实验五-连续系统分析
- 格式:doc
- 大小:151.50 KB
- 文档页数:6
光电⼦技术实验_实验五实验报告光电⼦技术实验报告实验五光纤通信系统设计⼀、实验⽬的1.掌握光纤传输系统的组成和性能测试⽅法。
2.了解线路编解码(CMI,HDB3)的原理和特性。
3.设计并搭建⼀个点到点光纤传输系统,测量发射光功率和接收机灵敏度,计算可传输的最远距离4.将EDFA⽤于光纤传输系统,了解EDFA的功率补偿在系统中的作⽤⼆、实验原理见后附预习报告三、实验装置“光纤传输实验系统”、EDFA、误码测试仪、双踪⽰波器、光功率计、光纤、可调光衰减器、直流稳压电源等。
四、实验内容1.使⽤光纤传输系统,利⽤伪随机码作为信源,观察直接调制激光器波形及眼图、接收端波形及眼图;学会使⽤眼图评价信号波形的⽅法。
2.学会误码仪使⽤⽅法,了解ITU-T误码测试指标的规定和测量⽅法。
测量光纤传输系统的接收机灵敏度和传输距离。
3.研究EDFA对光传输系统的功率补偿作⽤,将EDFA⽤于中继放⼤,经过研究测量得到最优的线路设计,使得总传输距离尽量长。
五、原始数据后附原始记录数据。
六、数据分析处理1.激光器P-I曲线测量根据原始测量的数据,绘制P-I曲线如下(原始数据及系统连接图见原始数据):可见斜率突变点I约为10mA,因此取⼯作点为16.0mA,以保证⼯作在合适th区段。
2.测量传输距离系统图及各部分连接关系见后附原始数据。
通过测量误码刚出现时(误码仪显⽰或⽰波器眼图闭合)时信号功率衰减,从⽽计算传输距离i.眼图眼图刚闭合时如下图:此时测得输⼊功率Pin =-3.64dbm,输出功率Pout=-38.47dbm传输距离d=P in?P out0.2db/km=174.15km ii.误码仪误码仪刚刚开始接收到误码时,测得输⼊功率Pin =-3.64dbm,输出功率Pout=-37.52dbm传输距离d=P in?P out0.2db/km=169.90km对⽐误码仪和眼图测量结果,个⼈认为计算传输距离应以误码仪结果为准,理由如下:误码仪同时接收输⼊信号和输出信号,因此对误码的计数准确⽆误,能较准确的发现出现误码的临界点;但通过⽰波器观察眼图则较难判断临界点,分界模糊,受⼈眼主观性影响较强,因此测量结果不是很准确。
实验五自动控制系统的稳定性和稳态误差分析一、实验目的1、研究高阶系统的稳定性,验证稳定判据的正确性;2、了解系统增益变化对系统稳定性的影响;3、观察系统结构和稳态误差之间的关系。
二、实验任务1、稳定性分析欲判断系统的稳定性, 只要求出系统的闭环极点即可, 而系统的闭环极点就是闭环传递函数的分母多项式的根,可以利用 MATLAB 中的 tf2zp 函数求出系统的零极点,或者利用 root 函数求分母多项式的根来确定系统的闭环极点,从而判断系统的稳定性。
(1 已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为 0.2(2.5 ( (0.5(0.7(3s G s s s s s +=+++, 用 MATLAB 编写程序来判断闭环系统的稳定性, 并绘制闭环系统的零极点图。
在 MATLAB 命令窗口写入程序代码如下:z=-2.5p=[0,-0.5,-0.7,-3]k=0.2Go=zpk(z,p,kGc=feedback(Go,1Gctf=tf(Gcdc=Gctf.dendens=poly2str(dc{1},'s'运行结果如下:dens=s^4 + 4.2 s^3 + 3.95 s^2 + 1.25 s + 0.5dens 是系统的特征多项式,接着输入如下 MATLAB 程序代码:den=[1,4.2,3.95,1.25,0.5]p=roots(den运行结果如下:p =-3.0058-1.0000-0.0971 + 0.3961i-0.0971 - 0.3961ip 为特征多项式 dens 的根,即为系统的闭环极点,所有闭环极点都是负的实部, 因此闭环系统是稳定的。
