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1、信号与系统M ATLAB第一次实验报告一、实验目的I .熟悉MAT LAB软件并会简朴的使用运算和简朴二维图的绘制。2.学会运用M ATLA B表达常用连续时间信号的方法3.观测并熟悉一些信号的波形和特性。4.学会运用M ATLAB进行连续信号时移、反折和尺度变换。5.学会运用MAT LA B 进行连续时间微分、积分运算。6.学会运用MATLAB进行连续信号相加、相乘运算。7.学会运用MATLAB进行连续信号的奇偶分解。二、实验任务将实验书中的例题和解析看懂，并在MATLAB软件中练习例题，最终将作业完毕。三、实验内容l.M A TLA B软件基本运算入门。1).MAT L AB软件的数值计算
2、：算数运算向量运算：1 .向量元素要用”括起来，元素之间可用空格、逗号分隔生成行向量,用分号分隔生成列向量。2.x=x O：ste p :xn.其中x 0 位初始值，s t e p 表达步长或者增量,x n 为结束值。矩阵运算工矩阵 ”括起来;矩阵每一行的各个元素必须用“，或者空格分开；矩阵的不同行之间必须用分号”或 者 ENTER分开。2.矩阵的加法或者减法运算是将矩阵的相应元素分别进行加法或者减法的运算。3.常用的点运算涉及.举 例：计算一个函数并绘制出在相应区间上相应的值。2).MATLAB软件的符号运算：定义符号变量的语句格式为“s y m s 变量名”2.MATLAB软件简朴二维图形
3、绘制1).函数y=f(x)关于变量x 的曲线绘制用语：plot(x,y)2).输出多个图像表顺序例如m 和 n 表达在一个窗口中显示m 行 n 列个图像，p 表达 第 p 个区域，表达为su bp 1 ot(m n p)或者su b p 1 ot(m,n,p)3).表达输出表格横轴纵轴表达范围:axis(xmax,xmi n,ymax.ymi n)4).标上横轴纵轴的字母Mabe 1(x),y label(y)5).命名图像就在subpl o t写在同一行或者在下一个subplot前：tit I e()6).输出:g r 1 d on举 例1：D s .*f.口 桓I 田3 旦 日1 -taO
4、tO.OIllO.2-1M(Ul*iat)*l./(CM(pl(t)*2)J pl(t.y).(f.ylaWl1 Mil XMVM A“，”IIMM 川 。好?a C 9 0 田m 日 61 -t-:0.0li3.!-yluUpt),)-y?ul2pit5i/-nA9vt.p)t(t.rl);r-3.ma t la b程序流程控制1).fo r 循 环：fo r 循环变量=初 值：增量终值循环体E n d2).w hi l e循环结构:w hi l e逻辑表达式循环体E n d3).If分支:(单分支表达式)i f逻辑表达式程序模块End(多分支结构的语法格式)i f逻辑表达式1程序模块1日s
5、 e i f逻辑表达式2程序模块2e I s e程序模块nE nd4).s w itch分支结构Sw 1 tc h表达式C a s e常量1程序模块1C ase常量2程序模块2Othe r w ise程序模块nEnd4.典型信号的MAT LAB表达1).实 指 数 信 号:y=k*exp(a*t)举例:2).正弦信号:y=k*s in(w*t+ph i)3).复指数信号:举 例：4).抽样信号5).矩形脉冲信号：y=sq u are(t,DUTY)(width 默认为 1)6).三角波脉冲信号:y=trip u ls(t,width,s kew)(skew的取值在-1+1之间，若skew取值为
6、0则对称)周期三角波信号或锯齿波：Y=s aw t oo t h(t,w i d th)5.单 位 阶 跃 信 号 的M A T L A B表 达6.信 号 的 时 移、反 折 和 尺 度 变 换：X l=fl i pl r(x)实现信号的反折7.连 续 时 间 信 号 的 微 分 和 积 分 运 算1).连续时间信号的微分运算：语句格式:dif f(function,va r i able,n)Funct i o n:需要进行求导运算的函数，vari a b l e：求导运算的独立变量，n:求导阶数2).连续时间信号的积分运算：语句格式:int(f uncti。n,va r iable,a,
7、b)Function:被积函数 v a riable:积 分 变 量a:积 分 下 限b:积 分 上 限(a&b默认是不定积分)8.信 号 的 相 加 与 相 乘 运 算9.信 号 的 奇 偶 分 解四、小结这一次实验让我可以教熟悉的使用这个软件,并且可以输入简朴的语句并输出相应的结果和波形图，也在一定限度上巩固了c语言的一些语法。五、作业2-3-(1):3.运用MATLA B命令产生幅度为1、周期为1、占空比为0.5的一个周期矩形脉冲信号。3.3-1.(1)3 Bditur-C:Docuannt*and Sett inc.slanuvoJM1 4(MflDa4taxt3.口：XEil Uii
