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MATLAB仿真实验讲义

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(完整word版)MATLAB实训实验讲解

(完整word版)MATLAB实训实验讲解

2015/2016学年下学期《信号与系统》实验报告班级:学号:学生姓名:指导教师:2016年3月8 日实验一 基本函数仿真实验项目: 基本函数仿真实验时间: 2016年 3 月 8 日 星期 二 第 34 节课 实验地点: 1501实验室 实验目的:1、 学习使用MATLAB 软件2、 学习MATLAB 中各种函数，并应用函数分析3、 对MATALB 的进一步的学习了解，熟练掌握MATALB 的各种操纵，学会使用MATALB 解决复杂的运算并学会用MATALB 解决平时学习4、 了解MATALB 的数值运算5、 了解MATALB 的基本函数和命令6、 学习掌握MATALB 有关命令 实验内容: 1、(1) 题目：应用MA TLAB 方法实现单位阶跃信号和矩形脉冲。

(2) 程序清单（源程序）解：对于阶跃函数，MATLAB 中有专门的stairs 绘图命令。

例如，实现)(t 和矩形脉冲的程序如下：t=-1:2; % 定义时间范围向量t x=(t>=0);subplot(1,2,1),stairs(t,x);axis([-1,2,-0.1,1.2]); grid on % 绘制单位阶跃信号波形 t=-1:0.001:1; % 定义时间范围向量t g=(t>=(-1/2))-(t>=(1/2));subplot(1,2,2),stairs(t,g);axis([-1,1,-0.1,1.2]); grid on % 绘制矩形脉冲波形(3) 运行结果（截图）00.20.40.60.8100.20.40.60.81图1 例1图（4）函数解析Subplot:使用方法：subplot （m,n,p ）或者subplot （m n p ）。

是将多个图画到一个平面上的工具。

其中，m 表示是图排成m 行，n 表示图排成n 列，也就是整个figure 中有n 个图是排成一行的，一共m 行，如果m=2就是表示2行图。

MATLAB仿真技术实验教案

MATLAB仿真技术实验教案

MATLAB仿真技术实验教案第一篇：MATLAB仿真技术实验教案《MATLAB仿真技术》实验教案实验一实验名称：熟悉Matlab交互工作界面一、实验目的1、熟悉Matlab各种工作界面的操作要旨2、掌握Matlab的基本操作命令二、实验步骤1、命令窗口（1）体验命令窗口的菜单及各项功能（2）尝试命令窗口编辑特殊功能键和设置2、工作空间窗口与当前路径窗口（1）在工作空间窗口查看及修改变量（2）添加新的路径为Matlab路径3、图形窗口和文本编辑窗口（1）练习图形窗口中修改图形的方法（2）在文本编辑窗口调试程序4、体会Matlab的基本操作命令三、实验仪器PC机 MATLAB软件四、实验结果五、结论实验二实验名称：Matlab在符号计算方面的应用一、实验目的1、掌握标识符的生成和使用2、掌握矩阵及变量的赋值3、熟悉三类运算符及其功能二、实验内容1、标识符的生成和使用1）、计算y=x+(x-0.98)/(x+1.35)-5(x+1/x)，当x=2和x=4时的值。

>>x=[2 4];y=x.^3+(x-0.98).^2./(x+1.35).^3-5*(x+1./x);y y = -4.4723 42.8096 32）、计算cos60-9-2。

ο323>> y=cos(pi/3)-(9-sqrt(2))^(1/3)y =-1.46492、矩阵及变量的赋值21)、已知a=3,A=4，b=a,B=b2-1,c=a+A-2B,C=a+2B+c,求C >> a=3;A=4;b=a^2;B=b^2-1;c=a+A-2*B;C=a+2*B+c;C C = 2）、创建3×4矩阵魔方阵和相应的随机矩阵，将两个矩阵并接起来，然后提取任意两个列向量。

>> A=magic(4);A(4,:)=[];B=rand(3,4);C=[A B];D=C(:,3);E=C(:,4);D,E D = 3 10 6E =8 12 3）、创建一个5×5随机阵并求其逆。

《控制系统MATLAB仿真》实验讲义(11级)