下面绘制系统的零极点图, MATLAB 程序代码如下:z=-2.5p=[0,-0.5,-0.7,-3]k=0.2Go=zpk(z,p,kGc=feedback(Go,1Gctf=tf(Gc[z,p,k]=zpkdata(Gctf,'v'pzmap(Gctfgrid运行结果如下:z =-2.5000p =-3.0058-1.0000-0.0971 + 0.3961i-0.0971 - 0.3961ik =0.2000输出零极点分布图如图 3-1所示。
信号与系统实验报告课程名称:信号与系统实验实验项目名称:连续线性时不变系统分析专业班级:姓名:学号:完成时间:年月日一、实验目的1.掌握连续LTI 系统的单位冲激响应、单位阶跃响应和任意激励对应响应的求解方法。
2.掌握连续LTI 系统的频域分析方法。
3.掌握连续LTI 系统的复频域分析方法。
4.掌握连续LTI 系统的时域、频域和复频域分析方法的相互转换。
二、实验原理1.连续LTI 系统的时域分析(1) 连续线性时不变系统的描述设连续线性时不变系统的激励为)(t e ,响应为)(t r ,则描述系统的微分方程可表示为()()00()()n mi j ij i j a r t b e t ===∑∑ 为了在Matlab 编程中调用有关函数,我们可以用向量a 和b 来表示该系统,即],,,,011a a a a n n -=[a ],,,,011b b b b m m -=[b这里要注意,向量a 和b 的元素排列是按微分方程的微分阶次降幂排列,缺项要用0补齐。
(2) 单位冲激响应单位冲激响应)(t h 是指连续LTI 系统在单位冲激信号)(t δ激励下的零状态响应,因此)(t h 满足线性常系数微分方程(5.1)及零初始状态,即()()00()()n m i j ij i j a h t b t δ===∑∑, ()(0)0, [011]k h k ,,,n --==按照定义,它也可表示为)()()(t t h t h δ*=对于连续LTI 系统,若其输入信号为)(t e ,冲激响应为)(t h ,则其零状态响应()zs y t 为()()()zs y t e t h t =*可见,)(t h 能够刻画和表征系统的固有特性,与何种激励无关。
一旦知道了系统的冲激响应)(t h ,就可求得系统对任何输入信号)(t e 所产生的零状态响应()zs y t 。
Matlab 提供了专门用于求连续系统冲激响应的函数impulse(),该函数还能绘制其时域波形。
实验五 连续系统串联校正一、实验目的1. 加深理解串联校正装置对系统动态性能的校正作用。
2. 对给定系统进行串联校正设计,并通过模拟实验检验设计的正确性。
二、实验仪器1.EL-AT-II 自动控制系统实验箱一台 2.计算机一台 三、实验内容 1.串联超前校正(1)系统模拟电路图如图4-1,图中开关S 断开对应未校情况,接通对应超前校正。
图4-1 超前校正电路图(2)系统结构图如图4-2图4-2 超前校正系统结构图图中 Gc1(s )=31005.01205.02++=s s Gc2.串联滞后校正(1) 模拟电路图如图4-3,开关s 断开对应未校状态,接通对应滞后校正。
图4-3 滞后校正模拟电路图(2)系统结构图示如图4-4图4-4 滞后系统结构图图中 Gc1(s )=516152++=s s Gc四、实验步骤1.启动计算机,运行“自动控制实验系统”软件。
2.测试计算机与实验箱的通信是否正常,确保实验箱与计算机通信正常后才可以继续进行实验。
(相位裕量)相角裕度γ定义为180°加开环幅相曲线幅值1时的相角。
对应于1)()(=g g j H j G ωω时的频率c ω称为增益穿越频率,又称剪切频率或交界频率。
(c ω称为系统的截止频率)在c ω处,使系统达到临界稳定状态时所能接受的附加相位滞后角。
即)()180c c j H j G ωωγ(∠+︒= 式中)()c c j H j G ωω(∠是开环频率特性在c ω处的相位。
不难理解,对于开环稳定的系数,若︒<0γ,表示)()c c j H j G ωω(曲线包围)0,1j -(点,相应的闭环系统是不稳定的;反之,若︒>0γ,则相应的闭环系统是稳定的。
一般γ越大,系统的相对稳定性也就越好。