8、 I wi CU Til A b y Q.iM”lindn H*l,、，X 区:c&X f.日 1 。窗|X 2，田 H 曰 r?口1 -ts0i0.0l:1 0;2 -xtexp(-lt).ein(l0pi*t)*exp(-l/2 t).sin9pit);3-pl6(t,xt).4-0,8,-8,5).5-txtl(xt=*xp(-lt)in：Upit)*xp(-!/；l ;6-rad on3.试用MATLAB命令出3-7所示的偶分量和奇分量。信号与系统MATLAB第二次实验报告一、实验目的1.学会运用MATLAB实现连续时间信号的卷积。2.学会运用MAT L A B符号运算法求连续时间信号
9、的卷积。3.学会运用MATLA B数值计算法求连续时间信号的卷积。二、实验任务可以独立的编辑出卷积函数的ma t lab代码，并且可以输出相应卷积的图形。学会使用符号运算法和数值计算法计算卷积。三、实验内容1.MAT LA B符号运算法求连续时间信号的卷积。例 4-2:syms t a o;t=s positi v e)；xtl=sym(He a viside(t)-Heavisid e(t-1),);xt2=sym(He a v isid e(t)-Heav i side(t-1 ),);x t _ tao=sub s(x t 1 ,t,t a o)*s ubs(xt2,t,t-tao);y
10、 t=i n t(xt_tao,tao,0,t);yt=simplify(yt);e z p lot(yt,0,2);grid o n2.MATLAB数值计算法求连续时间信号的卷积。1 ).可调用MATLAB中的c o n v()函数近似地数值求解连续信号的卷积积分。2).例 4-3:dt=0.01;t=-l：dt:2.5；fl=uCT(t)-uCT(t-2);f 2=exp(-3*t).*uCT(t);f=c onv(fl,f 2)*d t;n=1 e ngth(f);t t=(0:n-l)*dt-2;su b p 1 o t(2 2 1 )；plot(t,f 1);a xis(-1,2.5
11、,-1 ,2);ti t le(fl(t),)；x labe 1 (t);gr 1 d on;subp 1 ot(222);p 1 ot(t,f2);axis(-1,3,-1,2);ti t Ie(f2(t);xlab e 1 (t)；grid o n;su bplot(212)；plo t(tt,f)；title(f(t)=f 1 (t)*f2(t);x1 a bel(t);grid on;杂稍复可以运用ctscon v函数求，简朴许多。/以下程序和上面程序出来的图同样简化了大部分编程内容dt=O.Ol;tl=-l:d t ：2.5;/-I是赋值下限,2.5是赋值上限f l=uCT(tl)-
12、uCT(tl-2)；/fl 函数的输入 uCT 是 u(t)函数t 2=tl;f 2=exp(-3*t 2)*uCT(t2);t,f=ctsco n v(fl,f2,tl,t2,d t);/直接调用cstco nv函数进行卷积的运算ct S CO nv()函数括号里面要放进两个参与卷积的函数、自变量以及d t 03)例 4 -4 ：d t=0.0 1;tl=-0.5:dt:2 .5;f l=uC T(tl)-uC T(tl-l);1 2 =t 1 ;f 2 =uC T(t2)-uC T(t 2-1);t,f=ctsco nv(fl,f 2,t 1 ,t 2 ,d t);四、实验小结这一章节的实
13、验着重练习卷积函数的编程，对于卷积函数的输出值以及输出图形这两类。五、实验作业作 业：dt=0.0 1 ;t 1 =0 :dt:3;fl=uC T(tl)+2*U CT(t 1 -1 )-2*uC T (tl-2)-uC T(t 1 -3)；t2 =tl;f2 =u C T(-U C T(t2-2)；t,f=c t sco n v(fl,f2,tl,12,dt)?第三次实验报告一、实验目的1.学会运用MATLAB符号求解连续系统的零输入响应和零状态响应。2.学会运用MATLAB数值求解连续系统的零状态响应。3.学会运用MATLAB求解连续系统的冲激响应和阶跃响应。4.学会运用MATLAB卷积积
14、分求解系统的零状态响应。二、实验任务可以纯熟地运用MATLAB软件输入一个微分方程随即输出其零输入状态、零响应状态、冲激响应、阶跃响应。分别运用符号求解法、数值求解法、卷积积分法。三、实验内容1.连续时间系统零输入响应和零状态响应的符号求解。运用dsol v e函数可以求解系统微分方程的零输入响应与零状态响应。可实现常系数微分方程的符号求解，格式：Dsolve(e ql,e q 2,-J,c ond 1 ,cond 2,1 )；微分或导数的输入是用Dy,D 2 y,D3y 来表达一阶导数、二阶导数参数condl,c o nd2表达各初始条件或起始条件。2.连 续 时 间 系 统 零 状 态 响
