信号与系统_实验5
- 格式:doc
- 大小:95.50 KB
- 文档页数:5
信号与系统实验教程信号与系统实验是电子信息类专业中一门重要的实验课程。
在这门实验中,学生将学习如何利用实验仪器和软件工具来分析和处理信号,并理解信号在系统中的作用和相互之间的关系。
以下是一些常见的信号与系统实验教程:1. 实验一:信号的采集与表示- 学习使用信号采集仪器(例如信号发生器、示波器等)。
- 了解采样原理和采样频率对信号的影响。
- 学习如何将模拟信号转换为数字信号。
- 使用编程语言或工具对信号进行采样和表示。
2. 实验二:信号的变换与处理- 学习傅里叶变换和信号频谱分析的原理。
- 使用傅里叶变换工具(例如FFT算法)对信号进行频谱分析。
- 学习信号的时域和频域表示之间的转换关系。
- 学习数字滤波器的原理和应用。
3. 实验三:线性时不变系统的特性分析- 学习线性时不变系统的定义和性质。
- 了解系统的单位冲激响应和冲激响应与输入信号的卷积关系。
- 利用实验仪器测量系统的冲激响应。
- 使用软件工具对系统进行时域和频域特性分析。
4. 实验四:信号采样与重构- 学习信号采样和重构的理论基础。
- 利用实验仪器对信号进行采样和重构。
- 学习采样定理的应用和限制。
- 学习插值和抽取技术对信号进行采样和重构。
5. 实验五:系统的频率响应与稳定性- 学习系统的频率响应和稳定性分析。
- 使用频率响应仪器(例如频谱分析仪)对系统进行测量和分析。
- 学习系统的振荡和稳定条件。
- 学习系统的幅频特性和相频特性之间的关系。
以上是信号与系统实验教程的一些基本内容,具体的实验内容和教程可以根据教学大纲和教材进行更详细的设计和安排。
目录实验一常用信号的观察 (4)实验二零输入、零状态及完全响应 (7)实验五无源与有源滤波器 (8)实验六低通、高通、带通、带阻滤波器间的变换 (14)实验七信号的采样与恢复实验 (19)实验八调制与解调实验 (31)实验体会 (35)实验一常用信号的观察一、任务与目标1。
了解常用信号的波形和特点。
2。
了解相应信号的参数。
3。
学习函数发生器和示波器的使用。
二、实验过程1.接通函数发生器的电源。
2.调节函数发生器选择不同的频率的正弦波、方波、三角波、锯齿波及组合函数波形,用示波器观察输出波形的变化。
三、实验报告(x为时间,y为幅值)100Hz 4V 正弦波y=2sin(628x—π/2)100Hz 4V 方波y=2 t=(2n-1)x*0.0025~(2n+1)x*0.0025 x为奇y=-2 t=(2n-1)x*0。
0025~(2n+1)x*0.0025 x为偶100Hz 4V 锯齿波100Hz 4V 三角波由50Hz的正弦波和100Hz正弦波组合的波形y=0.2sin(628x)+0.1sin(314x)实验二零输入、零状态及完全响应一、实验目标1.通过实验,进一步了解系统的零输入响应、零状态响应和完全响应的原理。
2.学习实验电路方案的设计方法——本实验中采用用模拟电路实现线性系统零输入响应、零状态响应和完全响应的实验方案.二、原理分析实验指导书P4三、实验过程1、接通电源;2、闭合K2,给电容充电,断开K2闭合K3,观察零输入响应曲线;3、电容放电完成后,断开K3,闭合K1,观察零状态响应曲线;4、断开K1,闭合K3,再次让电容放电,放电完成后断开K3闭合K2,在电容电压稳定于5V后断开K2,闭合K1,观察完全响应曲线.四、实验报告上图为零输入响应、零状态响应和完全响应曲线。
五、实验思考题系统零输入响应的稳定性与零状态响应的稳定性是否相同?为什么?答:相同。
因为系统零输入响应和零状态响应稳定的充分必要条件都是系统传递函数的全部极点si(i=1,2,3,…,n),完全位于s平面的左半平面。
《信号与系统》课程实验报告《信号与系统》课程实验报告一图1-1 向量表示法仿真图形2.符号运算表示法若一个连续时间信号可用一个符号表达式来表示,则可用ezplot命令来画出该信号的时域波形。
