连续系统的时域频域分析

1、学生实验报告实验课程:信号与系统EDA实验地点:东1教414学院:专业:学 号 :姓 名 :实验题目连续系统的时域、频域分析实验时间实验台号操作成绩报告成绩一、实验目的1学习利用Matlab软件实现系统时域输入输出分析法，求解微分方程；2观察和掌握各种常用信号卷积后的结果；3利用Matlab实现系统的冲激响应和阶跃响应分析;4利用Matlab实现信号的频谱分析二、实验性质验证性实验三、预习内容系统时域输入-输出分析方法；信号卷积；系统的阶跃响应和冲激响应的概念；信号的时域和频域的关系。4、 实验内容1系统时域输入输出分析法某系统的输入输出描述方程为：，给出运行结果，理解Matlab软件实现系统

2、时域输入-输出分析方法，说明函数lsim()用法。程序：t=0:10; %确定信号时间范围x=ones(1,length(t); %定义输入信号形式b=1; %方程描述a=1 0.5;s=lsim(b,a,x,t); %方程求解plot(t,s,y-) %系统输出信号波形绘制lsim函数的用法：对于线性时不变系统，任意输入，输出时间响应。系统方程为状态方程时，可以得到状态轨迹。2 信号卷积，根据PPT中的实验2.2和2.3内容完成课堂练习，写出程序及运行结果。用Matlab实现卷积运算，其中，；对比说明信号分别输入系统时的输出有什么区别并分析原因。 p=0.01; nf=0:p:4;f=2*(

3、heaviside(nf)-heaviside(nf-2); nh=0:p:6; h=exp(-nh).*(nh0); y=conv(f,h); t=0:length(y)-1;subplot(3,1,1),stairs(nf,f);title(f(t);axis(0 6 0 2.1);subplot(3,1,2),plot(nh,h);title(h(t);axis(0 6 0 1.1);subplot(3,1,3),plot(0.01*t,y); title(y(t)=f(t)*h(t); p=0.01; nf=0:p:4;f=2*(heaviside(nf)-heaviside(nf-2

4、); nh=0:p:6; h=exp(-2*nh).*(2*nh0); y=conv(f,h); t=0:length(y)-1;subplot(3,1,1),stairs(nf,f);title(f(t);axis(0 6 0 2.1);subplot(3,1,2),plot(nh,h);title(h(t);axis(0 6 0 1.1);subplot(3,1,3),plot(0.01*t,y); title(y(t)=f(t)*h(t);区别：h（t）横轴缩短一半 y（t）纵轴横轴缩短一半原因：t扩大2倍 横轴缩短 其卷积缩小到原来的4倍 故纵轴缩小2倍3 系统的冲激响应和阶跃响应分析

5、已知二阶系统方程，（1）（2）（3）（4），根据不同情况下的实验结果分析系统参数变化时系统输出有什么变化规律。程序：R=input(电阻R=); % 以交互方式输入电阻R的值L=input(电感L=); % 以交互方式输入电阻L的值C=input(电容C=); % 以交互方式输入电阻C的值b=1/(L*C);a=1 R/L 1/(L*C);impulse(b,a);分析：电阻增大 峰值降低 曲线坡度变缓 电容变大 峰值变小 坡度变缓 电阻为0 发生错误4. 信号的频谱分析：根据PPT中程序2.6和2.7完成课堂作业，写出程序及运行结果。用Matlab分析信号以及的频谱。根据结果分析信号时域变化

6、与信号频谱变化间关系。关系；时域与频域成反比 m32.m： syms t w f ft; % 定义符号变量 f=sin(t)/t; %信号 ft=f*exp(-j*w*t); % 计算被积函数 F=int(ft,t,-2,2); % 计算傅立叶变换F(w) F=simple(F);F % 化简 subplot(2,1,1),ezplot(f,-2 2); % 绘制信号 axis(-3 3 0 1.1);title(sin(t)/t信号); subplot(2,1,2),ezplot(abs(F),-8:0.01:8);% 绘制信号的频谱 title(sin(t)/t信号的频谱); m32.m： syms t w f ft; % 定义符号变量 f=sin(2*t)/(2*t); %信号 ft=f*exp(-j*w*t); % 计算被积函数 F=int(ft,t,-2,2); % 计算傅立叶变换F(w) F=simple(F);F % 化简 subplot(2,1,1),ezplot(f,-2 2); % 绘制信号 axis(-3 3