实验一连续信号的时域分析
一、实验目的1.熟悉lsim、heaviside等函数的使用2.熟悉信号的时移、尺度变换、反转、相加、相乘、卷积等计算3.熟悉impulse、step函数的使用
二、实验内容1利用Matlab的SymbolicMathToolbox中单位阶跃函数heaviside画出单位阶跃信号。
(1)实验代码:clcclearutsymHeavisidetezplotut210(2)实验结果:
(3)实验原理分析:在MATLAB的SymbolicMathToolbox中,有专门用于表示单位阶跃信号的函数,
即Heavisidet函数,用它即可方便地表示出单位阶跃信号以及延时的单位阶跃信号,并且可以方便地参加有关的各种运算过程。
如果一个信号或函数可以用符号表达式来表示,那么我们就可以用前面介绍的符号函数专用绘图命令ezplot等函数来绘出信号的波形。
2已知信号ftt1Ut1UtUtUt1,试画出ft31的波形。
(1)实验代码:clcclear
fsymsty1symt1y2symHeavisidet1Heavisidety3symHeavisidetHeavisidet1fsymy1y2y3subsftt1subsft13tsubsfttezplotf46(2)实验结果:
(3)实验原理分析:信号的时移可用数学表达式来描述,在MATLAB中,时移运算与数学上习惯表达方法
完全相同。若已知信号ft,应用Matlab可进行下列运算
时移ftt0命令subsfttt0尺度变换fat命令subsftat反转ftsubsftt相加ftf1tf2tSymaddf1f2f1tf2t相乘ftf1t×f2tSymmulf1f2f1tf2t卷积ftf1tf2tco
vf1f2此题调用subs函数对ft进行变换,最后用ezplot函数绘图。3若输入信号ftcostUt,试求以下系统的零状态响应:
5yt4yt8ytftft
(1)实验代码:clearclca548b101t0015
ffcostHeavisidetimpulseba10(2)实验结果:
(3)实验原理分析:对于LTI连续系统,求解系统的冲激响应ht和阶跃响应gt对我们进行连续系统的分
析具有非常重要的意义。MATLAB为用户提供了专门用于求连续系统冲激响应和阶跃响应并绘制其时域波形的函数impulse和step。在调用impulse和step函数时,我们需要用向量来对连续系统进行分析。设描述连续系统的微分方程为:
则我们可用向量a和b来表示该系统,即:
注意,向量a和b的元素一定要以微分方程中时间求导的降幂次序来排列,且缺项要用0来补齐。关于impluse函数:函数impulse()将绘出由向量a和b表示的连续系统在指定时间范围内的冲激响应ht的时域波形图,并能求出指定时间范围内冲激响应的数值解。Impulse函数有如下几种调用格式:(1)impulseba:该调r