MATLAB語言在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用全文-移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)-

專業(yè)軟件實(shí)習(xí)胡俊杰2007.4MATLAB語言在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用

本部分的學(xué)習(xí)主要讓學(xué)生了解部分

MATLAB應(yīng)用指令在信號與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)仿真和結(jié)果分析中的應(yīng)用語法情況，同時(shí)對

MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)情況有一個(gè)整體的感性認(rèn)識。MATLAB語言在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用觀察二端口網(wǎng)絡(luò)的頻率特性圖1無源低通濾波器圖2無源高通濾波器MATLAB語言在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用練習(xí)一：二階無源低通濾波器仿真b=[0

0

1];a=[1.000e-10

2.000e-5

1];[h,w]=freqs(b,a,100)

%求系統(tǒng)響應(yīng)函數(shù)H(jw),設(shè)定100個(gè)頻率點(diǎn)figure(1)subplot(2,1,1);plot(w,abs(h));%繪制幅頻特性gridxlabel("w");ylabel("abs(h)");subplot(2,1,2);plot(w,angle(h));

%繪制相頻特性grid;xlabel("w");ylabel("angle(h)");figure(2)subplot(2,1,1);semilogx(w,20*log10(abs(h)));%繪制對數(shù)頻率特性grid;xlabel("w");ylabel("分貝");subplot(2,1,2);plot(w,angle(h));grid;xlabel("w");ylabel("angle(h)");MATLAB語言在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用執(zhí)行結(jié)果MATLAB語言在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用執(zhí)行結(jié)果MATLAB語言在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用練習(xí)二：二階無源高通濾波器仿真clear;b=[-1.000e-10

0

0];

%生成向量ba=[-1.000e-5-2.000e-5-1];%生成向量a[h,w]=freqs(b,a,100)

%求系統(tǒng)響應(yīng)函數(shù)H(jw),設(shè)定100個(gè)頻率點(diǎn)figure(1)subplot(3,1,1);plot(w,abs(h));%繪制幅頻特性gridxlabel("w");ylabel("abs(h)");subplot(3,1,2);semilogx(w,20*log10(abs(h)));%繪制對數(shù)頻率特性grid;xlabel("w");ylabel("分貝");subplot(3,1,3);plot(w,angle(h));%繪制相頻特性grid;xlabel("w");ylabel("angle(h)");MATLAB語言在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用執(zhí)行結(jié)果MATLAB語言在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用用MATLAB對微分方程描述的LTI系統(tǒng)響應(yīng)進(jìn)行仿真lsim(sys,x,t)/y=lsim(sys,x,t):連續(xù)系統(tǒng)響應(yīng)在該調(diào)用格式中，sys描述系統(tǒng)的微分方程系統(tǒng)模型。x和t則是表示輸入信號的行向量，其中t為表示輸入信號時(shí)間范圍的向量，x則是輸入信號在向量t定義的時(shí)間點(diǎn)上的取樣值。impulse（sys,t）/y=impulse（sys,t）

:求解系統(tǒng)沖激響應(yīng)。step（sys,t）/y=step（sys,t）

:求解階躍響應(yīng)。

例如，一個(gè)物體質(zhì)重1kg平放在桌面上，一頭用彈簧固定在墻上，彈簧的彈性系數(shù)ks=100N/m，物體與桌面摩擦系數(shù)fd=2Ns/m，系統(tǒng)的初始儲能為零，若沿彈簧正向加外力f（t）=10*sin（2*pi*t）微分方程為：MATLAB語言在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用MATLAB語言在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用練習(xí)三：MATLAB命令來實(shí)現(xiàn)計(jì)算加周期外力的位移y(t)：與微分方程對應(yīng)MATLAB語言在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用仿真結(jié)果MATLAB語言在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用

上面例子中若外力是強(qiáng)度為10的沖激信號，f(t）=10δ(t)，系統(tǒng)微分方程可以寫成，練習(xí)四：MATLAB命令來計(jì)算加沖擊外力的位移y(t)：MATLAB語言在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用仿真結(jié)果MATLAB語言在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用連續(xù)時(shí)間周期信號的分解例如：對周期性方波信號進(jìn)行分解與綜合，其傅里葉級數(shù)為：f(t)=4/π[sin(t)+1/3*sin3t+…+1/(2k-1)*sin(2k-1)t+…]

k=1,2,

…MATLAB語言在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用練習(xí)五：方波分解與合成、周期方波脈沖及單邊頻譜。t=0:0.01:2*pi;f1=4/pi*sin(t); %

基波f3=4/pi*(sin(3*t)/3);

%三次諧波f5=4/pi*(sin(5*t)/5);f7=4/pi*(sin(7*t)/7);f9=4/pi*(sin(9*t)/9);y1=f1+f3;

y2=f1+f3+f5;

y3=f1+f3+f5+f7+f9;subplot(2,2,1);plot(t,f1),hold

ony=1*sign(pi-t);plot(t,y,"c:");title("周期矩形波的形成-基波")subplot(2,2,2);plot(t,y1);hold

on;y=1*sign(pi-t);plot(t,y,‘c:’);title("周期矩形波的形成-基波+3次諧波")subplot(2,2,3);plot(t,y2)hold

on;y=1*sign(pi-t);plot(t,y,"c:");title("基波+3次諧波+5次諧波");subplot(2,2,4);plot(t,y3);hold

on;y=1*sign(pi-t);plot(t,y,"c:")title("-基波+3次諧波+5次諧波+7次諧波+9次諧波")MATLAB語言在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用結(jié)果MATLAB語言在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用MATLAB實(shí)現(xiàn)連續(xù)信號的采樣與重構(gòu)原理wm=1;wc=wm;Ts=pi/wm;ws=2*pi/Ts;n=-100:100;%信號帶寬%濾波器截止頻率,%采樣間隔%采樣角頻率%時(shí)域采樣點(diǎn)數(shù)nTs=n*Ts;f=sinc(nTs/pi);Dt=0.005;t=-15:Dt:15;fa=f*Ts*wc/pi*sinc((wc/pi)*(ones(length(nTs),1)*t-nTs"*ones(1,length(t))));%信號重構(gòu)error=abs(fa-sinc(t/pi));

%求重構(gòu)信號與原信號的誤差t1=-15:0.5:15;f1=sinc(t1/pi);subplot(3

1

1);stem(t1,f1);xlabel("kTs");ylabel("f(kTs)");title("sa(t)=sinc(t/pi)的臨界采樣信號");subplot(3

1

2);plot(t,fa);xlabel("t");ylabel("fa(t)");grid;title("