因为系统的参数并非绝对不变,如果γ太小,而因参数的变化而使奈奎斯特曲线包围)0,1j -(点,因而导致系统不稳定。
(幅值裕量g K )幅值裕度h 定义在开环幅相曲线上,相角为-180°时对应幅值的倒数。
五、连续反应过程(一)、概述本连续反应过程是工业常见的典型的带搅拌的釜式反应器( CSTR)系统,同时又是高分子聚合反应。
本实验是当前全实物实验根本无法进行的复杂、高危险性实验,又是非常重要的基础反应动力学实验和反应系统控制实验内容。
此外,全实物实验还面临物料消耗、能量消耗、反应产物的处理、废气废液的处理和环境污染问题,以上各项问题比间歇反应更严重,因为连续反应的处理量大大超过间歇过程。
现有的连续反应实验系统实际上都是水位及流量系统,根本没有反应现象。
在本连续反应实验系统上除了进行常规控制系统实验外,还可以进行模糊控制、优化控制、深层知识专家系统(例如SDG法)故障诊断等高级控制实验。
(二)、工艺过程简介连续反应实验系统以液态丙烯为单体、以液态已烷为溶剂,在催化剂与活化剂的作用下,在反应温度70+1.0℃下进行悬浮聚合反应,得到聚丙烯产品。
在工业生产中为了提高产量,常用两釜或多釜串联流程。
由于在每一个反应釜中的动态过程内容相似,为了提高实验效率、节省实验时间,特将多釜反应器简化为单反应器连续操作系统。
丙烯聚合反应是在己烷溶剂中进行的,采用了高效、高定向性催化剂。
己烷溶剂是反应生成物聚丙炜的载体,不参与反应,反应生成的聚丙烯不溶于单体丙烯和溶剂,反应器内的物料为淤浆状,故称此反应为溶剂淤浆法聚合。
见图1-7所示,连续反应实验系统包括:带搅拌器的釜式反应器。
反应器为标准盆头釜,为了缩短实验时间,必须减小时间常数,亦即缩小反应器容积,缩小后的反应器尺寸为:直径1000 mm,釜底到上端盖法兰高度1376 mm,反应器总容积1.037 m3,反应釜液位量程选定为0-1300 mm (0-100%)。
反应器耐压约2.5MPa,为了安全,要求反应器在系统开、停车全过程中压力不超过1.5 MPa。
反应器压力报警上限组态值为1.2 MPa。
丙烯聚合反应过程主要有三种连续性进料(控制聚丙烯分子量的氢气在实验中不考虑),第一种是常温液态丙烯,F4为丙烯进料流量、V4是丙烯进料双效阀;第二种是常温液态己烷,F5己烷进料流量、V5己烷进料阀;第三种是来自催化剂与活化剂配制单元的常温催化剂与活化剂的混合液,F6为催化剂混合液进料流量、V6催化剂混合液进料阀。
信号与线性系统实验报告
班级: 电科122
学号: 124633224
姓名: 纳扎尔·库尔曼别克
2015年10月
计算机与信息工程学院
2. 已知{}{}12()1,1,1,2,()1,2,3,4,5f k f k ==,求两序列的卷积和>> a=[1,1,1,2];
>> b=[1,2,3,4,5];
>> g=conv(a,b);
2.利用ifourier( ) 函数求下列频谱函数的傅氏反变换
22()16F j j ω
ωω=-+
已知下列系统函数H (s),求其频率特性。
已知系统函数H (s),求其频率特性和零极点图。
t
已知信号的拉氏变换如下,请用MATLAB画出其三维曲面图,观察其图形特点,
.已知下列单边离散序列的z 变换表达式,求其对应的原离散序列2121()2z z F z z z ++=+-
syms k z
3. 已知离散系统的系统函数H (z)如下,请绘出系统的幅频和相频特性曲线,统的作用
122344()()()
z H z z z +=++。
【实验1】利用matlab 进行信号的时域分析 (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([0 10 -0.1 1.1]; >> xlabel('t') >> ylabel('ft')(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([0 3 -1.1 1.1]); >> xlabel('t') >> ylabel('ft')()t f t Ae α=()sin()f t A t