上例可用下面的命令来实现(在命令窗口中输入,每行结束按回车键)。
t=-10:0.5:10;f=sym('sin((pi/4)*t)');ezplot(f,[-16,16]);仿真图形如下:图1-2 符号运算表示法仿真图形三、实验内容利用MATLAB实现信号的时域表示。
三、实验步骤该仿真提供了7种典型连续时间信号。
用鼠标点击图0-3目录界面中的“仿真一”按钮,进入图1-3。
图1-3 “信号的时域表示”仿真界面图1-3所示的是“信号的时域表示”仿真界面。
界面的主体分为两部分:1) 两个轴组成的坐标平面(横轴是时间,纵轴是信号值);2) 界面右侧的控制框。
控制框里主要有波形选择按钮和“返回目录”按钮,点击各波形选择按钮可选择波形,点击“返回目录”按钮可直接回到目录界面。
图1-4 峰值为8V,频率为0.5Hz,相位为180°的正弦信号图1-4所示的是正弦波的参数设置及显示界面。
在这个界面内提供了三个滑动条,改变滑块的位置,滑块上方实时显示滑块位置代表的数值,对应正弦波的三个参数:幅度、频率、相位;坐标平面内实时地显示随参数变化后的波形。
在七种信号中,除抽样函数信号外,对其它六种波形均提供了参数设置。
矩形波信号、指数函数信号、斜坡信号、阶跃信号、锯齿波信号和抽样函数信号的波形分别如图1-5~图1-10所示。
图1-5 峰值为8V,频率为1Hz,占空比为50%的矩形波信号图1-6 衰减指数为2的指数函数信号图1-7 斜率=1的斜坡信号图1-8 幅度为5V,滞后时间为5秒的阶跃信号图1-9 峰值为8V,频率为0.5Hz的锯齿波信号图1-10 抽样函数信号仿真途中,通过对滑动块的控制修改信号的幅度、频率、相位,观察波形的变化。
电气学科大类2012 级《信号与控制综合实验》课程实验报告(基本实验一:信号与系统基本实验)姓名丁玮学号U201216149 专业班号水电1204 同组者1 余冬晴学号U201216150 专业班号水电1204 同组者2 学号专业班号指导教师日期实验成绩评阅人实验评分表基本实验实验编号名称/内容实验分值评分实验一常用信号的观察实验二零输入响应、零状态相应及完全响应实验五无源滤波器与有源滤波器实验六LPF、HPF、BPF、BEF间的变换实验七信号的采样与恢复实验八调制与解调设计性实验实验名称/内容实验分值评分创新性实验实验名称/内容实验分值评分教师评价意见总分目录1.实验一常用信号的观察 (1)2.实验二零输入响应、零状态响应及完全响应 (4)3.实验五无源滤波器与有源滤波器 (7)4.实验六 LPF、HPF、BPF、BEF间的转换 (14)5.实验七信号的采样与恢复 (19)6.实验八调制与解调 (29)7.实验心得与自我评价 (33)8.参考文献 (34)实验一常用信号的观察一.任务与目标1.了解常见信号的波形和特点;2.了解常见信号有关参数的测量,学会观察常见信号组合函数的波形;3.学会使用函数发生器和示波器,了解所用仪器原理与所观察信号的关系;4.掌握基本的误差观察与分析方法。
二.总体方案设计1.实验原理描述信号的方法有许多种,可以用数学表达式(时间的函数),也可以使用函数图形(信号的波形)。
信号可以分为周期信号和非周期信号两种。
普通示波器可以观察周期信号,具有暂态拍摄功能的示波器可以观察到非周期信号的波形。
目前,常用的数字示波器可以方便地观察周期信号及非周期信号的波形。
2.总体设计⑴观察常用的正弦波、方波、三角波、锯齿波等信号及一些组合函数的波形,如y=sin(nx)+cos(mx)。
⑵用示波器测量信号,读取信号的幅值与频率。
三.方案实现与具体设计1.用函数发生器产生正弦波,并且设定波形的峰值及频率,用示波器观察并记录波形,测量和读取信号的幅值与频率;2.用函数发生器产生方波,并且设定波形的峰值及频率,用示波器观察并记录波形,测量和读取信号的幅值与频率;3.用函数发生器产生三角波,并且设定波形的峰值及频率,用示波器观察并记录波形,测量和读取信号的幅值与频率;4.用函数发生器产生锯齿波,并且设定波形的峰值及频率,用示波器观察并记录波形,测量和读取信号的幅值与频率;5.用函数发生器产生两个不同频率的正弦波,分别设定波形的峰值及频率,用示波器叠加波形,并观察组合函数的波形。
