东华⼤学信号与线性系统课程设计答案答案东华⼤学
信号与线性系统
课程设计
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东华⼤学信息学院
⽬录
实验⼀连续信号的时域分析 (3)
实验⼆连续时间系统的时域分析 (8)
实验三连续信号的频域分析 (14)
实验四连续系统的频域分析 (22)
实验五信号采样与重建 (33)
实验六离散时间信号和系统分析 (39)
实验总结 (46)
实验⼀连续信号的时域分析
⼀、实验⽬的
1、熟悉MATLAB 软件。
2、掌握常⽤连续信号与离散信号的MATLAB 表⽰⽅法。
⼆、实验设备
安装有matlab6.5 以上版本的PC 机⼀台。
三、实验原理
四、实验内容
1、⽤MATLAB表⽰连续信号:t
Ae ,Acos(ω0 t +?),Asin(ω0 t +?)。源程序:
clc
clear
close
syms t;
f1=2*exp(t);
f2=2*cos(3*t+4);
f3=2*sin(3*t+4);
subplot(2,2,1);
ezplot(f1,[-10,2]);
title('f(t)=2e^t');
grid on;
subplot(2,2,2);
ezplot(f2,[-5,5]);
xlabel('t');
title('f(t)=2cos(3t+4)');
grid on;
subplot(2,2,3);
ezplot(f3,[-5,5]);
xlabel('t');
title('f(t)=2sin(3t+4)');
grid on
2、⽤MATLAB表⽰抽样信号(sinc(t))、矩形脉冲信号(rectpuls(t, width)) 及三⾓脉冲信号(tripuls(t, width, skew))。源程序:
clc
clear
close
t=-5:0.01:5;
f1=sinc(t);
f2=3*rectpuls(t,4);
f3=3*tripuls(t,4,0);
subplot(2,2,1);
plot(t,f1);
xlabel('t');
title('f(t)=sinc(t)');
grid on;
subplot(2,2,2)
plot(t,f2);
xlabel('t');
title('f(t)=3rectpuls(t,4)');
grid on;
axis([-5,5,-1,4]);
subplot(2,2,3);
xlabel('t');
title('f(t)=3rectpuls(t,4,0)');
grid on;
matlab傅里叶变换的幅度谱和相位谱axis([-5,5,-1,4]);
3、编写如图3 的函数并⽤MATLAB 绘出满⾜下⾯要求的图形。(1) f (?t); (2) f (t ?2); (3) f (1?2t); (4) f (0.5t +1).
源程序:
clc
clear
close
t1=-14:0.05:2;
t2=0:0.05:16;
t=-6.5:0.05:1.5;
t4=-6:0.05:26;
f1=4*rectpuls(-t1-6,12)+3*tripuls(-t1-6,4,0);
f2=4*rectpuls(t2-8,12)+3*tripuls(t2-8,4,0);
f3=4*rectpuls(1-2*t-6,12)+3*tripuls(1-2*t-6,4,0);
f4=4*rectpuls(0.5*t4+1-6,12)+3*tripuls(0.5*t4+1-6,4,0); subplot(2,2,1); plot(t1,f1);
xlabel('t');
title('f(-t)');
subplot(2,2,2);
plot(t2,f2);
xlabel('t');
title('f(t-2)');
subplot(2,2,3);
plot(t,f3);
xlabel('t');
title('f(1-2t)');
subplot(2,2,4);
plot(t4,f4);
xlabel('t');
title('f(0.5t+1)');
实验⼆连续时间系统的时域分析
⼀、实验⽬的
1、掌握卷积计算⽅法。
2、掌握函数lsim,impulse,step 的⽤法,lsim 为求取零状态响应,impulse 为求取单位脉冲响应,step 为求取单位阶跃响应。
3、运⽤课堂上学到的理论知识,从RC、RL ⼀阶电路的响应中正确区分零输⼊响应、零状态响应、⾃由响应与受迫响应。⼆、实验设备
安装有matlab6.5 以上版本的PC 机⼀台。
三、实验原理
四、实验内容
1. 分别⽤函数lsim 和卷积积分两种⽅法求如图7 所⽰系统的零状态响应。其中L=1,R=2,e(t) = t e-ε(t),i(0?) = 2。
源程序:
⽅法⼀:
clear
close
clc
t=0:0.01:10;
f=exp(-t);
a=[1 2];
b=[1];
y=lsim(b,a,f,t);
plot(t,y);
xlabel('Time(sec)');
ylabel('i(t)');
axis([0,10,-0.025,0.275]);
grid on;
⽅法⼆:
易求得系统的冲激响应为2t
e ε(t) clear;
clc;
close;
syms t x;
e=exp(-x);
h=exp(-2.*(t-x));
i=int(e.*h,x,0,t);
ezplot(i,[0,10]);
xlabel('Time(sec)');
ylabel('i(t)');
title('exp(-t)*exp(-2t)');
grid on;
2. 求上述系统的冲激响应与阶跃响应。冲激响应源程序:
clear;
close;
clc;
a=[1 2];
b=[1];
impulse(b,a,10);
xlabel('Time(sec)');
ylabel('i(t)');
axis([0,10,-0.1,1]); grid on;
阶跃响应源程序:
clear;
close;
clc;
a=[1 2];
b=[1];
step(b,a,10);
xlabel('Time(sec)'); ylabel('i(t)');
axis([0,10,0,0.55]); grid on;
五、思考题
1. 为什么连续时间系统的零状态响应为激励与冲击响应的卷积?答:根据卷积的定义,函数e(t)与函数h(t)相卷积后,就是在变量由负⽆穷到正⽆穷范围内,对于某⼀t值时乘积e(τ)h(t-τ)曲线下的⾯积,也就是:r(t)=e(t)*h(t),⼜零状态响应与系统的特性和外加激励有关,所以如问题。
2. 利⽤卷积积分法计算系统响应应从⼏个⽅⾯进⾏?
答:利⽤卷积积分法先要将系统的冲击响应求出,之后再将其与激励卷积即可
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