信号与系统实验Word文档格式.docx
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1．单位阶跃信号的Matlab实现
（1）Matlab程序
clear;
T=0.01;
t=-2:
T:
6;
f=stepfun（t,0）;
plot（t,f）;
axis（[-1,6,-0.2,1.2]）;
line（[-2,6],[0,0]）;
line（[0,0],[-0.2,1.2]）;
title（'
单位阶跃信号'
）;
xlabel（'
时间t'
ylabel（'
幅值f'
（2）图形
2．余弦信号
的Matlab实现
t0=0;
tn=5;
dt=0.001;
t=t0:
dt:
tn;
y=cos（20*t）;
plot（t,y）
3．指数信号
y=exp（-2*t）;
4．指数调制正弦信号
y=exp（-2*t）.*sin（20*t）;
5．钟形脉冲信号的Matlab实现
t0=-6;
tn=6;
a=2;
y=exp（-（t/a）.^2）;
自动化1002班
权宏伟
2013.5.16成绩：
信号的运算
（一）
1．学会基本的信号运算的Matlab编程；
2．掌握相关Matlab函数的调用方法；
3．掌握典型信号奇偶分解的Matlab表示。
1．信号的相加
Clear；
t=0:
10;
t1=0:
0.01:
f1=stepfun（t,0）-stepfun（t,4）;
f2=cos（2*pi*t1）;
y=f1+f2;
subplot（311）;
plot（t,f1）;
axis（[-0.2,10,-0.1,1.1]）;
信号1'
信号相加'
subplot（312）;
plot（t,f2）;
信号2'
）；
subplot（313）;
plot（t,y）;
line（[-2.2,10],[0,0]）;
line（[0,0],[-1.2,2.1]）;
axis（[-0.2,10,-1.2,2.1]）;
信号1＋信号2'
2．
clearall;
36;
x1=square（t,10）;
x2=square（t,60）;
x3=square（t,90）;
subplot（3,1,1）;
plot（t,x1）;
axis（[020-33]）
subplot（3,1,2）;
plot（t,x2）;
subplot（3,1,3）;
plot（t,x3）;
3．
subplot（1,3,1）;
subplot（1,3,2）;
subplot（1,3,3）;
4．
w=0.5;
0.0001:
1;
t=10*pi*t1;
y=sawtooth（t）;
y1=sawtooth（t,w）;
subplot（2,1,1）
锯齿波'
subplot（2,1,2）
plot（t,y1）
三角波'
）
2013.5.21成绩：
信号的运算
（二）
1．理解周期信号的傅立叶展开式的物理意义；
2．掌握周期信号的傅立叶级数的Matlab编程。
1．方波信号的分解与合成
方波信号波形如下图所示。
（1）分析
首先根据波形特征，判断波形的对称性。
因为方波
同时满足：
，
（1）
所以，
属于奇半波对称和奇对称，其傅里叶级数只含有奇次正弦项，只需计算
，且
为奇数。
根据教材P115式（4-74），有
，
（2）
从而，所求方波
的傅里叶级数为
。
（3）
（2）Matlab程序
A=1;
T=4;
w=（2*pi）/T;
％A：
方波幅度；
T：
方波周期；
w：
基波频率；
tn=10;
f=square（（pi/2）*t,50）;
subplot（3,2,1）;
axis（[0,10,-2,2]）;
方波'
f1=（4/pi）.*sin（w.*t）;
f3=（4/pi）.*（sin（w.*t）+（1/3）*sin（3.*w.*t））;
f5=（4/pi）.*（sin（w.*t）+（1/3）*sin（3.*w.*t）+（1/5）*sin（5.*w.*t））;
f7=（4/pi）.*（sin（w.*t）+（1/3）*sin（3.*w.*t）+（1/5）*sin（5.*w.*t）+（1/7）*sin（7.*w.*t））;
