《MATLAB与信号与系统实验指导书(李敏.教改版)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MATLAB与信号与系统实验指导书(李敏.教改版)（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、MATLAB a=-0.4; t=0:0.01:10; %定义时间点 ft=A*exp(a*t); %计算这些点的函数值 plot(t,ft); %画图命令，用直线段连接函数值表示曲线 grid on; %在图上画方格例 1-2 正弦信号 正弦信号在 MATLAB 中用 sin 函数表示。 调用格式为 ft=A*sin(w*t+phi) A=1; w=2*pi; phi=pi/6; t=0:0.01:8; %定义时间点 ft=A*sin(w*t+phi); %计算这些点的函数值 plot(t,ft); %画图命令 grid on; %在图上画方格例 1-3 抽样信号 抽样信号 Sa(t)=si
2、n(t)/t 在 MATLAB 中用 sinc 函数表示。定义为 )/(sin)(tctSat=-3*pi:pi/100:3*pi;ft=sinc(t/pi);plot(t,ft);grid on;axis(-10,10,-0.5,1.2); %定义画图范围，横轴，纵轴title(抽样信号) %定义图的标题名字MATLABft=tripuls(t,4,0.5);plot(t,ft); grid on;axis(-3,3,-0.5,1.5);例 1-5 虚指数信号 调用格式是 f=exp(j*w)*t)t=0:0.01:15; w=pi/4; X=exp(j*w*t); Xr=real(X);
3、%取实部 Xi=imag(X); %取虚部 Xa=abs(X); %取模 Xn=angle(X); %取相位 subplot(2,2,1),plot(t,Xr),axis(0,15,-(max(Xa)+0.5),max(Xa)+0.5), title(实部); subplot(2,2,3),plot(t,Xi),axis(0,15,-(max(Xa)+0.5),max(Xa)+0.5), title(虚部); subplot(2,2,2), plot(t,Xa),axis(0,15,0,max(Xa)+1),title(模); subplot(2,2,4),plot(t,Xn),axis(0,
4、15,-(max(Xn)+1),max(Xn)+1),title(相角);%subplot(m,n,i) 命令是建立 m 行 n 列画图窗口，并指定画图位置 i 例 1-6 复指数信号 调用格式是 f=exp(a+j*b)*t)t=0:0.01:3; a=-1;b=10; f=exp(a+j*b)*t); subplot(2,2,1),plot(t,real(f),title(实部) subplot(2,2,3),plot(t,imag(f),title(虚部) subplot(2,2,2),plot(t,abs(f),title(模) subplot(2,2,4),plot(t,angle(
5、f),title(相角)例 1-7 矩形脉冲信号 矩形脉冲信号可用 rectpuls 函数产生， 调用格式为 y=rectpuls(t,width),幅度是 1，宽度是 width，以 t=0 为对称中心。 t=-2:0.01:2; width=1; ft=2*rectpuls(t,width); plot(t,ft) grid on;例 1-8 单位阶跃信号 单位阶跃信号 u(t)用“t=0”产生，调用格式为 ft=(t=0)t=-1:0.01:5;ft=(t=0);MATLAB grid on;axis(-1,5,-0.5,1.5); 例 1-9 正弦信号符号算法 syms t %定义符号
6、变量 t y=sin(pi/4*t) %符号函数表达式 ezplot(y,-16,16) %符号函数画图命令 或者 f=sym(sin(pi/4*t) %定义符号函数表达式 ezplot(f,-16,16)例 1-10 单位阶跃信号 MATTLAB 符号数学函数 Heaviside 表示阶跃信号，但要画图需在 工作目录创建 Heaviside 的 M 文件 function f=Heaviside(t) f=(t0); 保存，文件名是 Heaviside ，调用该函数即可画图，例 t=-1:0.01:3; f=heaviside(t); plot(t,f) axis(-1,3,-0.2,1.2
7、) 或者 y=sym(Heaviside(t); ezplot(y,-1,5);grid on (2)离散信号的离散信号的 MATLAB 表示表示 例 1-11 单位脉冲序列单位脉冲序列的表达式: 延迟 ks 的单位脉冲序列表达式: 其余kkk, 00, 1)( 其余kkkkkkxs s, 0, 1)()(1单位脉冲序列 m 文件clear,k0=0;kf=10;ks=3; %本例取 ks=3,k1=k0:kf; x1=zeros(1,ks-k0),1,zeros(1,kf-ks);%单位脉冲序列的产生stem(k1,x1,.);title(单位脉冲序列)%绘图 例例 1-12 单位阶跃序列单