信号与系统实验实验一 信号的时域基本运算一、 实验目的1.掌握时域内信号的四则运算基本方法;2.掌握时域内信号的平移、反转、倒相、尺度变换等基本变换;3.注意连续信号与离散信号在尺度变换运算上区别。
二、 实验原理信号的时域基本运算包括信号的相加(减)和相乘(除)。
信号的时域基本变换包括信号的平移(移位)、反转、倒相以及尺度变换。
(1) 相加(减): ()()()t x t x t x 21±= [][][]n x n x n x 21±= (2) 相乘: ()()()t x t x t x 21∙= [][][]n x n x n x 21∙=(3) 平移(移位): ()()0t t x t x -→ 00>t 时右移,00<t 时左移[][]N n x n x -→ 0>N 时右移,0<N 时左移(4) 反转:()()t x t x -→ [][]n x n x -→ (5) 倒相:()()t x t x -→ [][]n x n x -→ (6) 尺度变换: ()()at x t x →1>a 时尺度压缩,1<a 时尺度拉伸,0<a 时还包含反转[][]mn x n x → m 取整数1>m 时只保留m 整数倍位置处的样值,1<m 时相邻两个样值间插入1-m 个0,0<m 时还包含反转三、实验结果1、连续时间信号时域的基本运算 (1) 相加减X1(t)=t+2 , x2(t)=cos(2*pi*t) , x(t)=x1(t)+x2(t).验证:由理论得x(t)=t+2+cos(2*pi*t),而上图x(t)满足该表达式,故得证。
(2)相乘X1(t)=t+2 , x2(t)=cos(2*pi*t) , x(t)=x1(t)*x2(t).验证:由理论得x(t)=(t+2)*cos(2*pi*t),而上图x(t)满足该表达式,故得证。
信号与系统实验报告一、实验目的(1) 理解周期信号的傅里叶分解,掌握傅里叶系数的计算方法;(2)深刻理解和掌握非周期信号的傅里叶变换及其计算方法;(3) 熟悉傅里叶变换的性质,并能应用其性质实现信号的幅度调制;(4) 理解连续时间系统的频域分析原理和方法,掌握连续系统的频率响应求解方法,并画出相应的幅频、相频响应曲线。
二、实验原理、原理图及电路图(1) 周期信号的傅里叶分解设有连续时间周期信号()f t ,它的周期为T ,角频率22fT,且满足狄里赫利条件,则该周期信号可以展开成傅里叶级数,即可表示为一系列不同频率的正弦或复指数信号之和。
傅里叶级数有三角形式和指数形式两种。
1)三角形式的傅里叶级数:01212011()cos()cos(2)sin()sin(2)2cos()sin()2n n n n a f t a t a t b t b t a a n t b n t 式中系数n a ,n b 称为傅里叶系数,可由下式求得:222222()cos(),()sin()T T T T nna f t n t dtb f t n t dtTT2)指数形式的傅里叶级数:()jn tn nf t F e式中系数n F 称为傅里叶复系数,可由下式求得:221()T jn tT nF f t edtT周期信号的傅里叶分解用Matlab进行计算时,本质上是对信号进行数值积分运算。
Matlab中进行数值积分运算的函数有quad函数和int函数。
其中int函数主要用于符号运算,而quad函数(包括quad8,quadl)可以直接对信号进行积分运算。
因此利用Matlab进行周期信号的傅里叶分解可以直接对信号进行运算,也可以采用符号运算方法。
quadl函数(quad系)的调用形式为:y=quadl(‘func’,a,b)或y=quadl(@myfun,a,b)。
其中func是一个字符串,表示被积函数的.m文件名(函数名);a、b分别表示定积分的下限和上限。
信号与系统实验报告