f9=（4/pi）.*（sin（w.*t）+（1/3）*sin（3.*w.*t）+（1/5）*sin（5.*w.*t）+（1/7）*sin（7.*w.*t）+（1/9）*sin（9.*w.*t））;
subplot（3,2,2）;
基波'
subplot（3,2,3）;
plot（t,f3）;
基波＋3次谐波'
subplot（3,2,4）;
plot（t,f5）;
基波＋3＋5次谐波'
subplot（3,2,5）;
plot（t,f7）;
基波＋3＋5＋7次谐波'
subplot（3,2,6）;
plot（t,f9）;
基波＋3＋5＋7＋9次谐波'
2．三角波信号的分解与合成
三角波信号波形如下图所示。
因为三角波
满足：
属于奇半波对称和偶对称，其傅里叶级数只含有奇次余弦项，只需计算
为偶数。
根据教材P115式（4-73），有
三角波幅度；
三角波周期；
f=-sawtooth（（pi/2）*t,0.5）;
E=8*A/pi^2;
f1=E.*cos（w.*t）;
f3=f1+（E/3^2）.*cos（3*w.*t）;
f5=f3+（E/5^2）.*cos（5*w.*t）;
f7=f5+（E/7^2）.*cos（7*w.*t）;
f9=f7+（E/9^2）.*cos（9*w.*t）;
（3）图形
3．上述三角波信号在通过某一系统时，若三次谐波被滤除，请给出系统输出后的信号？
大致是怎样的？
给出其输出的波形。
%A：
f3=f1+0;
4．上述三角波信号通过一个能阻止一次谐波通过的高通滤波器，则输出的信号是怎样的？
使用Matlab编写程序，并绘出波形。
f1=0;
2013.5.23成绩：
信号的时域分析
1．掌握Matlab程序求解连续时间系统冲激响应的方法；
2．掌握Matlab程序求解连续时间系统阶跃响应的方法；
3．掌握Matlab程序求解连续时间系统零状态响应的方法；
4．掌握Matlab程序求解连续时间系统全响应的方法。
1．系统单位冲激响应的Matlab求解
系统的微分方程描述如下：
，
求系统的单位冲激响应。
由系统的微分方程得到系统的传递函数
，从而系统的单位冲激响应
num=[010];
den=[156];
sys=tf（num,den）;
t=0:
0.1:
y=impulse（sys,t）;
axis（[-0.2,4,-0.2,1.1]）;
line（[-0.2,4],[0,0]）;
line（[0,0],[-0.2,1.1]）;
时间'
ylabel（'
幅度'
title（'
单位冲激响应'
2．系统单位阶跃响应的Matlab求解
num=[0010];
den=[1221];
20;
y=step（sys,t）;
plot（t,y,'
r'
axis（[-0.5,20,-0.1,0.45]）;
line（[-0.5,20],[0,0]）;
line（[0,0],[-0.12,0.45]）;
单位阶跃响应'
3．系统零状态响应的Matlab求解
求系统在激励
下的零状态响应。
num=[001];
den=[101];
f=cos（2*pi*t）;
y=lsim（sys,f,t）;
line（[0,10],[0,0]）;
零状态响应'
4．综合求解系统单位冲激、单位阶跃及零状态响应
求系统的单位冲激响应、单位阶跃响应及在激励
（1）
（a）分析
（b）Matlab程序
num=[0121];
den=[1452];
y1=impulse（sys,t）;
y2=step（sys,t）;
f=exp（-2*pi*t）;
y3=lsim（sys,f,t）;
subplot（2,2,1）;
plot（t,y1）;
subplot（2,2,2）;
plot（t,y2）;
subplot（2,2,3）;
plot（t,y3）;
%line（[0,10],[0,0]）;
（c）图形
（2）
（b）Matlab程序
plot（t,y1,'
-'
t,y2,'
--'
t,y3,'
*-'
xlabel（'
单位冲激、单位阶跃及零状态响应'
（c）图形
5.系统的零极点图
subplot（2,2,4）;
pzmap（sys）;
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