《控制系统MATLAB仿真》实验讲义(11级)

《自动控制原理实验》目录第一部分实验箱的使用第二部分经典控制实验第一章基本实验实验一典型环节及其阶跃响应实验二二阶系统阶跃响应实验三控制系统的稳定性分析实验四控制系统的频率特性实验五连续控制系统的串联校正实验六数字PID控制实验第二章综合实验第三部现代控制理论实验第一章基本实验第二章综合实验实验一 典型环节及其阶跃响应预习要求：1、复习运算放大器的工作原理；了解采用A μ741运算放大器构成各种运算电路的方法；2、了解比例控制、微分控制、积分控制的物理意义。

一、实验目的1、学习自动控制系统典型环节的电模拟方法，了解电路参数对环节特性的影响。

2、学习典型环节阶跃响应的测量方法；3、学会根据阶跃响应曲线计算确定典型环节的传递函数。

二、实验内容1、比例环节 电路模拟：图1-1传递函数： 2211()()()U s RG s U s R ==-2、惯性环节电路模拟：图1-2传递函数： 22112()/()()11U s R R KG s U s Ts R Cs ==-=-++3、积分环节 电路模拟：A/D1D/A1A/D1图1-3传递函数： 21()11()()U s G s U s Ts RCs==-=-4、微分环节 电路模拟：图1-4传递函数： 211()()()U s G s s RC s U s τ==-=-5、比例微分 电路模拟：图1-5传递函数： 222111()()(1)(1)()U s RG s K s R C s U s R τ==-+=-+6、比例积分电路模拟：图1-6A/D12RD/A1A/D1A/D1A/D1C传递函数： 22112()11()(1)(1)()U s R G s K U s Ts R R Cs==-+=-+三、实验步骤1、计算机与实验箱的连接1）用串行口线将计算机串行口与实验箱相联。

2）双击在桌面上的“自动控制实验系统”图标，运行自动控制实验系统软件。

3）下拉“串口测试”窗口，单击“串口测试”，如果测试窗口出现数字码，表示计算机与实验箱已经连接好，可以继续下面的实验。

《MATLAB仿真》实验讲义(2015)

《MATLAB仿真》实验讲义(2015)

《控制系统仿真与计算机辅助设计》实验讲义（MATLAB）目录实验一 MATLAB实验环境及其基本运算实验二 MATLAB符号运算实验三 MATLAB程序设计实验四控制系统模型的表示及时间响应实验五控制系统的分析实验六控制系统的校正及综合设计实验一 MATLAB 实验环境及其基本运算一、实验目的1、 通过本次实验，要求学生熟悉MATLAB 软件操作环境；2、 掌握MATLAB 常用的命令、函数。

二、实验要求1、 了解MATLAB 操作环境的各个窗口、菜单的内容和使用方法。

2、熟悉下列命令： Help,who,look,save ,load,exit,demo 等的使用。

3、熟悉下列常用的基本函数的使用：abs(x),sqrt(x),exp(x),sin(x),cos(x),asin(x),acos(x),tan(x),atan(x),log(x),log10(x),imag(x),real(x)4、掌握矩阵的表示和基本运算：5、向量的表示：6、掌握熟悉多项式表达及运算： 三、实验原理1、矩阵的表示和基本运算：a) 矩阵表达：123456789A, >>A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9], >>A=[1 2 3 4 5 6 7 8 9]>>A(2,6)另外，熟悉下列生成矩阵函数：eye(x),zeros(x),ones(x),[ ],rand(x),company(x) 1) 矩阵加法：C=A+B 2) 矩阵减法: C=A-B 3) 矩阵乘法: C=A*B4) 矩阵除法:C=A/B,C=A\B; 5) 矩阵乘方:C=A^P 6) 矩阵转置：C=A ’ 7) 矩阵求逆：C=inv(x) 8) 矩阵特征值：C=eig(x) 2、向量的表示： 1）>> t=1:2:9 2) >> x=1:53、熟悉多项式表达及运算： 1）多项式的构造表达：5432()38210a x x x x x x ，32()2971b x x x xa=[1 3 -8 2 -1 10],b=[2 -9 -7 1]2）多项式运算： 加法：c=a+[0 0 b] 减法: c=a+[0 0 b] 乘法: c=conv(a,b)除法: [div,rest]=deconv(a,b) 微分: c=polyder(a) 求根: c=roots(a)求值: c=polyval(a,-2)四、实验内容1、实验原理三中，1-2项内容在计算机中操作；第3项内容,自己假设x ，记录函数运算结果。

