信号系统课程设计--系统函数的零极点分布决定时域特性

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1、成绩评定表学生姓名班级学号专业课程设计题目系统函数的零极点分布决定时域特性评语组长签字：成绩日期20年月日课程设计任务书学院专业学生姓名班级学号课程设计题目系统函数的零极点分布决定时域特性实践教学要求与任务:1、学习MATLAB软件及应用。2、掌握系统函数的零极点分布与系统冲激响应时域特性之间的关系。。3、利用MATLAB编程，完成相应的信号分析和处理。4、写出课程设计报告，打印程序,给出运行结果。工作计划与进度安排:第1～2天:1.学习使用MATLAB软件，上机练习。2.明确课题内容，初步编程。第3～5天:1

2、.上机编程，调试。2.撰写课程设计报告。3.检查编程，运行结果，答辩。4.上交课程设计报告。指导教师：201年月日专业负责人：201年月日学院教学副院长：201年月日摘要本文详细分析了系统函数零极点的分布与冲击响应时域特性之间的关系。首先论述了如何通过MATLAB软件绘制出系统函数的零极点分布图。然后根据系统函数极点的不同分布情况，通过MATLAB软件绘制出冲击响应的时域函数，通过对图像的观察和比较，得出了极点的类型决定时间函数的时间连续形式，极点在S平面的位置决定时间函数的波形特点。最后，在极点相同，但零点不

3、同的情况下，通过比较时域函数的波形，得出零点分布与时域函数的对应关系，即零点分布的情况只影响到时域函数的幅度和相位。关键词：系统函数的零极点；时域特性；MATLAB软件目录1课程设计目的12实验原理13实现过程13.1MATLAB简介13.2系统函数极点分布情况23.2.1极点为单实根23.2.2极点为共轭复根23.2.3极点为重根23.2.4用MATLAB绘制系统函数的零极点分布图23.3系统函数的零极点分布与冲击响应时域特性的关系63.3.1用MATLAB绘制冲击响应的时域函数63.3.2极点的类型决定时间

4、函数的时间连续形式193.3.3极点在S平面的位置决定时间函数的波形特点193.3.4零点分布与时域函数的对应关系194设计体会235参考文献241课程设计目的1.掌握系统函数的零极点分布与系统冲激响应时域特性之间的关系。2.学习MATLAB软件知识及应用。3.利用MATLAB编程，完成相应的信号分析和处理。2实验原理拉普拉斯变换将时域函数f(t)变换为s域函数F(s)；反之，拉普拉斯逆变换将F(s)变换为相应的f(t)。由于f(t)与F(s)之间存在一定的对应关系，故可以从函数F(s)的典型形式透视出f(t)

5、的内在性质。当F(s)为有理函数时，其分子多项式和分母多项式皆可分解为因子形式，各项因子指明了F(s)零点和极点的位置，显然，从这些零点和极点的分布情况，便可确定原函数的性质。设连续系统的系统函数为，冲激响应为，则显然，必然包含了的本质特性。对于集中参数的LTI连续系统，其系统函数可表示为关于s的两个多项式之比，即其中为的M个零点，为的N个极点。3实现过程3.1MATLAB简介MALAB译于矩阵实验室（MATrixLABoratory），是用来提供通往LINPACK和EISPACK矩阵软件包接口的。后来，它渐渐

6、发展成了通用科技计算、图视交互系统和程序语言。MATLAB的基本数据单位是矩阵。它的指令表达与数学、工程中常用的习惯形式十分相似。比如，矩阵方程Ax=b，在MATLAB中被写成A*x=b。而若要通过A，b求x，那么只要写x=Ab即可，完全不需要对矩阵的乘法和求逆进行编程。因此，用MATLAB解算问题要比用C、Fortran等语言简捷得多。MATLAB发展到现在，已经成为一个系列产品：MATLAB“主包”和各种可选的toolbox“工具包”。主包中有数百个核心内部函数。迄今所有的三十几个工具包又可分为两类：功能

7、性工具包和学科性工具包。功能性工具包主要用来扩充MATLAB-24-的符号计算功能、图视建模仿真功能、文字处理功能以及硬件实时交互功能。这种功能性工具包用于多种学科。而学科性工具包是专业性比较强的，如控制工具包（ControlToolbox）、信号处理工具包(SignalProcessingToolbox)、通信工具包(CommunicationToolbox)等都属此类。开放性也许是MATLAB最重要、最受人欢迎的特点。除内部函数外，所有MATLAB主包文件和各工具包文件都是可读可改的源文件，用户可通过对源文

8、件的修改或加入自己编写文件去构成新的专用工具包。MATLAB已经受了用户的多年考验。在欧美发达国家，MATLAB已经成为应用线性代数、自动控制理论、数理统计、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真等高级课程的基本教学工具；成为攻读学位的大学生、硕士生、博士生必须掌握的基本技能。在设计研究单位和工业部门，MATLAB被广泛地用于研究和解决各种具体工程问题。3.2系统函数极点分布情况3.