ωϕ=+>>x=linspace(-20,20); >> y=sinc(x/pi); >> plot(x,y);>> grid; >> axis([-21 21 -0.5 1.1]); >> xlabel('x') >> ylabel('y')(4)矩形脉冲信号 >> t=0:0.001:4; >> T=1;>> ft=rectpuls(t-2*T,2*T); >> plot(t,ft); >> grid;>> axis([-1 5 -0.1 1.1]); >> xlabel('t') >>ylabel('ft')t t t Sa t f )sin()()(==)]()([)()(10τετετ+-+==t t A t G t ffunction ft=heaviside(t) ft=(t>0); >> t=-1:0.001:3; >> ft=heaviside(t); >> plot(t,ft); >> grid;>> axis([-1 3 -0.1 1.1]); >> xlabel('t') >>ylabel('ft')(6)复指数信号的时域波形 >> t=0:0.1:60;>> f=exp(-0.1*t).*sin(2/3*t); >> plot(t,f); >> grid;>> axis([0 60 -1 1]); >> xlabel('Time(sec)') >>ylabel('f(t)')⎩⎨⎧<>=)0(0)0(1)(t t t ε)32sin()(1.0t e t f t -=(7)加入随机噪声的正弦波>> t=0:0.001:50;>> y=sin(2*pi*50*t);>> s=y+randn(size(t)); >> subplot(2,1,1);>> plot(t(1:100),y(1:100)); >> grid;>> subplot(2,1,2);>> plot(t(1:100),s(1:100)); >>grid;(8)周期矩形波>> A=1;>> t=0:0.0001:5;>> y=A*square(2*pi*t,20); >> plot(t,y);>> grid;>> axis([0 5 -1.5 1.5]);(9)信号的基本运算>> syms t;>>f=sym('(t/2+1)*(heaviside(t+2)-heaviside(t-2))');>>subplot(3,2,1),ezplot(f,[-3,3]);>>grid;>> y1=subs(f,t,t+2);>> subplot(3,2,2),ezplot(y1,[-5,1]);>> title('f(t+2)');>> grid;>> y2=subs(f,t,t-2);>> subplot(3,2,3),ezplot(y2,[-1,5]);>> title('f(t-2)');>> grid;>> y3=subs(f,t,-t);>> subplot(3,2,4),ezplot(y3,[-3,3]);>> title('f(-t)');>> grid;>> y4=subs(f,t,2*t);>> subplot(3,2,5),ezplot(y4,[-2,2]);>> title('f(2t)');>> grid;例1求系统y ”(t )+2y ’(t )+100y (t )=10f (t )的零状态响应,已知f (t )=(sin2πt ) ε(t )。
课程名称:电力系统分析综合实验指导老师:成绩:实验名称:电力系统暂态稳定实验实验类型:冋组冋学:一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填)三、主要仪器设备(必填) 四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填)七、讨论、心得一、实验目的和要求1. 通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解,使课堂理论教学与实践结合,提高学生的感性认识。
