利用Labview实现连续系统的时域分析求零状态响应--阶跃激励的设计

1 引言21世纪是信息化时代，伴随科学技术的发展，有越来越多的虚拟环境出现，为工业发展奠定了坚实的基础。

其中，一种代码直观，层次清晰，简单易用却不失功能强大的软件环境Labview逐渐进入了人们的眼球。

LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发的，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。

由于它用图标和框图产生块状程序，编程就像设计电路图一样容易，因此labview得到了广泛的应用。

连续时间系统处理连续时间信号，通常用微分方程来描述这类系统，也就是系统的输入与输出之间通过它们时间函数及其对时间t的各阶导数的线性组合联系起来。

如果输入与输出只用一个高阶的微分方程联系，而且不研究系统内部其他信号的变化，这种描述系统的方式称为输入输出法。

系统分析的任务是对给定的系统模型和输入信号求系统的输出响应。

系统时域分析法包含两方面内容，一是微分方程的求解，另一是已知系统单位冲激响应，将冲激响应与输入激励信号进行卷积积分，求出系统输出响应。

同时作为近代系统时域分析方法，将建立零状态响应，运算过程方便，往往成为系统分析的基本方法。

2 虚拟仪器开发软件Labview入门2.1 Labview介绍LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。

传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序执行顺序，LabVIEW 则采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定VI及函数的执行顺序。

VI指虚拟仪器，是 LabVIEW]的程序模块。

LabVIEW 提供很多外观与传统仪器（如示波器、万用表）类似的控件，可用来方便地创建用户界面。

MATLAB与信号实验——连续LTI系统的时域分析连续LTI系统的时域分析是信号与系统学中的重要课题。

MATLAB作为一种强大的科学计算软件，提供了丰富的工具和函数来进行信号与系统的分析。

下面将介绍MATLAB在连续LTI系统时域分析中的应用。

首先，我们需要了解连续LTI系统的基本概念。

一个连续域线性时不变系统（LTI系统）可以由它的冲激响应完全描述。

冲激响应是系统对单位冲激信号的响应。

在MATLAB中，可以使用impulse函数来生成单位冲激信号。

假设我们有一个连续LTI系统的冲激响应h(t)，我们可以使用conv 函数来计算系统对任意输入信号x(t)的响应y(t)。

conv函数实现了卷积运算，可以将输入信号与冲激响应进行卷积运算得到输出信号。

例如，我们假设一个连续LTI系统的冲激响应为h(t) = exp(-t)u(t)，其中u(t)是单位阶跃函数。

我们可以使用以下代码生成输入信号x(t)和计算输出信号y(t)：```matlabt=-10:0.1:10;%时间范围x = sin(t); % 输入信号h = exp(-t).*heaviside(t); % 冲激响应y = conv(x, h, 'same'); % 计算输出信号```这段代码首先定义了时间范围t，然后定义了输入信号x(t)和冲激响应h(t)。

接下来，使用conv函数计算输入信号和冲激响应的卷积，设置参数’same’表示输出信号与输入信号长度相同。

最后，得到了输出信号y(t)。

在得到输出信号后，我们可以使用MATLAB的绘图功能来可视化结果。

例如，使用以下代码可以绘制输入信号和输出信号的图像：```matlabfigure;plot(t, x, 'b', 'LineWidth', 2); % 绘制输入信号hold on;plot(t, y, 'r', 'LineWidth', 2); % 绘制输出信号xlabel('时间');ylabel('幅度');legend('输入信号', '输出信号');```除了卷积运算外，MATLAB还提供了许多其他函数来进行连续LTI系统的时域分析。

目录目录 (I)1.引言 (1)2.虚拟仪器开发软件Labview入门 (2)2.1 Labview介绍 (2)2.2 利用Labview编程完成习题设计 (2)3. 利用Labview实现连续时间系统的时域分析的设计 (19)3.1 连续时间系统的时域分析的基本原理 (19)3.2 连续时间系统的时域分析的编程设计及实现 (19)3.3运行结果及分析 (20)4.总结 (20)5.参考文献 (20)1.引言虚拟仪器（virtual instrument）是基于计算机的仪器。

