MATLAB实训实验讲解.docx
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MATLAB实训实验讲解
2015/2016学年下学期
《信号与系统》
实验报告
班级:
学号:
学生姓名:
指导教师:
2016年3月8日
实验一基本函数仿真
实验项目:
基本函数仿真
实验时间:
2016年3月8日星期二第34节课
实验地点:
1501实验室
实验目的:
1、学习使用MATLAB软件
2、学习MATLAB中各种函数，并应用函数分析
3、对MATALB的进一步的学习了解，熟练掌握MATALB的各种操纵，学会使用MATALB解决复杂的运算并学会用MATALB解决平时学习中的实际问题。
4、了解MATALB的数值运算
5、了解MATALB的基本函数和命令
6、学习掌握MATALB有关命令
实验内容:
1、
（1）题目：
应用MATLAB方法实现单位阶跃信号和矩形脉冲。
（2）程序清单（源程序）
解：
对于阶跃函数，MATLAB中有专门的stairs绘图命令。
例如，实现
和矩形脉冲的程序如下：
t=-1:
2;%定义时间范围向量t
x=（t>=0）;
subplot（1,2,1）,stairs（t,x）;axis（[-1,2,-0.1,1.2]）;gridon%绘制单位阶跃信号波形
t=-1:
0.001:
1;%定义时间范围向量t
g=（t>=（-1/2））-（t>=（1/2））;
subplot（1,2,2）,stairs（t,g）;axis（[-1,1,-0.1,1.2]）;gridon%绘制矩形脉冲波形
（3）运行结果（截图）
图1例1图
（4）函数解析
Subplot:
使用方法：
subplot（m,n,p）或者subplot（mnp）。
是将多个图画到一个平面上的工具。
其中，m表示是图排成m行，n表示图排成n列，也就是整个figure中有n个图是排成一行的，一共m行，如果m=2就是表示2行图。
p表示图所在的位置，p=1表示从左到右从上到下的第一个位置。
Stairs:
stairs函数用于绘制阶梯状图
axis函数通常在绘图中用于设置坐标值范围
2、
（1）题目
例2应用MATLAB方法生成信号
和
的波形。
（2）程序清单
解：
为生成函数
可直接调用MATLAB中的专门命令，程序如下：
t=-5:
0.01:
5;%定义时间范围向量t
f=sinc（t）;%计算Sa（t）函数
plot（t,f）;gridon%绘制Sa（t）的波形
（3）运行结果
图2例2程序运行结果一
和
的关系如下：
生成信号
波形的MATLAB程序如下：
t=-3*pi:
0.01*pi:
3*pi;%定义时间范围向量t
f=sinc（t/pi）;%计算Sa（t）函数
plot（t,f）;gridon%绘制Sa（t）的波形
（3）运行结果
图3例2程序运行结果二
（4）函数解析
Plot：
函数命令plot是MATLAB二维曲线绘图中最简单、最重要、使用最广泛的一个线性绘图函数。
它可以生成线段、曲线和参数方程曲线的函数图形。
gridon是matlab中的一种函数，表示在画图的时候添加网格线
3、
（1）题目
应用MATLAB方法生成相加信号
和相乘信号
的波形。
（课本上没有）
（2）程序清单
解：
对相加信号
，程序如下：
symst;%定义符号变量t
f=cos（18*pi*t）+cos（20*pi*t）;%计算符号函数f（t）=cos（18*pi*t）+cos（20*pi*t）
ezplot（f,[0pi]）;gridon%绘制f（t）的波形
（3）运行结果
图4例3程序运行结果一
对相乘信号
，程序如下：
t=-5:
0.01:
5;%定义时间范围向量
f=sinc（t）.*cos（20*pi*t）;%计算函数f（t）=sinc（t）*cos（20*pi*t）
plot（t,f）;%绘制f（t）的波形
title（'sinc（t）*cos（20*pi*t）'）;gridon%加注波形标题
运行结果如图5所示。
图5例3程序运行结果二
（4）函数解析
syms函数用于创建符号对象
ezplot即：
Easytousefunctionplotter。
它是一个易用的一元函数绘图函数。
特别是在绘制含有符号变量的函数的图像时，ezplot要比plot更方便。
因为plot绘制图形时要指定自变量的范围，而ezplot无需数据准备，直接绘出图形。
4、
（1）题目
应用MATLAB方法生成调制信号
的波形。
（2）程序清单
解：
对调制信号
，程序如下：
symst;%定义符号变量t
f=（2+2*sin（4*pi*t））*cos（50*pi*t）;%计算符号函数f（t）=（2+2*sin（4*pi*t））*cos（50*pi*t）
ezplot（f,[0pi]）;gridon%绘制f（t）的波形
（3）运行结果如图6所示。
图6例4图
（4）函数解析
gridon是matlab中的一种函数，表示在画图的时候添加网格线
实验二连续系统时域响应仿真
实验项目:
连续系统时域响应仿真
实验时间:
2016年3月22日星期二第34节课
实验地点:
1501实验室
实验目的:
1、对MATALB的进一步的学习了解，熟练掌握MATALB的各种操纵，学会使用MATALB解决复杂的运算并学会用MATALB解决平时学习中的实际问题。
2、了解MATALB的数值运算
3、了解MATALB的基本函数和命令
4、学习掌握MATALB有关命令
实验内容:
任务1
（1）题目
例5设方程
，试求零状态响应
。
（2）程序清单（源程序）
解：
程序如下：
yzs=dsolve（'D2y+5*Dy+6*y=2*exp（-t）','y（0）=0,Dy（0）=0'）%利用dslove命令求解零状态响应
ezplot（yzs,[08]）;gridon%绘制零状态响应曲线
运行结果：
yzs=exp（-t）+exp（-3*t）-2*exp（-2*t）
即：
（3）运行结果（截图
图7例5图
（4）函数解析
solve（f,v）：
求方程关于指定自变量的解，f可以是用字符串表示的方程、符号表达式或符号方程
dsolve:
微分方程
任务2
（1）题目
已知二阶系统方程
对下列情况分别求
，并画出其波形。
（课本上没有）
a.