设计性实验(MATLAB仿真实验)

设计性实验(MATLAB仿真实验)

设计性实验(MATLA仿真实验)3.1 MATALAB语言概述3.1.1 MATALAB 语言的发展MATALAB 是一种科学计算软件，主要适用于矩阵运算及控制和信息处理领域的分析设计。

它使用方便，输入简洁，运算高效，内容丰富，并且很容易由用户自行扩展，因此，当前已成为美国和其他发达国家大学教学和科学研究中最常用而必不可少的工具。

MATLAB 是由美国Mathworks 公司与 1 984年正式推出的，从那时到现在已升级到7.x 版本。

随着版本的升级，内容不断扩充，功能更强大。

特别是在系统仿真和实时运行等方面，有很多新进展，更扩大了它的应用前景。

MATLAB 是“矩阵实验室”( MATrix Laboratoy )的缩写，它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言，专门针对科学、工程计算及绘图的需求。

它用解释方式工作，键入程序立即得出结果，人机交互性能好，适应于多种平台。

MATLAB 语言在国外的大学工学院中，特别是数值计算用的最频繁的电子信息类学科中，已成为每个学生都掌握的工具了。

它大大提高了课程教学、解题作业、分析研究的效率。

MATLAB 语言比较好学，因为它只有一种数据类型，一种标准的输入输出语句，不用“指针”，不需编译，比其他语言少了很多内容听三、四个小时课，上机练几个小时，就可入门了。

以后自学也十分方便，通过它的演示(dem0)和求助(help)命令，人们可以方便地在线学习各种函数的用法及其内涵MATLAB 语言的难点是函数较多，仅基本部分就有700多个，其中常用的有二三百个，要尽量多记少查，可以提高编程效率。

3.1.2MATLAB 语言的特点1.矩阵运算：每个变量代表一个矩阵，它以矩阵运算见长；每个元素都看作复数，所有的运算都对矩阵和复数有效。

(虚部符号可用i 或j) clear %清除内存变量format short %c1=1-2i,c2=3*(2-sqrt(-1)*3),c3=6+sin(.5)*1j c4=complex(1,2) %建立复数c1 =1.0000 -2.0000ic2 =6.0000 - 9.0000ic3 =6.0000 + 0.4794i c4 =1.0000 +2.0000ic1r二real(c1),c1i二imag(c1),abs_c1二abs(c1),a ngle_c仁a ngle(c1) 结果：" "c1r =1c1i =-2abs_c1 =2.2361an gle_c1 =-1.1071注意：(1)所有的标点符号必须是在英文状态下输入。

Matlab仿真实验教程

Matlab仿真实验教程

Matlab仿真实验教程MATLAB的实验仿真目录实验一 MATLAB 在控制系统模型建立与仿真中的应用..............................1 实验二典型系统的时域响应分析...................................................13 实验三线性控制系统的根轨迹与频域分析................................................17 实验四线性系统的校正.....................................................................22 附录一 MATLAB6.5 控制系统工具箱函数和结构化的控制语句........................30 附录二 SIMULINK 基本模块介绍 (34)1实验一 MATLAB 在控制系统模型建立与仿真中的应用一、 MATLAB 基本操作与使用1. 实验目的1) 掌握MATLAB 仿真软件的安装及启动，熟悉 MATLAB工作环境平台。

2) MATLAB 命令窗口，包括工具条以及菜单选项的使用；MATLAB 语言的基本规定，包括数值的表示、变量命名规定、基本运算符、预定义变量以及表达式等。

3) MATLAB图形绘制功能、M 文件程序设计和线性控制系统传递函数模型的建立等。

2. 实验仪器PC计算机一台，MATLAB软件1套 3. 实验内容 1) MATLAB 的启动这里介绍MATLAB 装入硬盘后，如何创建MATLAB 的工作环境。

