信号与系统实验归纳总结报告4实验三：系统特性实验.doc

《信号与系统实验归纳总结报告4实验三：系统特性实验.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、信号与系统实验报告实验三：系统特性实验一、实验目的1.了解线性与非线性系统的特点2.了解稳定与非稳定系统的特点二、实验原理及内容连续的动态系统，按其基本特性可以分为线性的与非线性的；时变的与时不变的；因果的与非因果；稳定的与不稳定的等等。此实验单元仅对系统的线性和稳定性进行分析。1.线性与非线性系统若激励f1（t）与f2（t）产生的响应分别为Y1(t)、Y2（t），则激励A1f1（t）+A2f2(t)产生的响应即为A1Y1（t）+A2Y2(t)，此系统为线性系统，否则为非线性系统。2.稳定与不稳定系统对于有界的激励，系统的零状

2、态响应也是有界的，即输出不发散，则为稳定系统。若系统响应为无界的，即系统发散，则为不稳定系统。三、实验步骤1.线性与非线性系统图01Y1(t)图02Y2(t)图03Y3(t)1）使波形发生器产生一路正弦波信号作为f1（t）。其中f1（t）的频率为500Hz、幅值为1V。将此信号接入电路的IN端，用示波器测量电路OUT端输出Y1（t）并在下表中记录其幅值。2）使波形发生器重新产生一路正弦波信号作为f2（t）。其中f1（t）的频率为500Hz、幅值为1.2V。将此信号接入电路的IN端，用示波器测量电路OUT端输出Y2（t）并在下表

3、中记录其幅值。3）使波形发生器重新产生一路正弦波信号作为f3（t）。满足f3（t）=1.5f1（t）+2f（t），所以f3（t）的频率为500Hz、幅值为3.9V。将此信号接入电路的IN端，用示波器测量电路OUT端输出Y3（t）并在下表中记录其幅值。Y1(t)的幅值（测量值）Y2(t)的幅值（测量值）1.5Y1(t)+2Y2(t)（测量值）Y3(t)的幅值(测量值）2.0V2.359V7.718V7.692V表2-4-14)若Y3（t）=1.5Y1（t）+2Y2（t），可判断出该系统为线性系统。5）若Y3（t）不满足Y3（t）

4、=1.5Y1（t）+2Y2（t），可判断出该系统为非线性系统。2.稳定与不稳定系统1）将直流信号源的开关选择阶跃档，这样每按一次按钮（长按）便产生一次阶跃信号。调节电位器，使阶跃信号幅值为3V。将直流信号源的输出接入该单元的IN端，作为系统的激励。2）分别用示波器测量IN端和OUT端。调节电位器Rp，使系统在每次阶跃的激励下响应不发散，此时系统为稳定系统。测量此时电位器Rp的值，与理论值进行比较，并在表2-4-3中记录此状态下系统响应的波形。理论值测量值Rp57.48kΩ表2-4-3由图可知

5、T1-T2

6、=117.2ms

7、V1

8、-V2

9、=3.026V1/

10、T1-T2

11、=8.53Hz3）重新调节电位器Rp，使系统响应应逐渐发散，此时系统为临界状态。测量此时电位器Rp的值，与理论值进行比较，并在2-4-5中记录此状态下系统响应的波形。表2—4—4理论值测量值Rp26.71kΩ由图可知

12、T1-T2

13、=234.4ms

14、V1-V2

15、=2.564V1/

16、T1-T2

17、=4.27Hz4）重新调节电位器Rp，使系统响应应逐渐发散，此时系统为临界状态。测量此时电位器Rp的值，与理论值进行比较，并在2-4-5中记录此状态下系统响应的波形。理论值测量值Rp（KΩ）13.30

18、响应波形由图可知

19、T1-T2

20、=234.4ms

21、V1-V2

22、=2.564V1/

23、T1-T2

24、=4.27Hz四、实验总结1.状态变量和输出变量对于所有可能的输入变量和初始状态都满足叠加原理的系统是线性系统，并且线性系统的状态变量(或输出变量)与输入变量间的因果关系可用一组线性微分方程或差分方程来描述。2.非线性系统的一个最重要的特性是不能采用叠加原理来进行分析。3.稳定系统是输入有界，输出必有界的系统。判断稳定系统的充要条件是单位采样响应绝对可积。若系统响应为无界，即系统发散，则为不稳定系统。