信号与系统实验1认识matlab环境.docx
《信号与系统实验1认识matlab环境.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《信号与系统实验1认识matlab环境.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
信号与系统实验1认识matlab环境
信号与系统实验1-认识matlab环境
洛阳理工学院
实验报告
科目：
班级：
姓名：
学号：
同组人：
日期：
成绩：
评语：
评阅教师：
实验一认识matlab工作环境及信号的绘制与运算
一．实验目的：
1.通过实验认识matlab软件及其工作环境。
2.掌握常见信号的绘制方法。
3.能对信号进行简单的运算并绘图。
二．实验设备：
1.装有matlab软件的计算机
三．实验内容：
1．向量表示法
MATLAB的信号处理工具箱有大量的函数可用于产生信号，这些函数中大部分都要求用矢量来表示时间，例如要产生一个在0－1秒的时间段上以5毫秒为抽样间隔的时间值矢量t，是用命令
t=0:
0.005:
1;
这个矢量包含每秒200个时间抽样点，或者说抽样频率为200Hz。
在MATLAB中，可以精确地表示离散时间信号，因为信号的值对应于矢量的各元素。
但是，MATLAB对连续时间信号只能提供近似表示，由各元素分别代表连续时间信号抽样值的一个矢量来近似。
当使用这种近似时，应该选择足够小的抽样间隔，以保证那些样本值能反映信号的全部细节。
例题1：
绘制图形
参考程序：
t=0:
0.5:
10;
f=exp（-.1*t）.*sin（2/3*t）;
plot（t,f）;
grid
ylabel（‘f（t）’）
xlabel（‘Time（sec）’）
axis（[030-11]）;
将会显示波形如下图所示：
在这段程序中，绘制曲线时，时间坐标值作为元素保存在矢量中。
表达式exp（-.1*t）和sin（2/3*t）分别产生一个矢量，各矢量中的元素等于对应不同时间点处表达式的值。
由这两个表达式生成的两个矢量的对应元素相乘得到矢量，然后用plot命令绘出该信号的时域波形。
Plot命令可以将点与点间用直线连接，当点与点间的距离很小时，绘出的图形就成了光滑的曲线。
2.用MATLAB绘出单位阶跃信号的波形。
一种得到单位阶跃信号的方法是在MATLAB的SymbolicMathToolbox中调用单位阶跃函数Heaviside,这样可方便的表示出单位阶跃信号。
但是，在用函数ezplot实现其可视化时，就出现一个问题：
函数ezplot只能画出既存在于SymbolicMath工具箱中，又存在于总MATLAB工具箱中的函数，而Heaviside函数仅存在于SymbolicMathToolbox中，因此就需要在自己的工作目录work下创建Heaviside的M文件，该文件如下：
functionf=Heaviside（t）
f=（t>0）％t>0时f为1，否则为0
正确定义出该函数并保存运行后，就可以调用该函数了，如先定义向量：
t=0:
0.06:
2
然后调用Heaviside函数表示出该信号并绘出波形
f=heaviside（t）
plot（t,f）
axis（[-1,3,-0.2,1.2]）
得到波形如下图所示。
（2）另一种表示单位阶跃信号的方法是用向量f和t分别表示信号的样值和对应时刻值。
零时刻以前，信号样值为零，从零时刻起，信号样值为1，定义出这样的两个向量后，就可用plot命令绘出波形图了。
％t0时刻以前信号为零，在t0处有一跃变，以后为1
functionaiya（t1,t2,t0）;
t=t1:
0.04:
-t0;
tt=-t0:
0.01:
t2;
n=length（t）;
nn=length（tt）;
u=zeros（1,n）;
uu=ones（1,nn）;
plot（tt,uu）;
holdon
plot（t,u）;
plot（[-t0,-t0],[0,1]）;
holdoff
title（‘单位阶跃信号’）
axis（[t1,t2,-0.2,1.5]）
调用函数jieyue绘制波形
aiya（-2,5,0）
3.符号运算的表示法
如前说述，MATLAB可以有两种方法来表示连续时间信号。
用这两种方法均可实现