实验名称:信号与系统实验
一、实验目的:
1.了解信号与系统的基本概念
2.掌握信号的时域和频域表示方法
3.熟悉常见信号的特性及其对系统的影响
二、实验内容:
1.利用函数发生器产生不同频率的正弦信号,并通过示波器观察其时域和频域表示。
2.通过软件工具绘制不同信号的时域和频域图像。
3.利用滤波器对正弦信号进行滤波操作,并通过示波器观察滤波前后信号的变化。
三、实验结果分析:
1.通过实验仪器观察正弦信号的时域表示,可以看出信号的振幅、频率和相位信息。
2.通过实验仪器观察正弦信号的频域表示,可以看出信号的频率成分和幅度。
3.利用软件工具绘制信号的时域和频域图像,可以更直观地分析信号的特性。
4.经过滤波器处理的信号,可以通过示波器观察到滤波前后的信号波形和频谱的差异。
四、实验总结:
通过本次实验,我对信号与系统的概念有了更深入的理解,掌
握了信号的时域和频域表示方法。
通过观察实验仪器和绘制图像,我能够分析信号的特性及其对系统的影响。
此外,通过滤波器的处理,我也了解了滤波对信号的影响。
通过实验,我对信号与系统的理论知识有了更加直观的了解和应用。
信号与系统实验教程(只有答案))(实验报告目录实验一信号与系统的时域分析 (2)三、实验内容及步骤 (2)实验二连续时间信号的频域分析 (14)三、实验内容及步骤 (14)实验三连续时间LTI系统的频域分析 (35)三、实验内容及步骤 (35)实验四通信系统仿真 (42)三、实验内容及步骤 (42)实验五连续时间LTI系统的复频域分析 (51)三、实验内容及步骤 (51)实验一信号与系统的时域分析三、实验内容及步骤实验前,必须首先阅读本实验原理,读懂所给出的全部范例程序。
实验开始时,先在计算机上运行这些范例程序,观察所得到的信号的波形图。
并结合范例程序应该完成的工作,进一步分析程序中各个语句的作用,从而真正理解这些程序。
实验前,一定要针对下面的实验项目做好相应的实验准备工作,包括事先编写好相应的实验程序等事项。
Q1-1:修改程序Program1_1,将dt改为0.2,再执行该程序,保存图形,看看所得图形的效果如何?dt = 0.01时的信号波形dt = 0.2时的信号波形这两幅图形有什么区别,哪一幅图形看起来与实际信号波形更像?答:Q1-2:修改程序Program1_1,并以Q1_2为文件名存盘,产生实指数信号x(t)=e-0.5t。
要求在图形中加上网格线,并使用函数axis()控制图形的时间范围在0~2秒之间。
然后执行该程序,保存所的图形。
修改Program1_1后得到的程序Q1_2如下:信号x(t)=e-0.5t的波形图clear, % Clear all variablesclose all, % Close all figure windowsdt = 0.2; % Specify the step of time variablet = -2:dt:2; % Specify the interval of timex = exp(-0.5*t); % Generate the signalplot(t,x)grid on;axis ([0 2 0 1 ])title('Sinusoidal signal x(t)')xlabel('Time t (sec)')Q1-3:修改程序Program1_1,并以Q1_3为文件名存盘,使之能够仿真从键盘上任意输入的一个连续时间信号,并利用该程序仿真信号x(t)=e-2t。