15、 应 的 数 值 求 解。提供了对L T I系统的零状态响应进行数值仿真的函数1 sim,该函数可以求解零初始条件下微分方程的数值解，其语句为：Y=1 s im(sys,f,t);t:计算系统响应的时间抽样向量f：系统的输入信号向量s y s：L T i系统模型,用来表达微分方程、差分方程或者状态方程sys 的格式:s ys=t f(b,a)例 题：ts=0;te=5;dt=O.Ol;sys=tf(6,1,5,6);t=ts:dt:te;f=10*sin(2*pi*t),*uC T (t);y=lsim(sys,f,t)；p lo t(t,y);g r id onxlabel(t i me(s
16、ec)1),ylabel(1 y(t),);t l t Ie(零状态响应,)3.连续时间系统冲激响应和阶跃响应的求解对于连续LTI系统的冲激响应和阶跃响应的数值解,可分别用函数i mpu 1 se和s t ep来求解。语句分别是：Y=impu 1 S e(sys,t)Y=s t e p(sys,t)t:表达计算系统响应的时间抽样点向量,s y s表 达LT I系统例 题：t=0:0 .000 1:4;s y S =t f(1 ,16,1,2,3 2)；h=impulse(sys,t);g=step(sys,t);subplo t(211)；p 1 ot(t,h),gri d onx 1 a b
17、e 1 (1t 1 me(s ec),ylabel(t i me(h(t);titl e(冲激响应)；subplo t(2 1 2)；plo t(t,g),g rid onxlabe 1 (time(s e c),),y lab e 1 (timeg(t)1)；t i tie(阶跃响应,)/Figure 1 1 3回区昌o20-2Insert lo o ls Desktop iindov HelpC q d争 要 口 国 曰 口冲激响应0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4time(sec)阶跃响应(IQEl0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4time(sec)4.运用卷积积
18、分法求系统的零状态响应四、实验小结本次实验，学会使用软件求微分方程的求解方程，引入了两个新函数im p u ls e求冲激响应和s te p求阶跃响应，同时注意co n d函数的使用。一般在程序的后面会有s i m pli f y(f),f即为输出的函数，假 如yt=yzi+yzs,若 想 要 输 出y t,则也可以表达为y t=simplify(yzi+y zs).五、实验作业T 1 .(1)：ts=O；t e=5;dt=0.01；sys=t f(1,1,4,3);t=ts:dt:te;f=1 *uC T(t);y=lsim(sys,f,t)；p lo t(t,y),grid onxlabe
19、l(1 11 me(s ec),yl a b e 1(1 y(t)1)t i t le（零状态响应）T 2.(1):eq=D2y+3*Dy+2*y=0 1;co n d=y(0)=1 ,Dy(0)=2,;yzi=dsolve(eq,co nd);yzi=s impli f y(yzi)eq 1 =D2y+3*Dy+2*y=Dx+3*x;e q 2=1 x=exp(-3*t)*H eavisid e；con d=y(-0.01)=0,Dy(-0.01)=0y zs=dsolve(eql,e q 2,cond)；y z s=simpl i f y(y z s.y)yt=sim p 1 ify(yz
20、i+y z s)subp 1 ot(311 );ezplot(yzi,0,8)；t itle(零输入响应grid O ns u b p lot(3 12);ezplot(y z s,0,8);t i tie,零状态响应,);g r id onsu b plot(313);e z plo t(yt,0,8);t itl e(完全响应);grid On第四次MATLAB实验报告一、实验目的1.学会运用MATLAB分析傅里叶级数展开，进一步理解傅里叶级数的物理含义。2.学会运用M A T LA B分析周期信号的频谱特性。3.学会运用M ATLAB求连续时间信号的傅里叶变换。4.学会运用MATLA B
21、求连续时间信号的频谱图。5.学会运用M ATLAB分析连续时间的傅里叶变换的性质。二、实验任务能纯熟运用M ATLAB编程输入一个函数随即输出其函数相应的傅里叶变换之后的函数以及图形。运 用MAT LAB三、实验内容四、实验小结五、实验作业t=-l:O .001：1;omega=2*pi；y=square(2*p 1*t,50);plot(t,y),g r id o nxla b e 1 (t),y 1 abel(square si g n a I)axis(-1 ,1,-1 .5,1,5)；n_m ax=(l,3.5,11,47);N=leng t h(n_max);fo r k=l:Nn=