2. 学生通过实际操作,从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理措施3. 用数字式记忆示波器测出短路时电流的非周期分量波形图,并进行分析二、实验内容和原理电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后,各发电机能否继续保持同步运行的问题。
在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。
正常运行时发电机功率特性为:E°U 0 sin r . "X1 ;短路运行时发电机功率特性为:E0U 0 sin - 2 -X2;故障切除发电机功率特性为;P二E o U o Sin、3 ;3X3对这三个公式进行比较,我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。
而系统保持稳定条件是切除故障角S c小于S max, S max可由等面积原则计算出来。
本实验就是基于此原理,由于不同短路状态下,系统阻抗X2不同,同时切除故障线路不同也使X3不同,S max也不同,使对故障切除的时间要求也不同。
同时,在故障发生时及故障切除通过强励磁增加发电机的电势,使发电机功率特性中Eo增加,使S max增加,相应故障切除的时间也可延长;由于电力系统发生瞬间单相接地故障较多,发生瞬间单相故障时采用自动重合闸,使系统进入正常工作状态。
这二种方法都有利于提高系统的稳定性。
三、主要仪器设备(1)WL-04B微机励磁调节器;(2)HGWT-03B微机准同期控制器;(3)TSG-03B微机调速装置(4)微机保护装置;(5)模拟实验台四、操作方法与实验步骤1. 单回路稳态非全相运行实验首先按照稳态对称运行实验中运行方式1的线路开关状态进行线路开关的合闸和分闸,调整发电机输出的有功、无功功率与稳态对称运行实验时一致,然后按以下步骤进行实验,比较其运行状态的变化。
实验一 基本信号的产生一、实验学时:3学时 二、实验类型:验证性 三、开出要求:必修 四、实验目的学习使用MATLAB 产生基本信号、绘制信号波形、实现信号的基本运算,为信号分析和系统设计奠定基础。
五、实验原理及内容MATLAB 提供了许多函数用于产生常用的基本信号:如阶跃信号、脉冲信号、指数信号、正弦信号和周期矩形波信号等。
这些基本信号是信号处理的基础。
1. 连续阶跃信号的产生产生阶跃信号的MA TLAB 程序如下:t= -2: 0.02: 6; x=(t>=0); plot(t,x); axis([-2,6,0,1.2]);图一 连续阶跃信号2. 连续指数信号的产生产生随时间衰减的指数信号的MATLAB 程序如下:t = 0: 0.001: 5; x = 2*exp(-1*t); plot(t,x);图二 连续指数信号 3. 连续正弦信号的产生利用MATLAB 提供的函数cos 和sin 可产生正弦和余弦信号。
产生一个幅度为2, 频率为4Hz, 相位为p/6的正弦信号的MATLAB 程序如下:f0=4;w0=2*pi*f0;t = 0: 0.001: 1;x = 2*sin(w0*t+ pi/6);plot(t,x); 图三 连续正弦信号4.连续矩形脉冲信号的产生函数rectpulse(t,w)可产生高度为1、宽度为w 、关于t=0对称的矩形脉冲信号。
产生高度为1、宽度为4、延时2秒的矩形脉冲信号的MATLAB 程序如下:t=-2: 0.02: 6;x=rectpuls(t-2,4);plot(t,x); 图四 连续矩形脉冲信号5. 连续周期矩形波信号的产生函数square(w0*t)产生基本频率为w0 (周期T=2p/w0)的周期矩形波信号。
函数square(w0*t, DUTY)产生基本频率为w0 (周期T=2p/w0)、占空比DUTY= t/T*100的周期矩形波。
τ为一个周期中信号为正的时间长度。
一、实验目的
深刻理解连续时间系统的系统函数在分析连续系统的时域特性、频域特性及稳定性中的重要作用及意义,掌握根据系统函数的零极点设计简单的滤波器的方法。
掌握利用MATLAB 分析连续系统的时域响应、频响特性和零极点的基本方法。