方法一MATLAB 的工作环境由matlab.exe 创建，该程序驻留在文件夹matlab\\bin\\中。

它的图标是 matlab。

只要从或中去找这个程序，然后双击此图标，就会自动创建如图1所示的MATLAB6.5 版的工作平台。

Command Window图1 在英文Windows 平台上的MATLAB6.5 MATLAB工作平台方法二假如经常使用MATLAB，则可以在Windows 桌面上创建一个MATLAB 快捷方式图标。

Matlab_高级讲义_第五章_SIMULINK仿真基础


3、 Function&Tables（函数和平台模块） function.mdl
Fcn：用自定义的函数（表达式）进行运算 MATLAB Fcn：利用matlab的现有函数进行运算 S-Function：调用自编的S函数的程序进行运算 Look-Up Table：建立输入信号的查询表（线性峰值匹配） Look-Up Table(2-D)：建立两个输入信号的查询表（线性峰值匹配）
Logical Operator：逻辑运算 Relational Operator：关系运算 Complex to Magnitude-Angle：由复数输入转为幅值和相角输出 Magnitude-Angle to Complex：由幅值和相角输入合成复数输出 Complex to Real-Imag：由复数输入转为实部和虚部输出 Real-Imag to Complex：由实部和虚部输入合成复数输出
线的折弯：按住Shift键，再用鼠标在要折弯的线处单击一下，就会出现 圆圈，表示折点，利用折点就可以改变线的形状。
1) 移动：选中模块，按住鼠标左键将其拖曳到所需的位置即可。若要 脱离线而移动，可按住shift键，再进行拖曳。
2) 复制：选中模块，然后按住鼠标右键进行拖曳即可复制同样的一个 功能模块。
3) 删除：选中模块，按Delete键即可。若要删除多个模块，可以同时 按住Shift键，再用鼠标选中多个模块，按Delete键即可。也可以用鼠 标选取某区域，再按Delete键就可以把该区域中的所有模块和线等 全部删除。
SIMULINK的最新版本是SIMULINK4.0（包含在MATLAB6.0 里），MATLAB5.3里的版本为3.0版，它们的变化不大。
二、SIMULINK的启动
1、在MATLAB命令窗口中输入simulink

实验一 典型环节的MATLAB仿真


1. 比例环节
和
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根保通据护过生高管产中线工资敷艺料设高试技中卷术资配0料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高高与中中带资资负料料荷试试下卷卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试，.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高，术料课中并中3试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术，管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。

《MATLAB仿真技术》实验指导书2016附问题详解

实验项目及学时安排实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算 2学时实验二 MATLAB数值计算实验 2学时实验三 MATLAB数组应用实验 2学时实验四 MATLAB符号计算实验 2学时实验五 MATLAB的图形绘制实验 2学时实验六 MATLAB的程序设计实验 2学时实验七 MATLAB工具箱Simulink的应用实验 2学时实验八 MATLAB图形用户接口GUI的应用实验 2学时实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算一、实验目的1．熟悉MATLAB开发环境2．掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算二、实验基本知识1.熟悉MATLAB环境:MATLAB桌面和命令窗口、命令历史窗口、帮助信息浏览器、工作空间浏览器、文件和搜索路径浏览器。

2.掌握MATLAB常用命令3.MATLAB变量与运算符变量命名规则如下：（1）变量名可以由英语字母、数字和下划线组成（2）变量名应以英文字母开头（3）长度不大于31个（4）区分大小写MATLAB中设置了一些特殊的变量与常量，列于下表。

MATLAB运算符，通过下面几个表来说明MATLAB的各种常用运算符4.MATLAB的一维、二维数组的寻访表6 子数组访问与赋值常用的相关指令格式5.MATLAB的基本运算表7 两种运算指令形式和实质涵的异同表6.MATLAB的常用函数表8 标准数组生成函数表9 数组操作函数三、实验容1、学习使用help命令，例如在命令窗口输入help eye，然后根据帮助说明，学习使用指令eye（其它不会用的指令，依照此方法类推）2、学习使用clc、clear，观察command window、command history和workspace等窗口的变化结果。

