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1、实验一 MATLAB在系统时域分析中的应用一、实验目的学习使用MATLAB产生基本信号、绘制信号波形、实现信号的基本运算，为 信号分析和系统分析奠定基础。熟悉卷积积分的定义和性质，了解卷积积分在系统分析中的应用，熟悉用 MATLAB实现卷积的方法。二、相关知识点1. 信号的时域分析2. 连续系统的时域分析3. 离散时间系统的时域分析4. 冲激响应、序列响应及阶跃响应5. 卷积及应用三、实验原理时域分析法是根据系统响应与激励之间的微分方程或者差分方程求得其响 应的方法。根据时域的特点，可以采用经典法、卷积(卷和)法等计算系统的零 输入响应和零状态响应。四、实验条件计算机一台，MATLAB软件。五
2、、实验内容及结果测试1.设有一力学系统，其系统的微分方程为y”(t)+0.5y(t)+4y(t)=0.5f(t)若外力f(t)=g(t)，试求物体的位移。解 在MATLAB中，求解系统的阶跃响应可应用控制系统工具箱提供的 step(sys,t)函数，sys是线性时不变系统模型，t表示计算系统响应的采样点向 量。程序如下: Editor - C:MATLAB7wo-rkUntitled.mFile Edit Text Cell Took Debug DesktopWindowHelp*, XD洛% 葡g cSM AEi. JI;clc: clear;ts=D:te=20:dt=0. 01:b=D
3、. 5: a=l, 0. 5, 4: sys=tf(h,a): t=ts:d:te;y=step(sys,t): plot(t? y):Ln 6 Col 13OVRscriptKlabel ( t (sec): ylabel ,): grid on;2、求差分方程y(n)-y(n-1)-2y(n-2)=f(n) 的单位序列响应。解 在MATLAB中，求解离散时间系统的单位序列响应，可应用信号处理工 具箱提impz函数，其调用形式为h=impz(b,a,k)，式中b=b0,b1,，bM， a=a0,a1,aN分别是差分方程右、左端的系数向量，k表示输出序列的取值 范围(可省)，h表示系统单位列响
4、应。程序如下：Editor - C:MATLAB7wQrkUntitled2.m XFile Edit Text Cell Tools Debug Desktop Windqw Help* x歹 I若 G二7鲁航兀自月| * ”成1 -clc:2 -clear;3 -k=0:10：4 -a= 1, -1, -2:5 -b=l：6 -(b, a, k):7 - stem (kn h);8 - title单位序列响应的近似值):9 -grid on;10 -hk=l/3*(-l). k+2/3+(2). Ak：11 -stain (k, hit):12 -titleC单位序列响应的理论值):13
5、-grid on：Ln 11 Col 13| OVR单位序列响应的理论值3、已知系统的单位响应h(n)=Qre (n) ,0a1输入信号f (n) = (n)- (n-6)试求系统的零状态响应。解程序如下；勺 Editor - C:MATLAB7workUntitled4.m XFile Edit Text ell Tools De_bug Desktop Window Help? X口曲 |若 g W身R兀曲超i海叵W”巨号1 -clc:2 -clear;3 -k=3:4;4 -nl=0:2：5 -f = 1, 1, 1 :e -n2=0: 2;7 -h=l?2?3:8 -y=conv(f,h):9 -stem(k, y):10 -grid an.;scripsLn 3 Col 7 OVR六、实验总结通过本次实验，我初步学习了使用MATLAB产生基本信号、绘制信号波形、 实现信号的基本运算，为信号分析和系统分析奠定基础。进一步熟悉了卷积积分的定义和性质，了解卷积积分在系统分析中的应用， 以及用MATLAB实现卷积的方法。