计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。

粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。

随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。

另一种方式是将仪器装入计算机。

以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。

虚拟仪器主要是指这种方式。

上面的框图反映了常见的虚拟仪器方案。

虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。

虚拟仪器的研究中涉及的基础理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。

目前在这一领域内，使用较为广泛的计算机语言是美国NI公司的LabVIEW。

虚拟仪器的起源可以追溯到20世纪70年代，那时计算机测控系统在国防、航天等领域已经有了相当的发展。

PC机出现以后，仪器级的计算机化成为可能，甚至在Microsof t公司的Windows 诞生之前，NI公司已经在Macintosh计算机上推出了LabVIEW2.0 以前的版本。

对虚拟仪器和LabVIEW [2]长期、系统、有效的研究开发使得该公司成为业界公认的权威。

目前LabVIEW 的最新版本为LabVIEW2011，LabVIEW 2009 为多线程功能添加了更多特性，这种特性在1998 年的版本 5 中被初次引入。

使用LabVIEW 软件，用户可以借助于它提供的软件环境，该环境由于其数据流编程特性、LabVIEW Real-Time 工具对嵌入式平台开发的多核支持，以及自上而下的为多核而设计的软件层次，是进行并行编程的首选。

目录1 引言 (1)2 虚拟仪器开发软件Labview入门 (2)2.1 Labview介绍 (2)2.2 利用Labview编程完成习题设计 (3)3 利用Labview实现连续系统的时域分析求零状态响应--阶跃激励的设计 (14)3.1 连续系统的时域分析求零状态响应—阶跃激励的基本原理 (14)3.2 连续系统的时域分析求零状态响应—阶跃激励的编程设计及实现 (15)3.2.1 一阶连续时间系统的零状态响应 (15)3.2.2 二阶连续时间系统的零状态响应 (16)3.3 运行结果及分析 (19)3.3.1 一阶连续时间系统的运行结果及分析 (19)3.3.2 二阶连续时间系统的运行结果及分析 (20)4 总结 (23)5 参考文献 (23)1 引言连续时间系统处理连续时间信号，通常用微分方程来描述这类系统，也就是系统的输入与输出之间通过它们时间函数及其对时间t的各阶导数的线性组合联系起来。

如果输入与输出只用一个高阶的微分方程联系，而且不研究系统内部其他信号的变化，这种描述系统的方式称为输入输出法。

系统分析的任务是对给定的系统模型和输入信号求系统的输出响应。

系统时域分析法包含两方面内容，一是微分方程的求解，另一是已知系统单位冲激响应，将冲激响应与输入激励信号进行卷积积分，求出系统输出响应。

同时作为近代系统时域分析方法，将建立零状态响应，运算过程方便，往往成为系统分析的基本方法。

本课程设计就是利用LabVIEW软件来实现连续系统的时域分析—求零状态响应（阶跃激励）的过程，LabVIEW是常用的虚拟仪器开发软件。

所谓虚拟仪器，就是在计算机为核心的硬件平台上，其功能由用户设计和定义，具有虚拟面板，其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。

虚拟仪器的实质是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制功能，以多种形式表达输出检测结果；利用I/O接口设备完成信号的采集,测量与调理，从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。

实验3 利用matlab 求LTI 连续系统的响应一． 实验目的：1． 了解LTI 系统的冲激响应h(t)及matlab 实现； 2． 了解LTI 系统的阶跃响应g(t)及matlab 实现； 3． 了解LTI 系统的零状态响应； 二． 实验原理：设描述连续系统的微分方程为：()()()()∑∑===Mj j jN i i i t f bt y a 0则可以用向量a 和b 来表示该系统，即: ],,,,[011a a a a a N N Λ-= ],,,,[011b b b b b M M Λ-=注意：在用向量来表示微分方程描述的连续系统时，向量a 和b 的元素一定要以微分方程时间求导的降幂次序来排列，且缺项要用零来补齐。

