系統(tǒng)的時(shí)域分析

1、word實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱 信號(hào)與線性系統(tǒng)分析實(shí)驗(yàn)名稱 系統(tǒng)的時(shí)域分析實(shí)驗(yàn)類型 設(shè)計(jì) 驗(yàn)證、綜合、設(shè)計(jì)、創(chuàng)新學(xué)院名稱 電子與信息工程學(xué)院 專 業(yè) 電子信息工程 2022年6月5日實(shí)驗(yàn)三、系統(tǒng)的時(shí)域分析1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)會(huì)利用MATLAB求解連續(xù)系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)、沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)；2學(xué)會(huì)利用MATLAB求解離散系統(tǒng)的單位取樣響應(yīng)；3學(xué)會(huì)利用MATLAB求解離散系統(tǒng)的卷積和。2實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)例分析實(shí)驗(yàn)原理見教材的第二章和第三章。2.1 連續(xù)系統(tǒng)沖激響應(yīng)、階躍響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)例1：某LTI系統(tǒng)的微分方程為，其中，。試用MATLAB命令繪出范圍內(nèi)系統(tǒng)的沖激響應(yīng)、階躍響應(yīng)和系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)的波形圖。解：程序如

2、下：clc%命令窗口清屏closeallclearallt = 0:0.01:10;sys = tf(6,1 5 6); %用傳輸函數(shù)形式表示系統(tǒng)f = 10 * sin(2*pi*t) .* uCT(t);h = impulse(sys,t); %計(jì)算系統(tǒng)的沖激響應(yīng)subplot(2,1,1);plot(t,h,'linewidth',2);grid;axis(0 10 -0.2 1.2);xlabel('t(sec)');title('Impulse response - h(t)');g = step(sys,t); %計(jì)算系統(tǒng)的階躍響應(yīng)s

3、ubplot(2,1,2);plot(t,g,'linewidth',2);grid;axis(0 10 -0.2 1.2);xlabel('t(sec)');title('Step response - g(t)');y = lsim(sys,f,t); %計(jì)算系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)figure;plot(t,y,'linewidth',2);grid;xlabel('t(sec)');title('y_f(t)');2.2離散系統(tǒng)的單位取樣響應(yīng)例2：系統(tǒng)的差分方程為，利用MATLAB命令繪出該系統(tǒng)的單

4、位取樣響應(yīng)。解：MATLAB程序如下：clccloseallclearalla = 3 -4 2;b = 1 2;impz(b,a,30);grid;2.3離散卷積和的計(jì)算例3：系統(tǒng)的單位取樣響應(yīng)為，試用MATLAB計(jì)算當(dāng)輸入信號(hào)為時(shí)，系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)。解：MATLAB程序如下：clccloseallclearallnx = -1:5;nh = -2:10;x = uCT(nx) - uCT(nx-4); %計(jì)算x(n)h = 0.8 .nh .* (uCT(nh) - uCT(nh-8); %計(jì)算h(n)y = conv(x,h); %計(jì)算離散卷積ny = (min(nx)+min(nh)

5、: (max(nx) + max(nh);subplot(311);stem(nx,x,'fill');grid;xlabel('n');title('x(n)');axis(-4 16 0 3);subplot(312);stem(nh,h,'fill');grid;xlabel('n');title('h(n)');axis(-4 16 0 3);subplot(313);stem(ny,y,'fill');grid;xlabel('n');title('

6、y(n)=x(n)*h(n)');axis(-4 16 0 3);3實(shí)驗(yàn)報(bào)告與要求在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明連續(xù)系統(tǒng)的沖激響應(yīng)、階躍響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)等概念，說(shuō)明離散系統(tǒng)的單位取樣響應(yīng)、卷積和的計(jì)算方法。思考并完成以下各題：1） 推導(dǎo)出例1中系統(tǒng)的沖激響應(yīng)、階躍響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)的的表達(dá)式。僅利用表達(dá)式，不使用impulse、step和lsim等MATLAB內(nèi)部函數(shù)，繪制波形，并與例1的結(jié)果進(jìn)行比擬。 解：2系統(tǒng)的微分方程為，如何利用MATLAB命令繪出該系統(tǒng)的沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)的時(shí)域波形圖。clccloseallclearallt = 0:0.01:10;sys = tf(1 0,1 2

7、2); h = impulse(sys,t); subplot(2,1,1);plot(t,h,'linewidth',2);grid;axis(0 10 -0.2 1.2);xlabel('t(sec)');title('Impulse response - h(t)'); g = step(sys,t); subplot(2,1,2);plot(t,g,'linewidth',2);grid;axis(0 10 -0.2 1.2);xlabel('t(sec)');title('Step respons

8、e - g(t)');3） 如何利用迭代法求解例2中系統(tǒng)的單位取樣響應(yīng)，試將其結(jié)果與例2進(jìn)行比擬。解：該系統(tǒng)的單位抽取響應(yīng)hn，將n=xn代入方程可得 3hn-4hn-1+2hn-2=n+2n-1所以hn=1/3n+2n-1+4hn-1-2hn-2那么 h0=1/30+2-1+4h-1-2h-2=1/3 h1=1/31+20+4h0-2h-1=10/9 h2=1/32+21+4h1-2h0=34/274） 觀察例3所得結(jié)果，并說(shuō)明、三個(gè)序列的長(zhǎng)度有何聯(lián)系？以及這三個(gè)序列的定義域的上、下界之間有何聯(lián)系？解：的長(zhǎng)度等于與的和，定義域的上、下界為和定義域上、下界分別之和。4 實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)了利用MATLAB求解連