二、 实验原理
MATLAB 提供了许多可用于分析线性时不变连续系统的函数,主要包含有系统函数、系统时域响应、系统频域响应等分析函数。
1. 连续系统的时域响应
连续时间LTI 系统可用如下的线性常系数微分方程来描述:
)()( )()(01)1(1)(t y a t y a t y a t y a n n n n ++++-- )()( )()(01)1(1)(t x b t x b t x b t x b m m m m ++++=-- 。
已知输入信号x (t )以及系统初始状态)0(,),0('),0()1(----n y y y ,就可以求出系统的响应。
MATLAB 提供了微分方程的数值计算的函数,可以计算上述n 阶微分方程描述的连续系统的响应,包括系统的单位冲激响应、单位阶跃响应、零输入响应、零状态响应和完全响应。
在调用MATLAB 函数时,需要利用连续系统对应的系数函数。
对微分方程进行Laplace 变换即可得系统函数:
1110111)()()(a s a s a s a b s b s b s b s X s Y s H n n n n m m m m ++++++++==----
在MATLAB 中可使用向量和向量分别保存分母多项式和分子多项式的系数:
],,,,[011a a a a a n n -=],,,,[011b b b b b m m -=
这些系数均按s 的降幂直至s 0排列。
(1) 连续系统的单位冲激响应h (t )的计算
impulse(sys)计算并画出系统的冲激响应。
参数:sys 可由函数tf(b,a)获得。
其中:],,,,[011a a a a a n n -= ],,,,[011b b b b b m m -=
h=impulse(sys, t): 计算并画出系统在向量t 定义的区间上的冲激响应,向量h 保存对应区间的系统冲激响应的输出值。
(2) 连续系统的单位阶跃响应g (t )的计算
step(sys): 计算并画出系统的阶跃响应。
参数:sys 可由函数tf(b,a)获得。
其中: ],,,,[011a a a a a n n -=],,,,[011b b b b b m m -=
g=step(sys, t): 计算并画出系统在向量t 定义的区间上的阶跃响应,向量g 保存对应区间的系统阶跃响应的输出值。
(3) 连续系统的零状态响应y (t )的计算
lsim(sys, x, t) 计算并画出系统的零状态响应。
参数: sys 可由函数tf(b,a)获得, x 为输入信号,
t 为定义的时间向量。
2.连续系统的系统函数零极点分析
连续LTI 系统的系统函数H (s )可以表示为部分分式形式:
)
)...()(())...()(()()()(2121n m p s p s p s z s z s z s k s D s N s H ------==
设n m ≤,且H (s )的极点pi 全部为单极点,则:
∑=-=n
i i i p s k s H 1)()()(1t u e k t h t p n i i i ∑==
系统函数H (s )的极点pi 决定了冲激响应h (t )的基本形式,而零点和极点共同确定了冲激响应h (t )的幅值i k 。
MATLAB 中提供了roots 函数计算系统的零极点,提供了pzmap 函数绘制连续系统的零极点分布图。
3.连续系统的频率响应
若连续因果LTI 连续系统的系统函数H (s )的极点全部位于S 左半平面,则系统的频率响应可由H (s )求出,即
)(j j e )j ()()j (ωϕωωωH s H H s ===
MATLAB 中freqs 函数可以分析连续系统的频响,格式如下:
H=freqs(b,a,w): 计算系统在指定频率点向量w 上的频响H ;w 为频率点向量。
[H,w]=freqs(b,a) : 自动选取200个频率点计算频率响应。
三.实验内容
1. 已知描述连续系统的微分方程为)(2)(10d )(d t x t y t
t y =+,输入)()(t u t x =,初始状态1)0(=-y ,计算该系统的响应,并与理论结果比较,列出系统响应分析的步骤。