1． impulse()函数函数impulse()将绘出由向量a 和b 表示的连续系统在指定时间范围内的冲激响应h(t)的时域波形，并能求出指定时间范围内冲激响应的数值解。

impulse()函数有如下几种调用格式：● impulse(b,a) ● impulse(b,a,t)● impulse(b,a,t1:p:t2) ● y= impulse(b,a,t1:p:t2) 详细用法可查阅帮助文件。

2． Step()函数 函数step()将绘出由向量a 和b 表示的连续系统在指定时间范围内的阶跃响应g(t)的时域波形，并能求出指定时间范围内阶跃响应的数值解。

step()函数有如下几种调用格式：● step(b,a) ● step(b,a,t)● step(b,a,t1:p:t2) ● y= step(b,a,t1:p:t2) 3.lsim()函数 函数lsim()将绘出由向量a 和b 表示的连续系统在指定时间范围内对函数x(t)响应的时域波形，并能求出指定时间范围内响应的数值解。

lsim()函数有如下几种调用格式：● lsim(b,a,x,t) ● y=lsim(b,a,x,t) 三． 范例程序已知描述某电路的微分方程是欢迎下载 2()()()()()()t e t e t e t r t i t i 46107'"'''++=++由理论方法可推导出系统的冲激响应)(t h 和阶跃响应)(t g 为()()t u e e t t h t t )3134()(52--+-+=δ()t u e e t g t t )5215132()(52+-=--下面演示MATLAB 求解冲激响应和阶跃响应的两种方法，以及lsim 函数的多种调用方式。

信号与系统课程设计报告书课题名称 零输入响应与零状态响应姓 名梁何磊学 号 20086354 院、系、部 电气系 专 业 电子信息工程 指导教师秀婷 康朝红2011年1月11日※※※※※※※※※ ※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※2008级信号与系统课程设计连续时间系统的LTI 系统的时域仿真 -------零输入响应与零状态响应20086354 梁何磊一、设计目的掌握信号经过LTI 系统的时域分析方法。

巩固已经学过的知识，加深对知识的理解和应用，加强学科间的横向联系，学会应用MATLAB 对实际问题进行仿真。

学会对带有非零起始状态的LTI 系统进行仿真。

二、设计要求（1）根据实际问题建立系统的数学模型，对给定的如下电路，课本第二章例2-8，参数如图所示；建立系统的数学模型，并计算其完全响应；（2）用MATLAB 描述此系统；（3）仿真实现并绘制输出信号的波形。

要求用两种方法仿真实现完全响应。

对仿真结果进行比较，并与理论值比较。

三、设计方法与步骤：一般的连续时间系统分析有以下几个步骤: ①求解系统的零输入响应; ②求解系统的零状态响应; ③求解系统的全响应; ④分析系统的卷积；⑤画出它们的图形. 下面以具体的微分方程为例说明利用MATLAB 软件分析系统的具体方法.1．连续时间系统的零输入响应描述n 阶线性时不变（LTI ）连续系统的微分方程为：已知y 及各阶导数的初始值为y(0),y (1)(0)，… y (n-1)(0)， 求系统的零输入响应。

建模当LIT 系统的输入为零时，其零输入响应为微分方程的其次解（即令微分方程的等号右端为零），其形式为（设特征根均为单根）1121111n n m n n m m n n m d y d y dy d u du a a a a y b b b u dtdt dt dt dt -++-++⋅⋅⋅⋅⋅++=+⋅⋅⋅⋅++()4=t e ()t L H 41=L Ω=232其中p1,p2,…,p n是特征方程a1λn+a2λn-1+…+a nλ+a n=0的根，它们可以用root(a)语句求得。

