通信系统仿真设计任务书

1、选题一线性连续时间系统的时域和频域综合分析一、设计目的1. 掌握用mat lab分析系统时间响应的方法。2. 掌握用matlab分析系统频率响应的方法。3. 掌握系统零、极点分布与系统稳定性关系。二、设计条件1. 计算机1台。2. matlab软件运行环境。三、设计要求及注意事项要求：设计程序之前要预习设计基木原理，对设计内容编写程序（m文件）, 上机运行。仿真并绘出各相应曲线。注意事项：设计程序时耍需要检查，运行结果冇错误要调试修正。四、设计内容和时间安排系统函数（$-切）（$-刀2）设计程序完成下面实训内容。设pl二-2, p2二-30;pl二-2,p2=31. 针对极点参数，画出系统零、

2、极点分布图，判断该系统稳定性。（2 学吋）2针对极点参数，绘出系统的脉冲响应曲线，并观察t-8时，脉冲响 应变化趋势。（2学时）3. 针对极点参数，绘出系统的频响曲线。（2学时）选题二离散时间系统的仿真模拟一、设计目的1. 掌握用mat lab设计程序，求解离散系统频率响应。2. 常握用matlab设计程序分析离散系统输出。3. 掌握系统零、极点分布与系统稳定性关系。二、设计条件1计算机1台。2. matlab软件运行环境。三、设计要求及注意事项要求：设计程序之前要预习设计基木原理，对设计内容编写程序，上机运行。 仿真并绘出各相应曲线。注意事项：设计程序时要需要检查，运行结果冇错误要调试修正。

3、四、设计内容和时间安排该离散系统对应的输入输出差分方程为：y (n)-0. 4y (n-1) -0. 5y (n-2) =0. 2x (n) +0. lx (n-1)求该系统的1 单位抽样响应。(2学时)2. 频率响应。(2学时)3. 零极点增益。(2学吋)课程设计报告书写要求:一，设计目的二，设计的内容三，设计条件和制定的步骤四，设计的程序五，仿真结果六，分析结论和心得。标题：四号加粗，正文小四，1.5倍行距。成绩anhui xinhua university课程设计说明书（计算书、论文）题目课程名称院（系）专业班级学生姓名学号设计地点指导教师相关知识回顾及mat lab特殊函数一、连续系统

4、(一) 系统函数h(s)系统函数:系统零状态响应的拉氏变换与激励的拉氏变换之比。h(s)=r(s)/e(s)在matlab屮可采用多种方法描述系统，本文采用传递函数(系统函数)描述法.在mat lab中，传递函数描述法是通过传递函数分了和分母关丁 s降幕排列的多项式系数來表示的例如，某系统传递函数如下:$ + 1+1.3s + 0.8则可用如卜二个向量num和den來表示:num二1,1 den=l, 1. 3, 0. 8()用mat lab分析系统时间响应1 脉冲响应y=impulse (num, den, t)t:为等间隔的时间向量，指明要计算响应的时间点。2 阶跃响应y=setp(num

5、, den, t)t同上.3. 对任意输入的响应y=lsim(num, den, u, t)u:任意输入信号.t同上.例:对式系统，分别求脉冲响应、阶跃响应及对输入u (t)二sin(t)的响应.num二1, 1;den=l, 1. 3, 0. 8;t二0:0. 1:3;yl二impul se (num, den, t);y2=step(num, den, t);u=sin(t);y3=lsim(num, den, u, t);subplot (2, 2, 1) ;plot (t, yl) ; titlec 脉冲响应')subplot(2, 2, 2) ;plot(t, y2) ;ti

6、tle('阶跃响应')subplot (2, 2, 3) ;plot (t, y3) ; title ('输入为 u=sint 的响应')（三）用matlab分析系统频率响应特性频响特性：系统在正弦激励下稳态响应随信号频率变化的特性。h（m） = /（$）匸岡二円（.沏）0叱）|h（jco） |:幅频响应特性.（p（o）:相频响应特性（或相移特性）.mat lab求系统频响特性函数freqs的调用格式：h二freqs （num, den,（o）3：为等间隔的角频率向量,指明耍计算响应的频率点。例:求式系统的频响特性。num二1,1;dcn=l, 1. 3, 0.

