机械工程测试技术
MATLAB仿真实验指导书
院系单位：  机  电  工  程  学  院
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实验一 MATLAB 基本应用
一、实验目的
1、学习MATLAB的基本用法；
2、了解 MATLAB 的目录结构和基本功能。
二、实验内容：
题目1、已知x的取值范围，画出y=sin(x)的图型。
参考程序：x=0:0.05:4*pi;
y=sin(x);
plot(y)
题目2、 已知z 取值范围，x=sin(z);y=cos(z);画三维图形。
参考程序：z=0:pi/50:10*pi;
x=sin(z);
y=cos(z);
plot3(x,y,z)
xlabel('x')
ylabel('y')
zlabel('z')
题目3、已知x的取值范围，用subplot函数绘图。
参考程序：x=0:0.05:7;
y1=sin(x);
y2=1.5*cos(x);
y3=sin(2*x);
y4=5*cos(2*x);
subplot(2,2,1),plot(x,y1),title('sin(x)')
subplot(2,2,2),plot(x,y2),title('1.5*cos(x)')
subplot(2,2,3),plot(x,y3),title('sin(2*x)')
subplot(2,2,4),plot(x,y4),title('5*cos(2*x)')
连续信号的MATLAB表示
题目4、指数信号：指数信号Aeat在MATLAB中可用exp函数表示，其调用形式为：y=A*exp(a*t) (例 取 A=1,a=-0.4)
参考程序：A=1；a=-0.4;
    t=0:0.01:10;
    ft=A*exp(a*t);
    plot(t,ft);grid on;
题目5、正弦信号：正弦信号Acos(w0t+ )和Asin(w0t+ )分别由函数cos和sin表示，其调用形式为：A*cos(w0t+phi) ;A*sin(w0t+phi) (例 取A=1，w0=2 ， = /6)
参考程序：A=1；w0=2*pi; phi=pi/6;
          t=0:0.001:8;
          ft=A*sin(w0*t+phi);
          plot(t,ft);grid on ;
题目6、抽样函数：抽样函数Sa(t)在MATLAB中用sinc函数表示，其定义为：sinc(t)=sin( t)/(  t)，其调用形式为：y=sinc(t)
参考程序：t=-3*pi:pi/100:3*pi;
            ft=sinc(t/pi);
plot(t,ft);grid on;
题目7、矩形脉冲信号：在MATLAB中用rectpuls函数来表示，其调用形式为：y=rectpuls(t,width),用以产生一个幅值为1，宽度为width,相对于t=0点左右对称的矩形波信
号，该函数的横坐标范围由向量t决定，是以t=0为中心向左右各展开width/2的范围，width的默认值为1。
例：以t=2T(即t-2 T=0)为对称中心的矩形脉冲信号的MATLAB源程序如下：（取T=1）
t=0:0.001:4;
T=1;
ft=rectpuls(t-2*T,2*T);
plot(t,ft);grid on; axis([0  4  –0.5  1.5]);
题目8、周期性矩形波（方波）信号在MATLAB中用square函数来表示，其调用形式为：y=square(t,DUTY)用以产生一个周期为2 、幅值为 1的周期性方波信号，其中的DUTY参数表示占空比，即在信号的一个周期中正值所占的百分比。例如频率为30Hz的周期性方波信号的MATLAB参考程序如下：
t=-0.0625:0.0001:0.0625;
y=square(2*pi*30*t,75);
plot(t,y);axis([-0.0625 0.0625 –1.5 1.5]);grid on ;
实验二  周期信号波形的合成与分解
一、实验目的
学会使用MATLAB观察方波信号的分解与合成
二、实验内容
编制MATLAB程序，仿真实现下图周期方波信号的分解与合成。
             
%[ex3.1]方波分解与合成
t=0:0.01:2*pi;
f1=4/pi*sin(t);        % 基波
f3=4/pi*(sin(3*t)/3);  %三次谐波
f5=4/pi*(sin(5*t)/5);
f7=4/pi*(sin(7*t)/7);
f9=4/pi*(sin(9*t)/9);
y1=f1+f3;
y2=f1+f3+f5;
y3=f1+f3+f5+f7+f9;
subplot(2,2,1)        %在第一个子窗口画基波分量
plot(t,f1),hold on
y=1*sign(pi-t);        %画方波信号
plot(t,y,'c:')
title('周期矩形波的形成-基波')
subplot(2,2,2)        %在第二个子窗口画 (基波+3次谐波)分量
plot(t,y1),hold on
用subplot函数
y=1*sign(pi-t);
plot(t,y,'c:')
title('周期矩形波的形成-基波+3次谐波')
subplot(2,2,3)        %在第三个子窗口画 (基波+3次谐波+ 5次谐波)分量
plot(t,y2),hold on
y=1*sign(pi-t);
plot(t,y,'c:')
title('基波+3次谐波+5次谐波')
subplot(2,2,4) %第四个子窗口画 (基波+3次谐波+5次谐波+7次谐波+9次谐波)分量
plot(t,y3),hold on
y=1*sign(pi-t);
plot(t,y,'c:')
title('-基波+3次谐波+5次谐波+7次谐波+9次谐波')
end
三、程序运行结果
实验三  典型信号频谱分析
一、实验目的
用 MATLAB 分析周期方波脉冲、周期三角波脉冲的频谱。
二、实验内容
题目1、已知周期方波脉冲信号如下图所示，其幅度为1，脉冲宽度“占空比”：duty=1/2，周期T=5.使用MATLAB编程绘出该周期信号的频谱。

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