实验3 线性时不变系统的时域分析及matlab实现

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1、试验报告学院:基础信息工程系别:电子信息工程课程名称:信号与系统姓名:李太荣学号:2012311430日期:2014/5/8实验(三)名称:线性时不变系统的时域分析及MATLAB实现一、实验目的(1)熟悉连续LTI系统在典型激励信号下的响应及其特征。(2)掌握连续LTI系统单位冲激响应的求解方法。(3)重点掌握用卷积法计算连续时间系统的零状态响应。(4)熟悉MATLAB的相关函数的调用格式和作用。(5)会用MATLAB对系统进行时域分析。二、主要函数简介1.Impulse函数功能:计算并画出系统的冲激响应

2、。调用格式:Impulse(sys):其中sys可以是利用命令tf,zpk或ss建立的系统函数。Impulse(sys,t)计算并画出系统在向量t定义的时间内的冲激响应。Y=impulse(sys,t):保存系统的输出值。2.Step函数功能:计算并画出系统的阶跃响应曲线。调用格式:Step(sys):其中sys可以是利用命令tf,zpk,或ss建立的系统。Step(sys,t):计算并画出系统在向量t定义的时间内的阶跃响应。3.Lsim函数功能:计算并画出系统在任意输入下的零状态响应。调用格式:Lsim

3、(sys,x,t):其中sys可以是利用命令tf,zpk或ss建立的系统函数,x是系统的输入,t定义的是时间范围。Lsim(sys,x,t,zi):计算出系统在任意输入和零状态下的全响应,sys必须是状态空间形式的系统函数,zi是系统的初始状态。4.roots函数功能:计算齐次多项式的根。调用格式:r=roots(b):计算多项式b的根,r为多项式的根。5.impz函数功能:求离散系统单位脉冲响应,并绘制其时域波形。调用格式:impz(b,a):以默认方式绘出向量a,b定义的离散系统的单位脉冲响应的离散时

4、域波形.impz(b,a,n):绘出由向量a,b定义的离散系统在0—n(n必须为整数)离散时间范围内的单位序列响应的时域波形.impz(b,a,n1:n2):绘出由向量a,b定义的离散系统在n1—n2(n1,n2必须为整数,且n1

5、滤波.调用格式:y=filter(b,a,x):返回向量a,b定义的离散系统在输入为x时的零状态响应.如果x是一个矩阵,那么函数filter对矩阵x的列进行操作;如果x是一个N维数组,函数filter对数组中的一个非零量进行操作.[y,zf]=filter(b,a,x):返回了一个状态向量的最终值zf.[y,zf]=filter(b,a,x,zi):指定了滤波器的初始状态向量zi.[y,zf]=filter(b,a,x,zi,dim)则是给定x中要进行滤波的维数dim.如果要使用零初始状态,则将zi设为空

6、向量三、实验程序(1)计算下述系统的冲激响应并比较其特性。b=[1];a=[1sqrt(2)1];sys=tf(b,a);t=0:0.1:10;y=impulse(sys,t);subplot(1,2,1);plot(t,y);xlabel('时间(t)');ylabel('y(t)');title('单位冲激响应');b=[2];a=[1sqrt(2)1];sys=tf(b,a);t=0:0.1:10;y=impulse(sys,t);subplot(1,2,2);plot(t,y);xlabel('时

7、间(t)');ylabel('y(t)');title('单位冲激响应');(2)已知某线性是不变系统的动态方程为,t>0系统的初始状态为,,求系统的零状态响应及全响应并画出图形。b=[23];a=[144];sys=tf(b,a);t=0:0.1:10;x=sin(t);y=lsim(sys,x,t);subplot(1,2,1)plot(t,y);xlabel('时间(t)');ylabel('y(t)');title('零状态响应');b=[23];a=[144];[ABCD]=tf2ss(b,a)

8、;sys=ss(A,B,C,D);t=0:0.1:10;x=sin(t);zi=[21];y=lsim(sys,x,t,zi);subplot(1,2,2)plot(t,y);xlabel('时间(t)');ylabel('y(t)');title('系统的全响应');(3)描述LTI离散系统的差分方程如下,,求该系统的单位脉冲响应(),及零状态响应并画出其图形。a=[2,2,1];b=[1,3,2];impz(b,a,6);

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