信号与系统实验报告目录1. 内容概要 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的 (4)1.3 研究意义 (4)2. 实验原理 (5)2.1 信号与系统基本概念 (7)2.2 信号的分类与表示 (8)2.3 系统的分类与表示 (9)2.4 信号与系统的运算法则 (11)3. 实验内容及步骤 (12)3.1 实验一 (13)3.1.1 实验目的 (14)3.1.2 实验仪器和设备 (15)3.1.4 实验数据记录与分析 (16)3.2 实验二 (16)3.2.1 实验目的 (17)3.2.2 实验仪器和设备 (18)3.2.3 实验步骤 (19)3.2.4 实验数据记录与分析 (19)3.3 实验三 (20)3.3.1 实验目的 (21)3.3.2 实验仪器和设备 (22)3.3.3 实验步骤 (23)3.3.4 实验数据记录与分析 (24)3.4 实验四 (26)3.4.1 实验目的 (27)3.4.2 实验仪器和设备 (27)3.4.4 实验数据记录与分析 (29)4. 结果与讨论 (29)4.1 实验结果汇总 (31)4.2 结果分析与讨论 (32)4.3 结果与理论知识的对比与验证 (33)1. 内容概要本实验报告旨在总结和回顾在信号与系统课程中所进行的实验内容,通过实践操作加深对理论知识的理解和应用能力。
实验涵盖了信号分析、信号处理方法以及系统响应等多个方面。
实验一:信号的基本特性与运算。
学生掌握了信号的表示方法,包括连续时间信号和离散时间信号,以及信号的基本运算规则,如加法、减法、乘法和除法。
实验二:信号的时间域分析。
在本实验中,学生学习了信号的波形变换、信号的卷积以及信号的频谱分析等基本概念和方法,利用MATLAB工具进行了实际的信号处理。
实验三:系统的时域分析。
学生了解了线性时不变系统的动态响应特性,包括零状态响应、阶跃响应以及脉冲响应,并学会了利用MATLAB进行系统响应的计算和分析。
信号与系统实验报告一、信号的时域基本运算1.连续时间信号的时域基本运算两实验之一实验分析:输出信号值就等于两输入信号相加(乘)。
由于b=2,故平移量为2时,实际是右移1,符合平移性质。
两实验之二心得体会:时域中的基本运算具有连续性,当输入信号为连续时,输出信号也为连续。
平移,伸缩变化都会导致输出结果相对应的平移伸缩。
2.离散时间信号的时域基本运算两实验之一实验分析:输出信号的值是对应输入信号在每个n值所对应的运算值,当进行拉伸变化后,n值数量不会变,但范围会拉伸所输入的拉伸系数。
两实验之二心得体会:离散时间信号可以看做对连续时间信号的采样,而得到的输出信号值,也可以看成是连续信号所得之后的采样值。
二、连续信号卷积与系统的时域分析1.连续信号卷积积分两实验之一实验分析:当两相互卷积函数为冲激函数时,所卷积得到的也是一个冲激函数,且该函数的冲激t值为函数x,函数y冲激t值之和。
两实验之二心得体会:连续卷积函数每个t值所对应的卷积和可以看成其中一个在k值取得的函数与另外一个函数相乘得到的一个分量函数,并一直移动k值直至最后,最后累和出来的最终函数便是所得到的卷积函数。
3.RC电路时域积分两实验之一实验分析:全响应结果正好等于零状态响应与零输入响应之和。
两实验之二心得体会:具体学习了零状态,零输入,全响应过程的状态及变化,与之前所学的电路知识联系在一起了。
三、离散信号卷积与系统的时域分析1.离散信号卷积求和两实验之一实验分析:输出结果的n值是输入结果的k号与另一个n-k的累和两实验之二心得体会:直观地观察到卷积和的产生,可以看成连续卷积的采样形式,从这个方面去想,更能深入地理解卷积以及采样的知识。
2.离散差分方程求解两实验之一实验分析:其零状态响应序列为0 0 4 5 7.5,零输入响应序列为2 4 5 5.5 5.75,全状态响应序列为2 4 9 10.5 13.25,即全状态=零输入+零状态。
两实验之二心得体会:求差分方程时,可以根据全状态响应是由零输入输入以及零状态相加所得,分开来求,同时也加深了自己对差分方程的求解问题的理解。
实验五 连续系统的时域求解与MATLAB 实现
一、 实验目的和要求
1.练习用dsolve 函数求解微分方程; 2.练习分别用lsim 和tf 函数绘制系统响应及输入信号的时域波形; 3.在验证的基础上,设计用impulse 和step 函数绘制系统的冲激响应和阶跃响应的时域波形。
二、 实验仪器设备
1.微型计算机; 2.MA TLAB 电路仿真软件。
三、 实验内容及步骤
1.使用dsolve 函数求解微分方程