b.
c.
d.
（2）程序清单
解：
程序如下：
R=input（'电阻R='）;%以交互方式输入电阻R的值
L=input（'电感L='）;%以交互方式输入电阻L的值
C=input（'电容C='）;%以交互方式输入电阻C的值
b=[1/（L*C）];
a=[1R/L1/（L*C）];
impulse（b,a）;%绘制脉冲响应h（t）的波形
（3）运行结果（截图）
a.电阻R=4电感L=1电容C=1/3
图8例6程序运行结果一
b.电阻R=2电感L=1电容C=1
图9例6程序运行结果二
c.电阻R=1电感L=1电容C=1
图10例6程序运行结果三
d.电阻R=0电感L=1电容C=1
图11例6程序运行结果四
（4）函数解析（例如题1-2中，解释sinc（）函数的作用）
7、
（1）题目实现卷积
，其中：
。
（课本上没有）
（2）程序清单
解：
主程序如下：
p=0.01;%取样时间间隔
nf=0:
p:
1;%f（t）对应的时间向量
f=2*（（nf>=0）-（nf>=1））;%序列f（n）的值
nh=0:
p:
2;%h（t）对应的时间向量
h=（nh>=0）-（nh>=2）;%序列h（n）的值
[y,k]=sconv（f,h,nf,nh,p）;%计算y（t）=f（t）*h（t）
subplot（3,1,1）,stairs（nf,f）;gridon%绘制f（t）的波形
title（'f（t）'）;axis（[0302.1]）;
subplot（3,1,2）,stairs（nh,h）;gridon%绘制h（t）的波形
title（'h（t）'）;axis（[0302.1]）;
subplot（3,1,3）,plot（k,y）;gridon%绘制y（t）=f（t）*h（t）的波形
title（'y（t）=f（t）*h（t）'）;axis（[0302.1]）;
子程序sconv如下：
%此函数用于计算连续信号的卷积y（t）=f（t）*h（t）
function[y,k]=sconv（f,h,nf,nh,p）
%y:
卷积积分y（t）对应的非零样值向量
%k:
y（t）对应的时间向量
%f:
f（t）对应的非零样值向量
%nf:
f（t）对应的时间向量
%h:
h（t）对应的非零样值向量
%nh:
h（t）对应的时间向量
%p:
取样时间间隔
y=conv（f,h）;%计算序列f（n）与h（n）的卷积和y（n）
y=y*p;%y（n）变成y（t）
left=nf
（1）+nh
（1）;%计算序列y（n）非零样值的起点位置
right=length（nf）+length（nh）-2;%计算序列y（n）非零样值的终点位置
k=p*（left:
right）;%确定卷积和y（n）非零样值的时间向量
（3）运行结果
图12例7图
（4）函数解析
Function函数调用
8、
（1）题目实现卷积
，其中：
。
（课本58）
（2）程序清单
解：
主程序如下：
p=0.01;%取样时间间隔
nf=0:
p:
2;%f（t）对应的时间向量
f=2*（（nf>=0）-（nf>=2））;%序列f（n）的值
nh=0:
p:
4;%h（t）对应的时间向量
h=exp（-nh）;%序列h（n）的值
[y,k]=sconv（f,h,nf,nh,p）;%计算y（t）=f（t）*h（t）
subplot（3,1,1）,stairs（nf,f）;gridon%绘制f（t）的波形
title（'f（t）'）;axis（[0602.1]）;
subplot（3,1,2）,plot（nh,h）;gridon%绘制h（t）的波形
title（'h（t）'）;axis（[0602.1]）;
subplot（3,1,3）,plot（k,y）;gridon%绘制y（t）=f（t）*h（t）的波形
title（'y（t）=f（t）*h（t）'）;axis（[0602.1]）;
子程序sconv同例7。
（3）运行结果如图13所示。
图13例8图
（4）函数清单
axis（[xminxmaxyminymax]）用来标注输出的图线的最大值最小值
exp函数是一个数论函数，可以用来表示一定的算术基本定理。
exp函数（exp-function）一种数论函数.依算术基本定理，任何一个自然数n都可惟一地分解成一些质数方幂的乘积形式，在第a个质数p“上的方幂数记为exp}Cn）.例如expl<9）=2,exp3<9）=0等.函数.lxexpa（x）称为一元exp函数，而.}xyexp}妇则称
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