MATLAB实验报告——运用MATLAB求解和分析线性时不变系统资料

1、MATLA实验报告学生姓名学号班级实验名称运用MATLA求解和分析线性时不变系统实验仪器MATLAB7.1 Windows XP实验目的1 .熟悉线性时不变LTI系统在典型激励信号下的响应及其特征。2 .掌握线性LTI系统单位冲激响应的求解方法。3 .熟悉MATLAB勺相关函数的调用格式和作用。4 .会用MATLABf系统进行时域分析。实验基本原埋1. Impulse 函数功能：计算并画出系统的冲激响应。调用格式：Impulse (sys)：其中sys可以是利用命令tf , zpk或 ss建立的系统函数。Impulse (sys, t)计算并画出系统在向量t定义的时间内的冲激响应。Y=impu

2、lse (sys, t):保存系统的输出值。2. Step函数功能：计算并画出系统的阶跃响应曲线。课程名称MATLAB程序设计实验日期2015年05 月11日调用格式：Step (sys)：其中sys可以是利用命令tf , zpk,或ss 建立的系统。Step (sys, t)：计算并画出系统在向量t定义的时间内的阶跃响应。3. Lsim函数功能：计算并画出系统在任意输入下的零状态响应。调用格式：Lsim (sys,x,t ):其中sys可以是利用命令tf,zpk 或ss建立的系统函数，x是系统的输入，t定义的是时间范围。Lsim (sys, x,t,zi )：计算出系统在任意输入和零状态下的

3、全响应，sys必须是状态空间形式的系统函数，zi是系统的原始状态。4. roots 函数功能：计算齐次多项式的根。调用格式：r=roots (b):计算多项式b的根，r为多项式的根。5. impz函数功能：求离散系统单位脉冲响应，并绘制其时域波形。调用格式：impz(b ,a):以默认方式绘出向量 a , b 定义的离散系统的单位脉冲响应的离散时域波形.impz(b ,a ,n): 绘出由向量a , b 定义的离散系统在 0n (n必须 为整数)离散时间范围内的单位序列响应的时域波形.impz(b ,a ,n1: n2):绘出由向量a , b 定义的离散系统在 n1n2(n1 , n2 必须为

4、整数，且n1<n2)离散时间范围内的单位序列响应的时域 波形。y=impz(b , a , n1 : n2):并不绘出系统单位序列响应的时域波形， 而是求出向量a , b定义的离散系统在n1 n2(n1 , n2 必须为在整数， 且n1<n2)离散时间范围内的单位序列响应的数值。5. filter 函数功能：对输入数据数字滤波.调用格式：y=filter(b , a ,x):返回向量a , b定义的离散系统在输入为x时的零状态响应.如果x是一个矩阵，那么函数filter 对矩 阵x的列进行操作；如果x是一个N维数组,函数filter 对数组中的 一个非零量进行操作y , zf=fi

5、lter(b , a ,x):返回了一个状态向量的最终值zf.y , zf= filter(b , a , x , zi):指定了滤波器的初始状态向量zi.y ,zf= filter(b ,a , x ,zi , dim )则是给定x中要进行滤波的维数dim.如果要使用零初始状态，则将zi设为空向量。实践内容:1 .例 12.4-1吗)7d 2? 1即)(1)用MATLAB时域中求解dtdr dt的齐次解。d 2r (t)dr (t)(2) 2+2+5r=e起始条件为7(0+)=1, r zi(01 = 2 ,求系统的零dt2dt输入响应。实验内容和步骤2.例 12.4-2求连续时间系统2d

6、叩2d3r(t)产 e(t)dt2dtdt2当e=t时的特解3 .例 12.4-3dr(t) +r(t) =e(t) 八 %* 二t、.用户MATLA底时域中求解 出，e(t) = (1+e川的零响入相应。4 .例 12.4-5用MATLA求解方程零状态响应分量，已知系统差分方程为y(n +2) -0.7y(n +1) +0.1y(n) =7x(n +2) -2x(n + 1)系统的激励序列 x(n) = u(n)1.例 12.4-1雪+7%上幽(1)用MATLABfc时域中求解dt dtdt的齐次解。程序截图：)U.TLLD回网hli jdi-i h弧 &EiHp iLbtkv 皿9

