课程设计连续时间信号和系统时域分析及MATLAB实现Word格式文档下载.docx
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七、利用MATLAB实现连续时间系统对正弦信号、实指数信号的零状态响应的仿真波形。
给出几个典型例子，要求可以改变激励的参数，分析波形的变化。
时间安排：
学习MATLAB语言的概况第1天
学习MATLAB语言的基本知识第2、3天
学习MATLAB语言的应用环境，调试命令，绘图能力第4、5天
课程设计第6-9天
答辩第10天
指导教师签名：
年月日
摘要…………………………………………………………………………………Ⅰ
1.绪论………………………………………………………………………………1
2.对课题内容的分析………………………………………………………………2
2.1连续时间信号概述……………………………………………………………2
2.2采样定理………………………………………………………………………2
2.3总体思路…………………………………………………………………2
3．设计内容…………………………………………………………………………2
3.1用MATLAB实现常用连续时间信号的时域波形………………………………2
3.1.1单位阶跃信号和单位冲击信号…………………………………………2
3.1.2正弦信号…………………………………………………………………4
3.1.3指数信号…………………………………………………………………5
3.1.4实指数信号和虚指数信号………………………………………………6
3.2用MATLAB实现信号的时域运算………………………………………………7
3.2.1相加………………………………………………………………………7
3.2.2相乘………………………………………………………………………8
3.2.3数乘………………………………………………………………………9
3.2.4微分……………………………………………………………………10
3.2.5积分……………………………………………………………………12
3.3用MATLAB实现信号的时域变换………………………………………………13
3.4用MATLAB实现信号简单的时域分解………………………………………15
3.4.1交直流分解……………………………………………………………15
3.4.2奇偶分解………………………………………………………………16
3.5用MATLAB实现连续时间系统的卷积积分的仿真波形……………………18
3.6用MATLAB实现连续时间系统的冲激响应、阶跃响应的仿真波形………19
3.7利用MATLAB实现连续时间系统对正弦信号、实指数信号的零状态响应的仿真波形……………………………………………………………………………20
4.心得体会…………………………………………………………………………22
5.参考文献…………………………………………………………………………23
摘要
本文介绍了基于MATLAB的连续时间信号与系统时域分析。
首先利用MATLAB分析了系统的时域特性，分别分析了基于连续时间系统的时域波形、时域运算、时域变换、时域分解，并做出了连续时间系统的卷积积分的仿真波形、连续时间系统的冲激响应、阶跃响应的仿真波形。
在编程过程中分别用到了y=abs（）、y=angle（）、h=freqs（b,a,w）等函数。
利用MATLAB强大的图形处理功能、符号运算功能以及数值计算功能，实现连续时间信号和系统时域分析的仿真波形。
关键词：
连续时间系统；
时域分析；
MATLAB；
仿真
Abstract
ThisarticleintroducedbasedontheMATLABrun-ontimesystemfrequencyrangeanalysis.FirsthasanalyzedthesystemfrequencycharacteristicusingMATLAB,analyzedseparatelybasedontherun-ontimesystemlowpassfilter,haspassedthefilter,thebandpassfilterhigh,allpassesthefilterthefrequencyrangecharacteristic,andhasinturnmadeintheirtimedomainimpulseresponseprofile,thefrequencyrangetheamplitude-frequencycharacteristicprofile,thefrequencycharacteristicprofile.Usedy=absseparatelyintheprogrammingprocess（）,y=angle（）,h=freqs（b,a,w）andsoonthefunctions.Thenhasrealizedtherun-ontimesignalsamplingandrestructuringwithMATLAB,andtakef（t）=Sa（t）astheexample,respectivelybythesampling,andsoonthesampling,hasowedthesamplingthreekindofsituations,drawstheoriginalsignal,thesamplingsignal,therestructuringsignaltimedomainoscillogram.