实验代码:
a=[1 10];
b=[2];
[A B C D]=tf2ss(b,a);
sys=ss(A,B,C,D);
t=0::5;
xt=t>0;
sta=[1];
y=lsim(sys,xt,t,sta);
subplot(3,1,1);
plot(t,y);
xlabel('t');
title('系统完全响应y(t)');
subplot(3,1,2);
plot(t,y,'-b');
hold on
yt=4/5*exp(-10*t)+1/5;
plot(t,yt,':r');
legend('数值计算','理论计算');
hold off
xlabel('t');
subplot(3,1,3);
k=y'-yt;
plot(t,k);
k(1)
title('误差');
实验结果:
结果分析:
理论值y(t)=*exp(-10t)*u(t)+。
程序运行出的结果与理论预期结果相差较大误差随时间增大而变小,初始值相差最大,终值基本相同。
2. 已知连续时间系统的系统函数为s
s s s s H 2314)(23+++=,求输入)(t x 分别为)(t u ,)(sin t tu ,)(t u e t -时,系统地输出)(t y ,并与理论结果比较。
实验代码:
a=[1,3,2,0];
b=[4,1];
sys=tf(b,a);
t=0::5;
x1=t>0;
x2=(sin(t)).*(t>0);
x3=(exp(-t)).*(t>0);
y1=lsim(sys,x1,t);
y2=lsim(sys,x2,t);
y3=lsim(sys,x3,t);
subplot(3,1,1);
plot(t,y1);
xlabel('t');
title('X(t)=u(t)');
subplot(3,1,2);
plot(t,y2);
xlabel('t');
title('X(t)=sint*u(t)');
subplot(3,1,3);
plot(t,y3);
xlabel('t');
title('X(t)=exp(-t)u(t)');
实验结果:
结论分析:
理论值:
y1(t)=5/4+*t*u(t)+7/4*exp(-2*t) *u(t)-3*exp(-t) *u(t);
y2(t)=+*exp(-t) *u(t)*exp(-2*t) *u(t)*cos(t) *u(t)+*sin(t) *u(t) y3(t)=*exp(-t) *u(t)+7/2*exp(-2*t) *u(t)+3*t.*exp(-t) *u(t);
误差计算:
可见误差小于,计算值与理论值几乎重合。
3. 研究具有以下零极点的连续系统:
(a) 1个极点s=—,增益k=1。
(b) 1个极点s=0,增益k=1。
(c) 2个共轭极点5j s ±=,增益k=1。
(d) 2个共轭极点55.0j s ±-=,增益k=1。
(e) 零点在5.0=s ,极点在51.0j s ±-=,增益k=1。
(e) 零点在5.0=s ,极点在51.0j s ±=,增益k=1。
完成下列任务:
(1) 利用zpk 和tf 命令建立系统的系统函数,画出系统的零极点图。
(2) 分析系统是否稳定。
若稳定,画出系统的幅频特性曲线。
(3) 画出系统的冲激响应波形。
(4) 详细列出根据零极点分析系统特性的过程。
结果分析
(a)~(e)均为因果稳定系统,他们的极点都在jw 轴左侧。
当且仅当H (s )的全部极点都位于s 平面的左半平面时,一个具有有理系统函数H (s )的因果系统才是稳定的。
4. 根据连续系统零极点对系统幅频特性的影响设计下面系统。
在S 平面上配置零极点,并使用freqs 命令绘出相应的扶贫特性曲线,重复该过程直至找到满足下面指标的零极点。
(1) 设计一个具有2个零点,2个极点,实系数的高通滤波器,满足。
;
πωω100,2.1)(8.00)0(>≤≤=j H j H
(2) 设计一个具有实系数的低通滤波器,满足。
;πωωπωω10,
1.0)(,
2.1)(8.0>≤<≤≤j H j H。