7、数据记录 及分析3 1 丁 电1® zf 0 ¥ PftflM 口 1-HT”而im即imV 口 皿电*eLt 时 Hn /il lkjL,i! i In* KICMMndTi»aMI串 泥 |的yS)由弗皿 FhIae >"| Vila| £L»1 Lut Kuta ElKlorwi BiticHvct j lirfapBCiuk小 p«L T 3。32：«=E立坑、fpi Bg « LG-S-nl F午兆善 t1- p=l L r 埼£.tiB-EAMl (p) 4一»-17

8、Erl下午先制r9L5-Q-3L T与班如-flp-|I. 7 珀 i2_- «=COIXtE(E!)；4=E由讥口值)a «- l5-!5-：i /与儿a i s| p=l：l, f 14 12;“E立M/时VTt ptt rianedi e&iect WiTL拙 HHn or 口m the Help kenu.» p-H 7 1d 13；» a=E03(pj 4 =-3LQMQ-LO-ttltl + 必 tMMi-LDMD - Ok. MODI“I(2)程序截图：9 Edrttw CMPr-r 5 门IWkTUiEirirr c »

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10、 12.4-2迎 2皿) 3r(t)3 e2求连续时间系统/ 出出 ，当e虫时的特解。程序截图:BBS)1Rdi 1 o:e - C-XDucuMetnl s »nil ShI I i ngsX A<la i ni *fl ml dii.3343S!3-434G3t 1 K>rl. 运行图像截图:Fil牙 Edit.Ln:二r七 1心31 2 口£% Nundx口国。后玲，艮争受口0 O9003007003.例 12.4-3dr(t)用户MATLA底时域中求解出+ r _e，e(t) = (1+e>u(t)的零响入相应。解法程序截图:运行图像截图:解法用M

11、ATLAB勺dsolve函数直接获得零状态响应的表达式程序截图：S0(x3 Edit de 一 C:DocuaBnts and. 30食:111匕式另加±11131131口|1京面11|1七工工134231534号6(1.Edit T 电值 l 匚白 11 Tiafll4 口电 by 口 GEktgp Yinda 僧 H 看J. 口*4 f, fi 50StuJc田ED日占口I " clear all2 3close all;3 - t yf4 - eql = " Dy+y= (l-»Kp (-S*t) *he avis ide(1)'5 - i

12、cIs'yl-O.OOzO'6 =,d±#lw(6l i±|);7 - yf=5inplify(anil);8 - yf |=¥ubs(yfjita (0:0. 1:10);9 - figure;hold on;10 - plot(0:0.1: LQ.yfl).11 - ilshelf t ) ;ylahelC yes1 J1;i+ripl10C«1 20运行图像截图:解法三:程序截图:运行图像截图:4.例 12.4-5用MATLA求解方程零状态响应分量，已知系统差分方程为y(n +2) 0.7y(n +1) +0.1y(n) =7x(n

13、 +2) 2x(n + 1)系统的激励序列 x(n) = u(n)程序截图：运行图像截图:tileEdit £i«vInsert lools DesktopKindov HelpD a$g®运口国 | 口igure 225201510 00 1020 3040 50 60 70 80 91Normalized Frequency (xr rad-sample)"3°00 1020 3040 5060 70 80 91Normalized Frequency (x- rad sample)实验注意每一次M-file的修改后，都要存盘。事项1、 实验例题12.4-1中最初没搞清楚roots的用法，耗费了较长时间， 经过咨询老师后才知道原来本例题并不复杂，加之由于书本印刷错 误导致在本例题用去了很多时间，但也说明对于程序的认识较浅， 不能够很好的发现问题。2、 感觉在编写过程中还是无法脱离教材，按照教材样式将程序输进电 脑，但搞到进步的是很多函数基本可以搞清楚用途、3、 实验过程中还是出现了程序自己核对正确但无法运行的情况，经过尝试重新输入解决了问题，同时学会了通过系统查找程序错误的方 法。实验心得4、 程序中出现的变量名应该和定义里已经给出的变量名保持一致，否则程序会出现没有定义的错误。在试验中，发生“1