Keyword:
Run-ontimesystem;
Frequencycharacteristic;
MATLAB;
Restructuring
1绪论
MATLAB是国际上公认的优秀科技应用软件，它的基本功能是数值计算、符号运算、图形控制，它的出现给“信号与系统”课程的计算机辅助教学带来了福音，使利用计算机辅助学生完成“信号与系统”课程的数值计算、信号与系统分析的可视化建模及仿真调试成为可能。
该软件由公司于是1984年推出，经过十几年的发展与完善，目前已成为科技界最流行的应用软件。
它的主要特点是：
（１）高效的数值计算及符号计算功能，能使用户从繁杂的数学运算分析中解脱出来。
（２）完备的图形处理功能，实现计算结果和编程的可视化。
（３）友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言，使学者易于学习和掌握。
（４）功能丰富的应用工具箱（如信号处理工具箱），为用户提供了大量方便实用的处理工具。
运用MATLAB对信号与线性系统进行分析与实现的具体方法和过程，其目的在于：
（１）让学生在学习“信号与系统”课程的同时，掌握MATLAB的应用，对MATLAB
语言在低年级学生中的推广应用起到促进作用。
（２）学会应用MATLAB的数值计算功能，将学生从繁琐的数学运算中解脱出来，从而将便多的时间留于对信号与系统的基本分析方法和应用的理解与思考。
（３）让学生将课程中的重点、难点及部分课后练习用MATLAB进行形象、直观的可视化计算机模拟与仿真实现，从而加深对信号与系统基本原理、方法及应用的理解，以培养学生主动获取知识和独立解决问题的能力，为学习后继专业课打下坚实的基础。
本文将以MATLAB为工具，对信号与系统在联系时间系统的频域进行分析。
2对课题内容的分析
2.1连续时间信号概述
在某一时间区间内，除若干个不连续点外，如果任意识可都可给出确定的函数值，则称该信号为连续时间信号，简称为连续信号。
从严格意义上讲，MATLAB数值计算的方法并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，这些离散样值能够被MATLAB处理，并且能较好地近似表示连续信号。
2.2采样定理
对于一个有限频宽信号进行理想采样，当采样频率
时，采样值唯一确定；
当此采样信号通过截止频率
的理想低通滤波器后，原始信号可以完全重建。
通常把最低允许的采样频率2
称为奈奎斯特频率，把最大允许的采样间隔
称为奈奎斯特间隔。
2.3总体思路
利用MATLAB强大的图形处理功能、符号运算功能以及数值计算功能，实现连续时间系统时域分析。
其中分析系统的时域特性时用到了y=abs（）、y=conv（）、h=sconv（b,a,w）等函数。
3设计内容
3.1用MATLAB实现常用连续时间信号的时域波形（通过改变参数，分析其时域特性）
3.1.1单位阶跃信号和单位冲击信号
3.1.2正弦信号
f（t）=Asin（ωt+φ）函数sin调用形式f=A*sin（ω*t+φ）
f（t）=Acos（ωt+φ）函数cos调用形式f=A*cos（ω*t+φ）
程序示例：
Frq=50;
%信号频率值
count=0;
fs=1024;
N=1024;
%采样速率和数据点数
df=0.01;
%频率分辨率
t=1/fs:
1/fs:
1024/fs;
x=sin（2*pi*Frq*t）;
subplot（2,1,1）;
plot（x）;
axis（[0,1100,-1.2,1.2]）;
xlabel（'
N'
）;
ylabel（'
振幅'
title（'
sin函数'
gridon;
运行结果：
3.1.3指数信号
f（t）=Aest函数exp调用形式f=A*exp（a*t）
clear,t0=0;
tf=5;
dt=0.05;
t1=1;
t=[t0:
dt:
tf];
st=length（t）;
n1=floor（（t1-t0）/dt）;
x1=zeros（1,st）;
x1（n1）=1/dt;
subplot（2,2,1）,stairs（t,x1）,gridon
axis（[0,5,0,22]）
x2=[zeros（1,n1-1）,ones（1,st-n1+1）];
subplot（2,2,3）,stairs（t,x2）,gridon
axis（[0,5,0,1.1]）
alpha=-0.5;
w=10;
x3=exp（（alpha+j*w）*t）;
subplot（2,2,2）,plot（t,real（x3））,gridon
subplot（2,2,4）,plot（t,imag（x3））,gridon
3.1.4实指数信号和虚指数信号
例：
已知负指数序列jkkekf204014）（π+−=，利用MATLAB绘出其实部和虚部波形。
解：
实现该过程的MATLAB命令程序如下：
clearall;
a=-（1/4
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