8、位阶跃序列单位阶跃序列的表达式: 延迟 ks 的单位阶跃序列表达式: 本例取 ks=3。单位阶跃序列 m 文件 clear,k0=0;kf=10;ks=3; k2=k0:kf;x2=zeros(1,ks-k0),ones(1,kf-ks+1); %单位阶跃序列的产生 stem(k2,x2,.);title(单位阶跃序列) %绘图 0001 kkk ss skkkkkkkx,0,12MATLAB若=0,则为虚指数序列,其实部为余弦序列,虚部为正弦序列。本 例取=-0.2,=0.5,该复指数序列的实部和虚部如图所绘，其 m 文件如下复指数序列 m 文件clear,k0=0;kf=20;ks=3;k
9、3=k0:kf;x3=exp(-0.2+0.5j)*k3);%复指数序列的产生subplot(1,2,1),stem(k3,real(x3),.);line(0,10,0,0)%绘图xlabel(实部)subplot(1,2,2),stem(k3,imag(x3),.);line(0,10,0,0)%绘图xlabel(虚部) 2 信号基本运算的信号基本运算的 MATLAB 实现实现 信号基本运算是乘法、加法、尺度、反转、平移、微分、积分，实现方法有数值 法和符号法.例 1-14 以 f(t)为三角信号为例，求 f(2t) , f(2-2t) t=-3:0.001:3;ft=tripuls(t,
10、4,0.5); subplot(3,1,1); plot(t,ft); grid on;title (f(t);ft1= tripuls(2*t,4,0.5);subplot(3,1,2); plot(t,ft1); grid on;title (f(2t);ft2= tripuls(2-2*t,4,0.5);subplot(3,1,3); plot(t,ft2); grid on;title (f(2-2t); 0003kkekxkMATLAB t=0:0.01:3; f1=sin(w*t); f2=sin(8*w*t); subplot(211) plot(t,f1+1,:,t,f1-1,
11、:,t,f1+f2) grid on,title(f1(t)+f2(t) subplot(212) plot(t,f1,:,t,-f1,:,t,f1.*f2) grid on,title(f1(t)*f2(t)MATLABA=1;a=-1.6;fk=A*a.k;W=sum(abs(fk).2) 运行结果为W=1.9838e+004 三、实验内容三、实验内容1 验证实验原理中程序 1kfkfkf NNkNkfE2limMATLAB ,;aa a a abb b b b( , )systf b a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， 不能省略不写
12、，否则出错。例 2-1 已知某 LTI 系统的微分方程为y(t)+ 2y(t)+100y(t)=f(t) 其中，求系统的输出 y(t).(0)(0)0,( )10sin(2)yyf tt解：显然，这是一个求系统零状态响应的问题。其 MATLAB 计算程序如下：ts=0;te=5;dt=0.01;sys=tf(1,1,2,100);t=ts:dt:te;f=10*sin(2*pi*t);y=lsim(sys,f,t);plot(t,y);xlabel(Time(sec);ylabel(y(t); 2连续时间系统冲激响应和阶跃响应的求解连续时间系统冲激响应和阶跃响应的求解在 MATLAB 中，对于
13、连续 LTI 系统的冲激响应和阶跃响应，可分别用控制系统工具箱 提供的函数 impluse 和 step 来求解。其调用格式为MATLABte=5;dt=0.01;sys=tf(10,1,2,100); t=ts:dt:te; h=impulse(sys,t); figure; plot(t,h);xlabel(Time(sec);ylabel(h(t); g=step(sys,t); figure; plot(t,g);xlabel(Time(sec); ylabel(g(t); 3. 用用 MATLAB 实现连续时间信号的卷积实现连续时间信号的卷积 信号的卷积运算有符号算法和数值算法，此处采用数值计算法，需调用 MATLAB 的 conv( )函数近似计算信号的卷积积分。连续信号的卷积积分定义是dtfftftftf)()()()()(2121如果对连续信号和进行等时间间隔均匀抽样，则和分别变为)(1tf)(2tf)(1tf)(2tf离散时间信号和。其中，为整数。当足够小时，和)(1mf)(2mfm)(1mf既为连续时间信号和。因此连续时间信号卷积积分可表示为)(2mf)(1tf)(2tfmmtfmfdtfftftftf)()()()()()()(21 02121lim采用数值计算时，只求当时卷积积分的值，其中，n 为整数，既 nt)(tf)( nfm
