基于matlab的信号与系统实验指导

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1、基于Matlab的信号与系统实验指导实验一连续时间信号在Matlab中的表示一、实验目的1、学会运用Matlab表示常用连续时间信号的方法2、观察并熟悉这些信号的波形和特性二、实验原理及实例分析1、信号的定义与分类2、如何表示连续信号？连续信号的表示方法有两种；符号推理法和数值法。从严格意义上讲，Matlab数值计算的方法不能处理连续时间信号。然而，可利用连续信号在等时间间隔点的取样值来近似表示连续信号，即当取样时间间隔足够小时，这些离散样值能被Matlab处理，并且能较好地近似表示连续信号。3、Matlab提供了大量生成基本信号的函数。如：（1）指数信号：K*exp(a*t)（2）正弦信号

2、：K*sin(w*t+phi)和K*cos(w*t+phi)（3）复指数信号：K*exp((a+i*b)*t)（4）抽样信号：sin(t*pi)注意：在Matlab中用与Sa(t)类似的sinc(t)函数表示，定义为：（5）矩形脉冲信号：rectpuls(t,width)（6）周期矩形脉冲信号：square(t,DUTY)，其中DUTY参数表示信号的占空比DUTY%，即在一个周期脉冲宽度（正值部分）与脉冲周期的比值。占空比默认为0.5。（7）三角波脉冲信号：tripuls(t,width,skew)，其中skew取值范围在-1~+1之间。（8）周期三角波信号：sawtooth(t,width

3、)（9）单位阶跃信号：y=(t>=0)三、实验内容1、验证实验内容直流及上述9个信号2、程序设计实验内容（1）利用Matlab命令画出下列连续信号的波形图。（a）（b）（c）（2）利用Matlab命令画出复信号的实部、虚部、模和辐角。四、实验报告要求1、格式：实验名称、实验目的、实验原理、实验环境、实验内容、实验思考等2、实验内容：程序设计实验部分源代码及运行结果图示。实验二连续时间信号在Matlab中的运算一、实验目的1、学会运用Matlab进行连续时间信号的时移、反褶和尺度变换；2、学会运用Matlab进行连续时间信号微分、积分运算；3、学会运用Matlab进行连续时间信号相加、相乘运算

4、；4、学会运用Matlab进行连续时间信号卷积运算。二、实验原理及实例分析1、信号的时移、反褶和尺度变换信号的平移、反转和尺度变换是针对自变量时间而言的，其数学表达式和波形变换中存在着一定的变化规律。从数学表达式上来看，信号的上述所有计算都是自变量的替换过程。所以在使用Matlab进行连续时间信号的运算时，只需要进行相应的变量代换即可完成相关工作。2、连续时间信号的微分和积分符号运算工具箱有强大的积分运算和求导功能。连续时间信号的微分运算，可使用diff命令函数来完成，其语句格式为：diff(function,‘variable’,n)其中，function表示需要进行求导运算的函数，或者被

5、赋值的符号表达式；variable为求导运算的独立变量；n为求导阶数，默认值为一阶导数。连续时间信号积分运算可以使用int命令函数来完成，其语句格式为：int(function,‘variable’,a,b)其中，function表示被积函数，或者被赋值的符号表达式；variable为积分变量；a为积分下限，b为积分上限，a和b默认时则求不定积分。3、信号的相加和相乘运算信号的相加和相乘是信号在同一时刻取值的相加和相乘。因此Matlab对于时间信号的相加和相乘都是基于向量的点运算。4、连续信号的卷积运算卷积积分是信号与系统时域分析的重要方法之一。定义为：Matlab进行卷积计算可通过符号运算

6、方法和数值计算方法实现。（1）Matlab符号运算法求连续信号卷积从卷积定义出发，可以利用Matlab符号运算法求卷积积分，但要注意积分变量和积分限的选取。例：试用Matlab符号运算法求卷积y(t)=[u(t)-u(t-1)]*[u(t)-u(t-1)]。（2）Matlab数值计算法求连续信号的卷积例：试用Matlab数值计算法求信号和的卷积。三、实验内容1、已知信号的波形（课本P11例题），画出的波形图。2、使用微分命令求关于变量x的一阶导数；使用积分命令计算不定积分，定积分。3、已知，使用命令画出两信号和及两信号乘积的波形图。其中，4、四、实验报告要求1、格式：实验名称、实验目的、实验

7、原理、实验环境、实验内容（上述4部分代码及结果图形）、实验思考等。实验三连续时间LTI系统的时域分析一、实验目的1、学会使用符号法求解连续系统的零输入响应和零状态响应2、学会使用数值法求解连续系统的零状态响应3、学会求解连续系统的冲激响应和阶跃响应二、实验原理及实例分析1、连续时间系统零输入响应和零状态响应的符号求解连续时间系统可以使用常系数微分方程来描述，其完全响应由零输入响应和零状态响应组成。MATLAB