成绩评定表之袁州冬雪创作课程设计任务书1.引言12 Matlab入门2 233447结论20参考文献211.引言人们之间的交流是通过消息的传播来实现的，信号则是消息的表示形式，消息是信号的详细内容.本文概述了信号仿真系统的需求、总体布局、基本功能.重点先容了操纵Matlab 软件设计实现信号仿真系统的基来历根基理及功能，以及操纵Matlab软件提供的图形用户界面（Graphical User Interfaces ,GUI）设计具有人机交互、界面友好的用户界面.本文采取Matlab的图形用户界面设计功能, 开辟出了各个实验界面.在该实验软件中, 集成了信号处理中的多个实验, 应用效果杰出.本系统是一种演示型软件,用可视化的仿真工具,以图形和动态仿真的方式演示部分基本信号的传输波形和变换，使学习人员直观、感性地懂得和掌握信号与系统的基本知识.近些年来，计算机多媒体教导手段的运用逐步普及，大量优秀的迷信计算和系统仿真软件不竭涌现，为我们实现计算机辅助讲授和学生上机实验提供了很好的平台.通过对这些软件的分析和对比，我们选择MATLAB语言作为辅助讲授工具，借助MATLAB 强大的计算才能和图形表示才能，将《信号与系统》中的概念、方法和相应的成果，以图形的形式直观地展现给我们，大大的方便我们迅速掌握和理解教师上课教的有关信号与系统的知识.MATLAB 7.0是一个包含大量计算算法的集合.其拥有600多个工程中要用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能.函数中所使用的算法都是科研和工程计算中的最新研究成果，而前颠末了各种优化和容错处理.在通常情况下，可以用它来代替底层编程语言，如C和C++ .在计算要求相同的情况下，使用MATLAB的编程工作量会大大减少.MATLAB 7.0的这些函数集包含从最简单最基本的函数到诸如矩阵，特征向量、疾速傅立叶变换的复杂函数.函数所能处理的问题其大致包含矩阵运算和线性方程组的求解、微分方程及偏微分方程的组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操纵以及建模动态仿真等.作为信号与系统的基天职析软件之一，操纵MATLAB停止信号与系统的分析与设计是通信以及信息工程学科的学生所要掌握的需要技能之一.通过学习并使用MATLAB语言停止编程实现课题的要求，对学生才能的培养极为重要.尤其会提高综合运用所学实际知识停止分析问题、处理问题的才能，也便于将实际知识与实践相连系，并得以更好地掌握信号分析与处理的基本方法与实现.这也将为后续相关的课程学习打下一定的基础,从而在以后相关课程设计与分析的时候达到对MATLAB的熟练应用与融会贯通.2.Matlab入门MATLAB7.02009版本，高级技术计算语言和交互式环境可以较使用传统的编程语言（如 C、C++ 和 Fortran）更快地处理技术计算问题.MATLAB 7.0主要功能为交互式工具可以按迭代的方式探查、设计及求解问题此高级语言可用于技术计算此开辟环境可对代码、文件和数据停止管理各种工具可用于构建自定义的图形用户界面各种函数可将基于 MATLAB 的算法与外部应用程序和语言（如 C、C++、Fortran、Java、COM 以及 Microsoft Excel）集成数学函数可用于线性代数、统计、傅立叶分析、筛选、优化以及数值积分等二维和三维图形函数可用于可视化数据；特点：1) 高效的数值计算及符号计算功能，能使用户从繁杂的数学运算分析中摆脱出来；2) 具有完备的图形处理功能,实现计算成果和编程的可视化;3) 友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言，使学者易于学习和掌握；4) 功能丰富的应用工具箱(如信号处理工具箱、通信工具箱等) ,为用户提供了大量方便实用的处理工具.MATLAB 7.0由一系列工具组成.这些工具方便用户使用MATLAB的函数和文件，其中许多工具采取的是图形用户界面.包含MATLAB桌面和饬令窗口、汗青饬令窗口、编辑器和调试器、途径搜索和用于用户阅读帮忙、工作空间、文件的阅读器.随着MATLAB 7.0的商业化以及软件自己的不竭升级，MATLAB 7.0的用户界面也越来越精美，更加接近Windows的尺度界面，人机交互性更强，操纵更简单.而且新版本的MATLAB 7.0提供了完整的联机查询、帮忙系统，极大的方便了用户的使用.