使用dsolve 函数可求解微分方程(组),得到解的解析表达形式。
问题:设方程)(2)(6)(5)('''t e t y t y t y t ε-=++,试求零状态响应)(t y 。
[教材75页例3-14] 命令序列: ];
80[,()'0)0(,0)0(',)'exp(*2*6*52(yzs ezplot Dy y t y Dy y D deolve yzs ==-=++= 执行结果:)
*2exp(
*2)*3exp()1exp(t t yzs ---+-= 即)()2()(32t e e e t y t t t ε---+-=
观察实验结果,参考本实验提纲附加内容给出的相关说明,进一步掌握dsolve 函数的使用方法,用MATLAB 求解教材第70页例3-11。
2.使用lsim 函数绘制系统响应时域波形图
lsim 函数的部分功能是对一个由微分方程描绘的系统,绘制系统响应及输入信号的时域波形。
问题:已知描述某连续系统的微分方程为)(2)()()(2)('
'''t f t f t y t y t y +=++,该系统的输入信号为)()(2t e t f t ε-=,试用MA TLAB 对系统的响应)(t y 进行仿真,并绘出系统响应及输入信号的时域波形。
命令序列:
执行结果:
观察实验结果,探讨并说明交互式察看系统响应与激励信号样值的方法,为进一步掌握lsim 函数及tf 函数,结合本实验提纲附加内容给出的相关说明,仔细阅读以上命令序列,进一步理解其中的关键命令(tf 、lsim )。
3.LTI 连续时间系统冲激响应的MATLAB 实现
可以用MATLAB 提供的专用的impulse 函数求解连续系统冲激响应并绘制其时域波形。
问题:已知描述某连续系统的微分方程为)(2)()()()('''''t f t f t y t y t y +=++,试用MA TLAB 绘出该系统冲激响应时域波形图。
命令序列:
执行结果:
观察实验结果,交互式察看系统响应与激励信号样值;上述命令序列中仅使用了一种impulse 函数的调用格式,为进一步掌握impulse 函数的使用方法,请用另三种格式调用impulse 函数,绘制系统冲激响应的时域波形或得到系统冲激响应的数值解,并具体给出所用命令序列。
另外,请完成对教材70页例3-12的仿真。
4.LTI 连续时间系统阶跃响应的MATLAB 实现
可以用MATLAB 提供的专用的step 函数求解连续系统阶跃响应并绘制其时域波形。
问题:已知描述某连续系统的微分方程为)(2)()(6)(11)(6)(''''''''t f t f t y t y t y t y +=+++,试用MA TLAB 绘出该系统阶跃响应时域波形图。
命令序列:
执行结果:
观察实验结果,交互式察看系统响应与激励信号样值,上述命令序列中给出了step 函数的两种调用格式,为进一步掌握step 函数的使用方法,请用step 函数的另两种调用格式绘制系统阶跃响应的时域波形或得到系统阶跃响应的数值解,并具体给出所用命令序列。
5.设计
已知描述某连续系统的微分方程为)(2)()(2)(3)('
'''t f t f t y t y t y +=++,试编制实现该系统冲激响应和阶跃响应时域波形图的MA TLAB 程序。
要求给出程序代码,对其中关键的命令给出详细的注释,正确记录程序运行结果,即绘出系统冲激响应和阶跃响应曲线。
四、 实验报告要求
1.进一步查阅资料,掌握dsolve 、lsim 、tf 、impulse 和step 函数的使用方法;
2.正确记录实验情况,回答本实验提纲中所提出的问题。
3.结合课程教材,进一步掌握系统冲激响应和阶跃响应的相关理论。
附加说明
◇ 关于dsolve 函数
调用格式
yp=dsolve(’方程1,方程2,…’,’条件1,条件2,…’,’变量’)
简要说明
(1)函数返回微分方程1(或方程1、方程2、…构成的微分方程组)的解;
(2)各个微分方程中的一阶导数符号用‘D ’表示,D2、D3、…Dn 分别表示二阶、三阶、…n 阶导数;