3、初步程序的编写练习，新建M-file，保存（自己设定文件名，例如exerc1、exerc2、 exerc3……），学习使用MATLAB的基本运算符、数组寻访指令、标准数组生成函数和数组操作函数。

Matlab仿真应用详解 讲义

《Matlab仿真应用详解》一、基本概念1．1、什么是计算机仿真1、仿真定义基本思想：仿真的基本思想是利用物理的或数学的模型来类比模仿现实过程，以寻求过程和规律。

它的基础是相似现象，相似性一般表现为两类：几何相似性和数学相似性。

当两个系统的数学方程相似，只是符号变换或物理含义不同时，这两个系统被称为“数学同构”。

仿真的方法可以分为三类：(1)实物仿真。

它是对实际行为和过程进行仿真，早期的仿真大多属于这一类。

物理仿真的优点是直观、形象，至今在航天、建筑、船舶和汽车等许多工业系统的实验研究中心仍然可以见到。

比如：用沙盘仿真作战，利用风洞对导弹或飞机的模型进行空气动力学实验、用图纸和模型模拟建筑群等都是物理仿真。

但是要为系统构造一套物理模型，不是一件简单的事，尤其是十分复杂的系统，将耗费很大的投资，周期也很长。

此外，在物理模型上做实验，很难改变系统参数，改变系统结构也比较困难。

至于复杂的社会、经济系统和生态系统就更无法用实物来做实验了。

(2)数学仿真。

就是用数学的语言、方法去近似地刻画实际问题，这种刻画的数学表述就是一个数学模型。

从某种意义上，欧几里德几何、牛顿运动定律和微积分都是对客观世界的数学仿真。

数学仿真把研究对象(系统)的主要特征或输入、输出关系抽象成一种数学表达式来进行研究。

数学模型可分为：●解析模型(用公式、方程反映系统过程)；●统计模型(蒙特卡罗方法)；●表上作业演练模型然而数学仿真也面临一些问题，主要表现在以下几个方面：●现实问题可能无法用数学模型来表达，即刻画实际问题的表达式不存在或找不到；●找到的数学模型由于太复杂而无法求解；●求出的解不正确，可能是由模型的不正确或过多的简化近似导致的。

(3)混合仿真。

又称为数学—物理仿真，或半实物仿真，就是把物理模型和数学模型以及实物联合在一起进行实验的方法，这样往往可以获得较好的效果。

2、计算机仿真计算机仿真也称为计算机模拟，就是利用计算机对所研究系统的结构、功能和行为以及参与系统控制的主动者——人的思维过程和行为，进行动态性的比较和模仿，利用建立的仿真模型对系统进行研究和分析，并可将系统过程演示出来。