简单的编程环境提供了比较完备的调试系统，程序不必颠末编译便可以直接运行，而且可以及时地陈述出现的错误及停止出错原因分析.综上，在停止信号的分析与仿真时，MATLAB7.0无疑是一个强大而实用的工具.尤其对于信号的分析起到了直观而形象的作用，非常适合与相关课题的研究与分析. 3.零输入响应的求解方法描绘n 阶线性时不变（LTI ）持续系统的微分方程为：已知y 及各阶导数的初始值为y(0),y (1)(0)，…y (n-1)(0)，求系统的零输入响应. 建模如下：当LIT 系统的输入为零时，其零输入响应为微分方程的齐次解（即令微分方程的等号右端为零），其形式为（设特征根均为单根）其中p 1,p 2,…,p n 是特征方程a 1λn +a 2λn-1+…+a n λ+a n =0的根，它们可以用root(a)语句求得.各系数 由y 及其各阶导数的初始值来确定.对此有下列方程：写成矩阵形式为: P 1n-1C 1+ P 2n-1C 2+…+ P n n-1C n =D n-1y 01012201111120111n n n n n n n C y p p p C Dy p p p C D y ----⋅⋅⋅⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⋅⋅⋅⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⋅⋅⋅⎣⎦⎣⎦⎣⎦即 V •C=Y 0 其解为：C=V\Y 0式中 V 为范德蒙矩阵，在matlab 的特殊矩阵库中有vander. 零输入响应的编程设计及实现 以下面式子为例： )(6)('4)(3)('2)("t f t f t y t y t y -=++ 初始条件为2_)0(=y ,7_)0('=yMATLAB 程序：a=input('输入分母系数a=[a1,a2,...]=');n=length(a)-1;Y0=input('输入初始条件向量 Y0=[y0,Dy0,D2y0,...]=');p=roots(a);V=rot90(vander(p));c=V\Y0';dt=input('dt=');te=input('te=');t=0:dt:te;y=zeros(1,length(t));for k=1:n y=y+c(k)*exp(p(k)*t);endplot(t,y);grid xlabel('t') ;ylabel('y');1121111n n m n n m m n n m d y d y dy d u du a a a a y b b b u dt dt dt dt dt -++-++⋅⋅⋅⋅⋅++=+⋅⋅⋅⋅++1212()n p t p t p t n y t C e C e C e =++⋅⋅⋅⋅+120n C C C y ++⋅⋅⋅⋅+=11220n n p C p C p C Dy ++⋅⋅⋅⋅+=111111220n n n n n n p C p C p C D y ----++⋅⋅⋅⋅+=1211112111n n n n n p p p V p p p ---⋅⋅⋅⎡⎤⎢⎥⋅⋅⋅⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⋅⋅⋅⎣⎦[]12n C C C C =⋅⋅⋅1000n C y Dy D y -⎡⎤=⋅⋅⋅⎣⎦title('零输入响应');程序运行成果：用这个通用程序来解一个三阶系统，运行此程序并输入a=[1,2,3] Y0=[2,7] dt=0.002 te=7成果如图3.1所示.图3.1 零输入响应的波形图零输入响应的成果分析根据图可以分析零输入响应，它的起始值与输入函数无关，只与它的初始状态值有关，其起始值等于y(0_)的值.随着时间的推移，最后零输入响应的值无限的趋近于0.持续时间系统的零状态响应零状态响应的求解方法我们知道，LTI 持续系统可用如下所示的线性常系数微分方程来描绘，()()00()()N Mi j i j i j a y t b f t ===∑∑ 例如，对于以下方程:''''''''''''32103210()()()()()()()()a y t a y t a y t a y t b f t b f t b f t b f t +++=+++可用32103210[,,,],[,,,],a a a a a b b b b b ==输入函数()u f t =，得出它的冲激响应h ，再根据LTI 系统的零状态响应y （t ）是激励u （t ）与冲激响应h （t ）的卷积积分.