(3)各个微分方程中的自变量默认为‘t ’,否则,可用格式中的 ’变量’ 重新指明;
(4)各个’条件’项可用于指明初始条件。
若不指明或指明不全,则函数的返回值中可能出现C1、C2、…等待定常数。
◇ 关于tf 函数
tf 函数根据描述系统的微分方程的系数生成系统函数对象(TF 对象)。
调用格式
sys=tf(b,a)
简要说明
输入参量a - 微分方程左边多项式系数),2,1,0(n j a j =构成的行向量;
输入参量b - 微分方程右边多项式系数),2,1,0(m i b i =构成的行向量;
输出参量sys - 系统函数对象
对一般形式的系统微分方程: )()()(0)(0t y b t y a i i m
i j j
n j ∑∑=== 或 )()()()()()()()(0'1)1(1)(0'1)1(1)(t f b t f b t f b t f b t y a t y a t y a t y a m m m m n n n n ++++=++++---- a 和b 应分别定义成:][011a a a a a n n
-=、][011b b b b b m m -=。
例如,对由微分方程)(2)()(2)(3)(''''t f t f t y t y t y +-=++描述的系统,由tf 函数生成其系统对象sys 的
命令为
上述命令运行结果为
调用tf 函数生成系统函数对象sys,并用向量f 和t 定义了系统激励信号后,即可调用lsim 函数对连续系统的响应进行仿真。
◇ 关于lsim 函数
调用格式
lsim 函数的一种调用格式为: lsim(sys,f,t)
简要说明
这种调用格式对向量t 定义的时间范围内的系统响应进行仿真,即绘制LTI 连续系统的响应的时域波形,同时还绘出系统的激励信号对应的时域波形。
在这种调用格式中,输入参量f 和t 是两个表示输入信号的行向量,其中t 为表示输入信号时间范围的向量,f 则是输入信号在向量t 定义的时间点上的采样值。
例如,命令 t=0:0.01:5; f=cos(2*t); 就定义了0-5秒时间范围内的余弦输入信号cos(2*t)(采样时间间隔为0.01秒)。
输入参量sys 是由tf 函数根据描述系统的微分方程的系数生成的系统函数对象。
◇ 关于impulse 函数
Impulse 函数主要用于求连续系统冲激响应并绘制其时域波形。
调用格式
(1)impulse(b,a) (2)impulse(b,a,t) (3)impulse(b,a,t1:ts:t2) (4)y=impulse(b,a,t1:ts:t2)
简要说明
(1)该调用格式以默认的方式绘制由向量a 和b 定义的LTI 连续系统的冲激响应时域波形,并提供交互式功能查看任意时刻冲激响应的信号样值。
其中输入参量a 和b 分别是描述系统的微分方程左边和右边系数构成的行向量。
例如,对由微分方程)(6)()(4)(2)('''''t f t f t y t y t y +-=++描述的系统,则定义该系统的向量a 和b 应使用命令: a=[1 0 2 4]; b=[-1 6]; 。
(2)该调用格式绘制由向量a 和b 定义的连续系统在时间参数t 所指定的0~t 时间范围内系统冲激响应的时域波形。
(3)该调用格式绘制由向量a 和b 定义的连续系统在时间范围t1~t2内,且以时间间隔ts 均匀采样的系统冲激响应的时域波形。
(4)该调用格式并不绘制系统冲激响应的波形,而是求出由向量a 和b 定义的连续系统在时间范围t1~t2内,且以时间间隔ts 均匀采样的系统冲激响应的数值解。
◇ 关于step 函数
调用格式
(1)step(b,a) (2)step (b,a,t) (3)step (b,a,t1:ts:t2) (4)y= step (b,a,t1:ts:t2)
上述4种调用格式的使用方法和调用过程与impulse 函数完全相同,只是该函数绘制的是系统阶跃响应的时域波形而不是冲激响应波形。