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6
f=conv(f1,f2); f=f*p; k0=k1(1)+k2(1); k3=length(f1)+length(f2)-2; k=k0:p:k3*p; subplot(2,2,1) plot(k1,f1) title('f1(t)') xlabel('t') ylabel('f1(t)') subplot(2,2,2) plot(k2,f2) title('f2(t)') xlabel('t') ylabel('f2(t)') subplot(2,2,3) plot(k,f); h=get(gca,'position'); h(3)=2.5*h(3); set(gca,'position',h) title('f(t)=f1(t)*f2(t)') xlabel('t') ylabel('f(t)')
5
使用； 4、规范化地书写实验报告。
实验二
连续时间信号卷积及 MATLAB 实现
一、实验目的：熟悉使用 MATLAB 软件来分析连续时间信号的卷积积分运算并 用图形可视化相关结果。 二、实验时数：3 学时 三、实验内容： 1．卷积积分 卷积积分在信号与线形系统分析中具有非常重要的意义，是信号与系统分析 的基本方法之一。 连续时间信号 f1(t)和 f2(t)的卷积积分（简称为卷积）f(t)定义为：
实验一
产生信号波形的仿真实验
一、 实验目的： 熟悉 MATLAB 软件的使用， 并学会信号的表示和以及用 MATLAB 来产生信号并实现信号的可视化。 二、实验时数：3 学时 三、实验内容： 信号按照自变量的取值是否连续可分为连续时间信号和离散时间信号。对信 号进行时域分析，首先需要将信号随时间变化的规律用二维曲线表示出来。对于 简单信号可以通过手工绘制其波形，但对于复杂的信号，手工绘制信号波形显得 十分困难，且难以绘制精确的曲线。 在 MATLAB 中通常用三种方法来产生并表示信号，即（1）用 MATLAB 软 件的 funtool 符合计算方法（图示化函数计算器）来产生并表示信号； （ 2 ）用 MATLAB 软件的信号处理工具箱 （Signal Processing Toolbox） 来产生并表示信号； （3）用 MATLAB 软件的仿真工具箱 Simulink 中的信号源模块。 （一） 用 MATLAB 软件的 funtool 符合计算方法（图示化函数计算器）来产 生并表示信号 在 MATLAB 环境下输入指令 funtool，则回产生三个视窗。即 figure No.1：可轮流激活，显示 figure No.3 的计算结果。 figure No.2：可轮流激活，显示 figure No.3 的计算结果。 figure No.3：函数运算器，其功能有：f，g 可输入函数表达式；x 是自变 量，在缺省时在[－2pi，2pi]的范围内；自由参数是 a；在分别输入完毕后，按下 面四排的任一运算操作键，则可在 figure No.1 或 figure No.2 产生相应的波形。 学生实验内容： 产生以下信号波形 3sin(x)、5exp(-x)、sin(x)/x、1－2abs(x)/a、sqrt(a*x) （二） 用 MATLAB 软件的信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）来产 生并表示信号 一种是用向量来表示信号，另一种则是用符合运算的方法来表示信号。用适 当的 MATLAB 语句表示信号后，可以利用 MATLAB 的绘图命令绘制出直观的信 号波形。 1．向量表示法 对于连续时间信号 f(t)，可以用两个行向量 f 和 t 来表示，其中向量 t 是形如 t=t1:p:t2 的 MATLAB 命令定义的时间范围向量，t1 为信号起始时间，t2 为信号终 止时间，p 为时间间隔。向量 f 为连续信号 f(t)在向量 t 所定义的时间点上的样值。 下面分析连续时间信号 f(t)＝Sa(t)=sin(t)/t，可用如下的两个变量表示： t= -10:1.5:10 f=sin(t)./t 命令运行结果为：
4
是显示器子库。 子库中的任何模块都可以拖动到 untitled 视窗中， 用鼠标把模块用 连线按输入输出关系连接起来，就构成了仿真系统。在 untitled 视窗的菜单选 simulation 中的 start，开始进行仿真，仿真执行完毕后，示波器上会显示出信号波 形。 四、离散时间序列波形产生并绘制 一般来说，离散时间信号用 f(k)表示，其中变量 k 为整数，代表离散的采样时 间点，f(k)可表示为：f(k)={…f(-2)，f(-1)，f(0)，f(1)，f(2)…}。在用 MATLAB 绘 制离散时间信号波形时， 要使用专门绘制离散数据的 stem 命令， 而不用 plot 命令。 如序列 f(k)={1，2，-1，3，2，4，-1} k=0 在 MATLAB 中应表示为：
0.5000
0.9589