注意，如果微分方程的左端或右端表达式中有缺项，则其向量a 或b 中的对应元素应为零，不克不及省略不写，否则出错.例如：求函数的零状态响应，已知：)(6)('4)(3)('2)("t f t f t y t y t y -=++及初始状态'(0)(0)0zs zs y y --==.输入函数)*5cos()*2sin(t t y +=.建模：先求出系统的冲激响应，写出其特征方程0322=++λλ求出其特征根为p1和p2，及相应的留数r1，r2；则冲激响应为1212()p t p t h t re r e =+ 输入y （t ）可用输入u （t ）与冲激响应h （t ）的卷积求得.零状态响应的编程设计及实现MATLAB 程序：a=input('输入分母系数a=[a1,a2,...]=');b=input('输入输入信号系数b=[b1,b2,...]=');dt=input('dt=');te=input('te=');t=0:dt:te;u=input('输入函数u=');te=t(end);dt=te/(length(t)-1);[r,p,k]=residue(b,a);h=r(1)*exp(p(1)*t)+r(2)*exp(p(1)*t);subplot(2,1,1),plot(t,h);gridtitle('冲激函数');y=conv(u,h)*dt;subplot(2,1,2),plot(t,y(1:length(t)));gridtitle('零状态响应');程序运行成果执行这个程序，取a=[1,2,3] b=[4,6] dt=0.001 te=7得出图形如图3.2所示.图3.2 零状态响应的波形图零状态响应的成果分析由于初始状态为零，所以零状态的起始值也为零，即h(t)包含了持续系统的固有特性，与系统的输入无关.只要知道了系统的冲激响应，即可求得系统在分歧输入时发生的输出.因此，求解系统的冲激响应h对停止持续时间系统的分析具有非常重要的意义总结本次的信号与系统课程设计,我的课设题目是求持续时间系统的零输入与零状态响应，需要用到MATLAB停止波形仿真.由于我对MATLAB这个仿真软件其实不是很熟悉，所以在停止课设的过程中，遇到了很多问题，不过最后还是顺利完成，虽然做的程序其实不是很完美，但是我还是从中学会了很多.设计过程中，出现了各种各样的问题，有些是由对软件的使用不熟悉引起的，有的是由对零状态响应和零输入响应的求解方法不熟悉引起的.但是最后我还是找到了处理的法子.比方说，在我用系统求解法求解零状态响应和零输入响应时，由于求解过程复杂，用MATLAB软件停止仿真时，编程很难，所以我采取了矩阵求解的方法，可以在编程时直接调用特殊矩阵库中的Vander停止系统求解，这样编程就容易了许多.在整个设计过程中我懂得了许多东西，也培养了独立思考和设计的才能，树立了对知识应用的信心，相信会对此后的学习工作和生活有非常大的帮忙，而且学习到了MATLAB软件主要功能交互式工具可以按迭代的方式探查、设计及求解问题此高级语言可用于技术计算此开辟环境可对代码、文件和数据停止管理各种工具可用于构建自定义的图形用户界面各种函数可将基于 MATLAB 的算法与外部应用程序和语言（如 C、C++、Fortran、Java、COM 以及 Microsoft Excel）集成数学函数可用于线性代数、统计、傅立叶分析、筛选、优化以及数值积分等二维和三维图形函数可用于可视化数据..课程设计不但是对前面所学知识的一种检验，也是对自己才能的一种提高，通过这次课程设计使自己大白了原来的光靠书面知识是非常欠缺的，还是需要不竭的实践巩固.因此在以后的工作和生活中还是应该不竭的学习，尽力提高自己的知识和综合素质.本次的课程设计让我对信号与系统这一门学科有了更深条理的懂得，在分析并处理问题的过程中，巩固了该门学科的基础，对于相关知识的认知程度有了很大的提高.实践是认识的基础，本次的课程设计中所学习到的求解方法以及对MATLAB软件的懂得，对我以后的工作学习都意义深远.参考文献1：张平.MATLAB基础与应用简明教程.北京：北京航天大学出版社，2001.2：黄忠霖.节制系统MATLAB计算及仿真（第2版）.北京：国防工业出版社，2004.3：肖伟、刘忠. MATLAB程序设计与应用[M].北京：清华大学出版社 2005.4:刘振全、杨世凤.MATLAB语言与节制系统仿真实训教程.北京：化学工业出版社，2009.。