连续信号的时域运算和变换，但用符号运算的方法则较为简便。
下面分别介绍各种运
算、变换的符号运算的MATLAB实现方法。
1）.相加
s=symadd（f1,f2）或s=f1+f2
ezplot（s）
上面是用MATLAB的符号运算命令来表示两连续信号的相加，然后用ezplot命令绘制出其结果波形图。
其中f1,f2是两个用符号表达式表示的连续信号，s为相加得到的和信号的符号表达式。
2）.相乘
w=symmul（f1,f2）或w=f1*f2
ezplot（w）
上面是用MATLAB的符号运算命令来表示两连续信号的相乘，然后用ezplot命令绘制出其结果波形图。
其中f1,f2是两个用符号表达式表示的连续信号，w为相乘得到的积信号表达式。
3）.时移
y=subs（f,t,t-t0）;
ezplot（y）
上面的命令是实现连续时间信号的平移及其结果的可视化，其中f是用符号表达式表示的连续时间信号，t是符号变量，subs命令则将连续时间信号中的时间变量t用t-t0替换。
4）.反褶
y=subs（f,t,-t）;
ezplot（y）
上面的命令是实现连续时间信号的反褶及其结果的可视化，其中f是用符号表达式表示的连续时间信号，t是符号变量。
5）.尺度变换
y=subs（f,t,a*t）;
ezplot（y）
上面的命令是实现连续时间信号的尺度变换及其结果的可视化，其中f是用符号表达式表示的连续时间信号，t是符号变量。
4．练习题
1）绘制正弦信号、余弦信号、指数信号、符号信号抽样信号、三角脉冲信号、矩形波脉冲信号、三角波脉冲信号、周期方波、周期三角波。
Sin（x）,cos（X）,exp（x）,sign（x）,sinc（x）,rectpuls（x,width）,tripuls（x,width,skew）,square（x,duty）,sawtooth（x,width）
2）练习函数之间的各种运算。
3）t=-20:
0.05:
20;
4）width=1;9
5）skew=1;
6）duty=30;
7）f1=sign（t）;
8）plot（t,f1）;
9）图形如下
绘制的三角脉冲如下
t=-20:
0.05:
20;
width=1;9
skew=1;
duty=30;
f2=sinc（t）;
plot（t,f2）;
绘制三角脉冲如下
t=-20:
0.05:
20;
width=1;9
skew=1;
duty=30;
f3=tripuls（t,width,skew）;
plot（t,f3）;
绘制三角脉冲如下
t=-20:
0.05:
20;
width=1;9
skew=1;
duty=30;
f4=sawtooth（t,width）;
plot（t,f4）;
2）练习函数之间的各种运算。
函数间乘法程序
t=-10:
0.05:
10;
width=1;
skew=1;
duty=50;
f1=sin（t）;
f2=cos（t）;
plot（t,f1.*f2）;
函数间乘法与加法程序
t=-10:
0.05:
10;
width=1;
skew=1;
duty=50;
f3=exp（t）;
f4=sign（t）;
f5=sinc（t）;
plot（t,f3+f4.*f5）
3）解释程序。
symst
f=sym（'（t/2+1）*（heaviside（t+2）-heaviside（t-2））'）
subplot（2,3,1）,ezplot（f,[-3,3]）
title（'f（t）'）
y1=subs（f,t,t+2）
subplot（2,3,2）,ezplot（y1,[-5,1]）
title（'f（t+2）'）
y2=subs（f,t,t-2）
subplot（2,3,3）,ezplot（y2,[-1,5]）
title（'f（t-2）'）
y3=subs（f,t,-t）
subplot（2,3,4）,ezplot（y3,[-3,3]）
title（'f（-t）'）
y4=subs（f,t,2*t）
subplot（2,3,5）,ezplot（y4,[-2,2]）
title（'f（2t）'
实验总结：
通过此次实验，我认识了matlab软件及其工作环境，掌握了常见信号的绘制方法，能对信号进行简单的运算并绘图。
实验中遇到了一些小错误和小失误，但是经过同学和老师的帮助以及自己的不懈努力，最终成功完成了实验。
升级会员 