实验指导师：徐凯成绩：1实验三实验名称：连续时间LTI系统的时域分析一、实验目的：（1）学会使用符号法求解连续系统的零输入响应和零状态响应（2）学会使用数值法求解连续系统的零状态响应（3）学会求解连续系统的冲激响应和阶跃响应二、实验要求1、学会运用MATLAB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；2、学会运用MATLAB求解连续系统的冲激响应和阶跃响应；3、思考运用MATLAB卷积积分法求解系统的零状态响应三、实验内容及步骤（1）已知系统的微分方程和激励信号，使用MATLAB命令画出系统的零状态响应和零输入响应（零状态响应分别使用符号法和数值法求解，零输入响应只使用符号法求解）。要求题目2必做，题目1选做。（2）已知系统的微分方程，使用MATLAB命令画出系统的冲激响应和阶跃响应（数值法）。要求题目2必做，题目1选做。四、实验总结（1）零状态响应数值法：clear;ts=0,te=5,dt=0.01;sys=tf([1,3],[1,4,4]);贵州师范大学职业技术师范学院实验日期2015年4月9日实验指导师：徐凯成绩：2t=ts:dt:te;f=exp(-t).*(t=0);y=lsim(sys,f,t);plot(t,y);gridon;xlabel(‘Time(sec)’);ylabel(‘yt’);title(‘零状态响应’)；运行结果如下图所示：零输入响应clear;eq=’D2y+4*Dy+4*Y=0’;cond=’y(0.01)=1,Dy(0.01)=1’;yzi=dsolve(eq,cond);贵州师范大学职业技术师范学院实验日期2015年4月9日实验指导师：徐凯成绩：3yzi=(97*exp(1/50))/(100*exp(2*t))+(3*t*exp(1/50))/exp(2*t);explot(yzi,[0,8]);title(‘零输入响应’)；xlabel(‘Time(sec)’);ylabel(‘yzi’);运行结果如下图所示：（3）源程序：t=0:0.001:4;sys=tf([0,1],[1,2,2]);h=impulse(sys,t);g=step(sys,t);subplot(211);plot(t,h);gridon;xlabel(‘Time(sec)’),ylabel(‘h(t)’);title(‘冲击响应’)；subplot(212);plot(t,g);贵州师范大学职业技术师范学院实验日期2015年4月9日实验指导师：徐凯成绩：4gridon;xlabel(‘Time(sec)’),ylabel(‘g(t)’);title(‘阶跃响应’)；运行结果如下图所示：阶跃响应贵州师范大学职业技术师范学院实验日期2015年5月21日实验指导师：徐凯成绩：1实验四实验名称：连续时间LTI系统的频率特性及频域分析一、实验目的：（1）学会运用MATLAB分析连续系统地频率特性（2）学会运用MATLAB进行连续系统的频域分析二、实验要求1、学会运用MATLA分析连续系统的频率特性。2、掌握相关函数的调用。三、实验内容及步骤(1)试用MATLAB命令求下图所示电路系统的幅频特性和相频特性。已知FCHLR1.0,2,10。(2)已知系统微分方程和激励信号如下，试用MATLAB命令求系统的稳态响应。ttftftyty2cos)(),()(5.1)(tttftftftytyty5cos2cos3)(),(2)()(3)(2)(四、实验总结（1）w=-6*pi:0.001:6*pi;b=5;a=[1,1,5];H=freqs(b,a,w);subplot(2,1,1);plot(w,abs(H));gridon;subplot(2,1,2);plot(w,angle(H));贵州师范大学职业技术师范学院实验日期2015年5月21日实验指导师：徐凯成绩：2gridon;运行结果如下图所示：（2）源程序：t=0:0.01:20;w=2;H=(j*w)/(j*w+1.5);f=cos(2*t);y=abs(H)*cos(w*t+angle(H));subplot(2,1,1);plot(t,f);gridon;subplot(2,1,2);plot(t,y);gridon;贵州师范大学职业技术师范学院实验日期2015年5月21日实验指导师：徐凯成绩：3运行结果如下图所示：源程序：t=0:0.01:20;w1=2;w2=5;H1=(-j*w1+2)/(-[w1]^2+2j*w1+3);H2=(-j*w2+2)/(-[w2]^2+2j*w2+3);f=3+cos(2*t)+cos(5*t);y=abs(H1)*cos(w1*t+angle(H1)+abs(H2)*cos(w2)*t+angle(H2));subplot(2,1,1);plot(t,f);gridon;subplot(2,1,2);plot(t,y);gridon;贵州师范大学职业技术师范学院实验日期2015年5月21日实验指导师：徐凯成绩：4运行结果如下图所示：