实验三系统的时域分析.doc

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1、重庆三峡学院ChongqingThreeGorgesUniversity实验报告课程名称信号与系统分析实验名称系统的时域分析实验类型验证学院名称电子与信息工程学院专业电子与信息工程学院（嵌入式）年级班级2014级电信1班开出学期2015~2016下学生姓名王英吉学号9实验教师蒋行达成绩2016年5月14日实验三、系统的时域分析1实验目的1）学会利用MATLAB求解连续系统的零状态响应、冲激响应和阶跃响应；2）学会利用MATLAB求解离散系统的单位取样响应；3）学会利用MATLAB求解离散系统的卷积和。2实验原理及实例分析（实验原理见教材的第二章

2、和第三章。）2.1连续系统零状态响应的数值求解1：已知某LTI系统的微分方程为，其中，。试用MATLAB命令绘出范围内系统零状态响应的波形图。解：程序如下：Clc%命令窗口清屏closeallclearallt=0:0.01:5;sys=tf([6],[156]);%用传输函数形式表示系统f=10*sin(2*pi*t).*uCT(t);y=lsim(sys,f,t);%对输入信号模拟仿真plot(t,y,'Linewidth',2);grid;xlabel('t(sec)');title('y(t)');产生的图形如图1所示。图1程序产生的图

3、形2.2连续系统的冲激响应和阶跃响应的数值求解2：已知某LTI系统的微分方程为，试用MATLAB命令绘出范围内系统的冲激响应和阶跃响应。解：MATLAB程序如下：clccloseallclearallt=0:0.01:5;sys=tf([116],[1232]);h=impulse(sys,t);%计算系统的冲激响应g=step(sys,t);%计算系统的阶跃响应subplot(211);plot(t,h,'Linewidth',2);grid;xlabel('t(sec)');title('Impulseresponse---h(t)');s

4、ubplot(212);plot(t,g,'Linewidth',2);grid;xlabel('t(sec)');title('Stepresponse---g(t)');图2程序产生的图形2.3离散系统的响应3：已知系统的差分方程为，试用MATLAB命令绘出当激励信号为时，该系统的零状态响应。解：MATLAB程序为：clccloseallclearalla=[3-42];b=[12];n=0:30;x=(1/2).^n;y=filter(b,a,x);stem(n,y,'fill');grid;xlabel('n');title('y(n)

5、');程序产生的图形如图3所示。图3程序产生的结果2.4离散系统的单位取样响应4：已知系统的差分方程为，利用MATLAB命令绘出该系统的单位取样响应。解：MATLAB程序如下：clccloseallclearalla=[3-42];b=[12];impz(b,a,30);grid;程序产生的图形如图4所示。图4程序产生的图形2.5离散卷积和的计算5：已知系统的单位取样响应为，试用MATLAB计算当输入信号为时，系统的零状态响应。解：MATLAB程序如下：clccloseallclearallnx=-1:5;nh=-2:10;x=uCT(nx)-

6、uCT(nx-4);h=0.8.^nh.*(uCT(nh)-uCT(nh-8));y=conv(x,h);ny=(min(nx)+min(nh)):(max(nx)+max(nh));subplot(311);stem(nx,x,'fill');grid;xlabel('n');title('x(n)');axis([-41603]);subplot(312);stem(nh,h,'fill');grid;xlabel('n');title('h(n)');axis([-41603]);subplot(313);stem(ny,y,'fill'

7、);grid;xlabel('n');title('y(n)=x(n)*h(n)');axis([-41603]);程序产生的图形如图5所示。图5程序产生的图形3实验报告与要求在实验报告中，请简要说明连续系统的零状态响应、冲激响应和阶跃响应等概念，说明离散系统的单位取样响应、卷积和的计算方法。答：零状态响应：系统的初始状态为零时，仅由输入信号引起的响应。冲激响应：当初始状态为零时，输入为单位冲激函数所引起的响应。阶跃响应：当初始状态为零时，输入为单位阶跃函数所引起的响应。离散系统的单位取样响应定义为系统在δ(n)激励下系统的零状态响应，用h(n

8、)表示。MATLAB求解单位取样响应可利用函数filter，并将激励设为前面所定义的impDTS函数。离散系统的零状态响应是激励与系统的单位取样响应的