用上述向量对连续信号进行表示后，就可以用 plot 命令来绘制出信号的时域 波形。plot 命令可将点与点间用直线连接，当点与点间的距离很小时，绘出的波 形就成了光滑的曲线。 MATLAB 命令如下：
plot(t,f); title(‘f(t)=Sa(t)’); xlabel(‘t’); axis([-10,10,-0.4,1.1]);
《信号与系统》Matlab 仿真实验讲义
（第二版）
路锦正 编著
西南科技大学信息工程学院 DSP 联合实验室
2008 年 8 月 25 日
实验一 实验二 实验三 实验四 实验五 实验六 实验七
产生信号波形的仿真实验（必做） 连续时间信号卷积及 MATLAB 实现（必做） 系统时域特性的仿真分析实验（必做） 连续时间信号的频域特性仿真实验（必做） 信号的幅度调制及 MATLAB 实现 连续信号的采样与恢复（重构） （必做） 用 MATLAB 分析拉普拉斯变换及其曲面
k=[-3,-2,-1,0,1,2,3]或是 k= -3:3; f=[1,2,-1,3,2,4,-1];
用如下 stem 命令绘图：
stem(k,f,’filled’); axis([-4,4,-1.5,4.5]);
则得到对应的序列波形图，如图 3 所示
如图 3 离散时间信号波形 学生实验内容： 试用 MATLAB 绘制两正弦序列 f1(k)=cos(kπ/8)，f2(k)=cos(2k) 的时域波形，观察它们的周期性，并验证是否与理论分析结果相符？（提示： 并非所有的离散时间正弦序列信号都是周期的，不同于连续时间正弦信号） 五、实验要求： 1、按照实验指导书中的内容自己练习一遍； 重新设置参数， 例如： 频率、 周期、 幅值、相位、显示时间段、步长、加噪等等，再按实验指导书上的内容做一 遍； 2、自己选择一些典型信号进行练习； 3、熟悉 MATLAB 软件使用环境、启动及退出等；熟悉 MATLAB 软件的常用命令的
3
用以下程序可产生周期锯齿波：
t=0:0.001:2.5; y=sawtooth(2*pi*30*t); plot(t,y); axis([0 0.2 –1 1])；
用以下程序可产生 sinc 函数：
x=linspace(-5,5); y=sinc(x); plot(x,y);
用以下程序可产生 Dirichlet 函数：
f ( t ) = f1 ( t ) ∗ f 2 ( t ) = ∫
∞ −∞
f1 ( t ) f 2 ( t − τ ) dτ
由此可得到两个与卷积相关的重要结论，即是： （1） f ( t ) = f ( t ) ∗ δ ( t ) ，即连续信号可分解为一系列幅度由 f ( t ) 决定的冲激 信号 δ ( t ) 及其平移信号之和； （2）线形时不变连续系统，设其输入信号为 f ( t ) ，单位响应为 h ( t ) ，其零 状态响应为 y ( t ) ，则有： y ( t ) = f ( t ) ∗ h ( t ) 。 可见，连续信号卷积的计算对我们进行连续信号与系统的分析具有重要的意 义。 用 MATLAB 实现连续信号 f1 ( t ) 与 f 2 ( t ) 卷积的过程如下： （1）将连续信号 f1 ( t ) 与 f 2 ( t ) 以时间间隔 ∆ 进行取样，得到离散序列 f1 ( k ∆ ) 和 f2 ( k ∆ ) ； （2）构造与 f1 ( k ∆ ) 和 f 2 ( k ∆ ) 相对应的时间向量 k1 和 k2 ； （3）调用 conv()函数计算卷积积分 f ( t ) 的近似向量 f ( n∆ ) ； （4）构造 f ( n∆ ) 对应的时间向量 k。 下面即是利用 MATLAB 实现连续时间卷积的通用函数 sconv()，该程序在计 算出卷积积分的数值近似的同时，还绘出 f ( t ) 的时域波形图。需要注意的是，程 序中是如何构造 f ( t ) 的对应时间向量 k 的？另外， 程序在绘制 f ( t ) 波形图时采用 的是 plot 命令而不是 stem 命令。
x=linspace(0,4*pi,300); y1=diric(x,7); y2=diric(x,8); subplot(1,2,1);plot(x,y1); subplot(1,2,2);plot(x,y2);
2．符合运算表示法 如果信号可以用一个符号表达式来表示它，则我们可用 ezplot 命令（缺省的区 间为[-2*pi,2*pi]）绘制出信号的波形，例如对于连续信号 f(t)=sin(πt/4),我们可 以用符号表达式表示为：
f=sym(‘sinplot 命令绘制其波形： ezplot(f,[-16,16]); 该命令绘制的信号波形如图 2 所示，
如图 2
正弦信号波形图
学生实验内容 1、改用其它的信号来练习使用向量表示法和符号运算表示法来绘制信号波 形，达到对两种方法的熟练掌握。 （三） 用 MATLAB 软件的仿真工具箱 Simulink 中的信号源模块 在 MATLAB 的命令视窗下输入 simulink 指令，则会打开 untitled 和 library simulink 两个视窗。library simulink 有 7 个子库，其中 source 是信号源子库，sinks