实验名称MATLAB对连续信号与系统的时域分析实验目的：1.了解连续时间信号的特点；2.掌握连续时间信号表示的方法；3.掌握连续时间信号时域运算的基本方法；4.掌握连续时间信号波形变换的基本运算；5.熟悉Matlab相关函数的调用格式及作用, 并实现常用连续信号的运算及连续系统的响应。

实验原理：1.常用信号的MATLAB实现及调用：正弦信号f(t)=Asin(ωt+φ) 函数sin 调用形式f=A*sin(ω*t+φ)f(t)=Acos(ωt+φ) 函数cos 调用形式f=A*cos(ω*t+φ)指数信号f(t)=Ae st 函数exp 调用形式f=A*exp(a*t)矩形脉冲信号函数 rectpuls 调用形式 f=restpuls(t,width)2.连续信号运算的MATLAB实现：连续信号的基本运算包括连续信号的相加、相乘、翻转、移位和展缩，以及连续信号的微分和积分。

(1)相加和相乘连续信号f1(t)和f2(t) y1(t)为和信号 y2(t)为积信号y1(t)= f1(t)+ f2(t) y2(t)= f1(t)*f2(t)(2)翻转信号f(t)的自变量t换成-t，得到另一个信号f(-t)(3)移位将信号f(t)的自变量换为t±t0,得到另一个信号f(t±t0)(4)展缩，将信号f(t)的自变量t换位at，得到另一个信号f(at)；(5)微分和积分微分调用函数diff 调用形式为diff(f)积分调用函数int 调用形式为int(f)；卷积调用函数conv 调用形式为f=conv(f1,f2)3.连续系统的响应：(1)调用函数impulse可求解系统冲击响应，调用形式为：y=impulse(sys,t)(2)调用函数step可求解阶跃响应，调用形式为：y=step(sys,t)(3)调用函数lsim可求解系统零状态响应，调用形式为：y=lsim(sys,x,t)式中：t表示计算系统响应的抽样点向量；x是系统输入信号向量(4)调用函数lsim可求解系统全响应，调用形式为lsim(sys,f,t,z)f为系统输入，z为系统的初始状态。

成绩实验报告实验名称连续时间系统的时域分析实验班级电子08-1姓名 ***学号**（后两位）指导教师张涛实验日期 2010年5月6日实验二 连续时间系统的时域分析一、实验目的：1、学习MATLAB 语言的编程方法及熟悉MATLAB 指令。

2、深刻理解卷积运算，利用离散卷积实现连续卷积运算。

3、学会用MATLAB 求解系统的零状态响应、冲激响应及阶跃响应的方法。

二、实验内容与步骤。

1、 编写程序Q2_1，完成)(1t f 与)(2t f 两函数的卷积运算。

其中：)4()()(),()(221--==-t u t u t f t u e t f t 在一个图形窗口中，画出)(1t f 、)(2t f 以及卷积结果。

要求每个坐标系有标题、坐标轴名称。

程序如下：t0 = -3;t1 = 5;dt = 0.01; t = t0:dt:t1;x = exp(-2*t).*ut(t); h = ut(t)-ut(t-4);y = dt*conv(x,h); subplot(221)plot(t,x), grid on, title('Signal x(t)'), axis([t0,t1,-0.2,1.2]) subplot(222)plot(t,h), grid on, title('Signal h(t)'), axis([t0,t1,-0.2,1.2]) subplot(212)t = 2*t0:dt:2*t1;plot(t,y), grid on, title('The convolution of x(t) and h(t)'), axis([2*t0,2*t1,-0.1,0.6]), xlabel('Time t sec');-2240.51Signal x(t)-2240.51Signal h(t)-6-4-224681000.20.4The convolution of x(t) and h(t)2、 编写程序Q2_2。