7、 8;w=0:0. 1:100;h二freqs (num, den, w);subplot (1, 2, 1) ;plot (w, abs(h) ; title(，幅频特性')axis(0, 20, 0, 1.5);set (gca,' xtick', 0, 10, 20) ; set (gca,' ytick', 0, 1/sqrt (2), 1. 25); gri d on;subplot (1, 2, 2) ;plot (w, angle(h) ; title(，相频特性')axis(0, 20, -pi/2, 0.2);set(gca,&

8、#39; xtick，, 0, 10, 20) ;set(gca, 'ytick', -pi/2, -pi/4, 0); grid on;图2-2(四)系统零、极点分布与系统稳定性关系系统函数h(s)集屮表现了系统的性能，研究h(s)在s平而屮极点分布的位置, 可很方面地判断系统稳定性。1. 稳定系统：h(s)全部极点落于s左半平面(不包括虚轴)，则可以满足f >oo系统是稳定的。2. 不稳定系统：h(s)极点落于s右半平面，或在虚轴上具冇二阶以上极点， 则在足够长吋间后,h(t)仍继续增长，系统是不稳定的。3临界稳定系统：h(s)极点落于s平面虚轴上，且只有一阶，则在足

9、够长时间后,h(t)趋于一个非零数值或形成一个等幅振荡。系统函数h(s)的零、极点口j用mat lab的多项式求根函数roots 0求得。 极点:p=roots(de n)零点：z二roots (num)根据p和z用ploto命令即可慚出系统零、极点分布图，进而分析判断系统 稳定性。例如：系统函数h(s)如下,画出系统零、极点分布图，判断该系统稳定性。(s)s2 -4s4 + 253 - 352 +25 + 1num= 1, 0, -4;den=l, 2, -3, 2, 1;p二roots(den);z=roots(num);plot(real(p), imag(p)j *');hol

10、d on;plot(real(z)、imag(z) /);grid on极点：p = -3. 1300、0. 7247 + 0. 6890i、0. 7247 - 0. 6890i、-0.3195零点：z 二 2.0000、-2.00000.8虚轴0.60.40.2实轴0-0.2-0.6-0.8图2-31111111* :.111111i ii ii i111111 ii ii ib7| |、1t1111111 /*7i ii ii i1 ；iiiii1 -i ii ii ii ii ii i*t111111i ii ii i111111ii + :i1-0.4由系统零、极点分布图可知,该系统冇

11、一极点位于s右半平而，故系统是不稳定的。二、离散系统(-)单位抽样响应系统的单位抽样响应是当输入信号为单位抽样信号时系统的输出响应matlab屮冇两个函数可以计算系统的单位抽样响应：f订ter函数和impz 函数。1. fi 1 ter 函数mter函数是利用递归滤波器或非递归滤波器对数据进行滤波。因为一个 离散系统可以看做一个滤波器。系统的输出就是输入经过滤波器滤波的结果。 filter函数的格式为：y=filter (b, a, x)此函数是对曲a和b组成的系统对输入进行滤波，如果输入为单位抽样信号 5 (n),那么输出就是系统的单位抽样响应。2. impz函数impz函数的格式为：impz (b, a)可直接给出系统的单位抽样响应。(二) 频率响应h (w)由向量a和b组成的系统的频率响应为：ms b (r)e_jwrr=0h(ejw)=n1 + la(k) e-jkwk=lmatlab屮的freqz函数使用基于fft的算法来计算由向量a和b组成的系 统的频率响应。其一般用法为：h, f二freqz (b, a,