22、1 :2:n_max(k);b=4./(pi*n);x=b*s in(omeg a*n*t);f i g ure;Pio t(t,y);hold o n;p l o t(t,x);hoi d off;xla b el(t),y 1 abel(part);a x is(-1 ,1,-2,2),g r id ontit 1 e(max=num2s t r(n _max(k);en di Figure1o叵3口鲂ct e歹医处0趣口因-Qsquare signal.、Figure2I B回国EileEdit.pewInserr*I001snesk-opwindowHelp鲂E 出歹历由3趣口0回国口
23、 卢Q昌茕国B Qmax=5t=-1 :0.001:l;om e ga=2*p i;y二-(saw t oo t h(p i*5)/2+0.5)+1;p l Ot(t,y),grid onxlabel(t1),ylabe 1 (t riangel s ignal)a xis(-l,l,-1.5,1.5)；n_m a x=(1,3,5,1 1,47);N=1 e ngth(n_ma x);f or k=l:Nn=l:2:n_max(k);c=n.A2;b=4./(pi*n)；x=b*c o s(o mega*n*t)+0.5;f i gu r e;plo t(t,y);h old on；plot
24、(t,x)；hold off;x l abe l(t ),yla b el(p a r t);axis(-1,1 ,-2,2),g r id ont itl e(ma x=,num 2 s t r(n_m a x(k);endft=sym(e x p(-2*t)*Heavi s ide(t);Fw=fourie r(ft)；su b p lot(211 );ezplot(abs(Fw);tit 1 e(fudu );gri d o np h as e=atari(i mag(Fw)/r e al(Fw);sub p Io t(212)；ezp 1 ot(pha s e);t i t lef x
25、 i ang we i );g rid on津 C:IA TLA B7w orkU ntitled.aEile Edit 工 ext Qell Tols Debug fiesktop lindov Help今3*曙 G c S 羁f.目相 君即 噌 编Stack:电l谓J昌瑁-i o +2二 X 喷喷1 -2 -3 -4 -5-6-7-ft=sym(，exp(-2*t)*H eaviside(t);Fw=fourier(ft);subplot(2 1 1);ezplot(abs(Fw);title(J fuduJ);grid onphase=at an(imag(Fw)/real(Fw);su
26、bplot(2 1 2);ezplot(phase);title(xiangwei，);grid on作业：ft=sym(s in(pi*t)/(pi*t)A2 );Fw=f o u r i er(f t)；subplot(211);ez p I o t(a b s(Fw),title(f udu);grid o np hase=a t an(imag(F w)/r e al(Fw);s u b p lo t(2 l 2)；ezp 1 ot(phase);title(x i a n g w e i );g rid o nw=-3*pi:0.01:3*pi;b二1 3.7;a=1 ,10,8,5
27、;H=f reqs(b,a,w);s ub p 1 ot(211 );p lo t (w,a bs(H),xlabel(omega(r/s),ylab e I(|H(omeg a)|,)；t i t l e (H(w)的幅频特性)；g rid onsubplot(212);plot(w,a n gl e(H),x la b el(1 om e ga(r/s),ylabel(phi(om e g a),)；title(H(w)的相频 特 性);grid ont=-2:0.001:2;omeg a=pi;y=-(s a wtooth(pi*t,0.5)/2+0.5)+1;plot(t,y),gri
28、d onxlabel(t ),ylab e l(triangel signal)n_max=(l,3,5,1 1,4 7);N=l e ng t h(n_max);fo r k=1 :Nn=1 ：2:n_max(k);c 二n.八2;b=4./(p i *p i*c);x=b*cos(omeg a*n*t)+0.5；fi g u r e;p lo t (t,y)；hol d o n;plo t(t,x);hold off；xlabel(t),ylabel(part )；axis(-2,2,0,1,5),g rid onti t le(max=,num2str(n_max(k)；endIBMer T ools QeMkcopndow H elpQ D顾歹阳处3师口!回