matlab任務(wù)書解讀

1、一、名稱：MATLAB編程簡介二、目的熟悉MATLAB編程環(huán)境，掌握Help命令、基本的變量類型、矩陣的基本運算、基本的繪圖函數(shù)和M-file的建立。三、內(nèi)容(一)例題例1、Help命令helpcoshelpplothelpabshelpexphelp+例2、變量和矩陣運算(1) MatrixThebasicvariabletypeM=3M=126M=126;467M13=M(1,3)size(M)(2) TheColonOperator(:)%CreatingArrayandVector%v=start:skip:endx1=0:2:10x2=0:1:10(orx=0:10)t=-1:0.2

2、:1%AccessingMatrixA=123;456;789A(2:3,1:2)x2(4:8)(3) MatrixOperations(A±B)A=234;698B=123;587C1=A+BC2=A-BC3=A-4(4) MatrixOperations(A*BA.*B)%A*BA=234;698B=12;35;87A*B%A.*BA=234;698B=123;587A.*B(5) MatrixOperations(B/A,AC,B./A,A.B)%B/AB*inv(A)%ACinv(A)*C%B./AB(i,j)/A(i,j)%A.BB(i,j)/A(i,j)(6) Matri

3、xOperations(Aand.A)%aOperationA=123;456;789b=AA2%.AOperationA=123;456;789b=A.A2(7) MatrixOperations(A'andA.')%A'共腕轉(zhuǎn)置a=1+2i3+4i;3+2i5+5ia，%A；非共腕轉(zhuǎn)置a.'例3、繪圖函數(shù)plot(x,y)，stem(k,y)%plot(x,y)x=0:0.01:2;y=sin(2*pi*x);plot(x,y)%stem(k,y)k=0:50;y=exp(-0.1*k);stem(k,y)例4、Mfile%y(t尸sin(2t)+sin(5

4、t)-2pi<t<2pit=-2*pi:0.02:2*pi;y=sin(2*t)+sin(5*t);plot(t,y)練習(xí)題1、基本命令helpplothelpcolonhelpopshelpzeroshelponespi*pi-10sin(pi/4)ansA2zz=3+4i;conj(zz)abs(zz)angle(zz)real(zz)imag(zz)2、ArrayIndexingxx=ones(1,4),2:2:11,zeros(1,3)xx(3:7)length(xx)xx(2:2:length(xx)xx(3:7)=pi*(1:5)3、用以下語句建立M-filet=-2:

5、0.05:3;y=sin(2*pi*0.789*t);plot(t,y),gridontitle('TESTPLOTofSINUSOID')xlabel('TIME(sec)')4、畫出以下信號的波形(-1<t<2)(用M-file實現(xiàn))x1(t)=2cos(2二t30)x2(t)=4cos(2二t-60)四、要求學(xué)生對實驗練習(xí)題編寫MATLAB程序并運行，在計算機上輸出仿真結(jié)果。一、名稱：常見信號的MATLAB表示二、目的掌握用MATLAB表示信號與系統(tǒng)中的常見信號，熟悉MATLAB中一些常用的信號生成函數(shù)。三、內(nèi)容(一)例題例1、畫圖表示指數(shù)信號

6、y=Aeat,A=1,a=-0.4MATLAB程序:%decayingexponentialsignalA=1;a=-0.4;t=0:0.01:10;ft=A*exp(a*t);plot(t,ft);gridon;運行結(jié)果:例2、畫圖表示正弦信號y=Asin儂0t+邛)，A=1,切0=2n,邛=n/6MATLAB程序:%sinusoidalsignalA=1;w0=2*pi;phi=pi/6;t=0:0.001:8;ft=A*sin(w0*t+phi);plot(t,ft);gridon;運行結(jié)果:例3、畫圖表示抽樣函數(shù)y=sin(m)/(nt)。(利用函數(shù)sinc(t)MATLAB程序:%s

7、amplefunctiont=-3*pi:pi/100:3*pi;ft=sinc(t/pi);plot(t,ft);gridon;運行結(jié)果:例4、畫圖表示矩形信號，設(shè)幅度A=1,寬度為W=2MATLAB程序:%rectangularpulsesignalt=0:0.001:4;T=1;ft=rectpuls(t-2叮,2叮)；plot(t,ft);gridon;axis(04-0.51.5);運行結(jié)果:1.5例5、畫圖表示周期形三角波信號，設(shè)幅度A=1,周期為W=2為斜度k=0.5MATLAB程序:%periodictriangularpulsesignalt=-5*pi:pi/10:5*pi

8、;x=sawtooth(t,0.5);plot(t,x);axis(-1616-1.51.5);gridon;例6、回圖表小指數(shù)序列y=Aak,A=1,a=-0.6MATLAB程序:%exponentialsequencek=0:10;A=1;a=-0.6;fk=A*a.Ak;stem(k,fk);gridon;運行結(jié)果:例7、畫圖表示單位樣值序列。MATLAB程序:%unitimpulsesequencek=-25:25;delta=zeros(1,25),1,zeros(1,25);stem(k,delta);運行結(jié)果:10.90.80.70.60.50.40.30.20.10-25-20

9、-15-10-50510152025例8、利用MATLAB畫出f(2t)和f(22t)的波形。MATLAB程序:%changedtriangularpulsesignalt=-3:0.001:3;ft1=tripuls(2*t,4,0.5);subplot(2,1,1);plot(t,ft1);title('f(2t)');gridon;ft2=tripuls(2-2*t),4,0.5);subplot(2,1,2);plot(t,ft2);title('f(2-2t)');gridon;運行結(jié)果:f)A=1 ,寬度為"t-3)的波例9、利用MATLA

10、B計算三角波信號的微分和積分。設(shè)三角波信號幅度W=4,斜度k=0.5。MATLAB程序:%functrifunctionfunctionyt=functri(t)yt=tripuls(t,4,0.5);%differentiationoftriangularsignalh=0.001;t=-3:h:3;y1=diff(functri(t)*(1/h);figure(1);plot(t(1:length(t)-1),y1);title('df(t)/dt');gridon;%integrationoftriangularsignalt=-3:0.1:3;forx=1:length

11、(t)y2(x)=quad('functri',-3,t(x);endfigure(2);plot(t,y2);axis(-33-0.52.5);title('Integraloff(t)');gridon;運行結(jié)果:df(t)/dt04_.2.5Integraloff(t)0.2021.5-0.2-0.41-0.6-0.80.50-1-3-2-10（二）練習(xí)題1,禾1用MATLAB23-3-2實現(xiàn)卜刻連續(xù)時間信號113(1) f(t六t-(t),取t=010;(2) f(t)=10sin(108t),取t=00.2(3) f(t尸Sa(nt)cos(20t),

12、取t=05(4) f(t)=4e-0.5tcost,取t=0102 .用tripuls函數(shù)畫出信號f(t)=(1-t|)>(t+1)-s(t-1)+(3-t)>(t-2)3 .(1)編寫表示信號f(t)=gi(t+0.5)+(1-1)乳t)8(t-1)-gi(t-1.5)的函數(shù)；(2)畫出f(t)、f(0.5t)、f(20.5t)的波形。4 .利用MATLAB實現(xiàn)下列離散序列(1) f(k)=、.k-1(2) f(k)=:k(3) f(k)=；k2-；k-5(4) f(k)=k；k(5) f(k)=5(0.8)kcos0.9二k5 .利用square函數(shù)畫出下式所示的離散周期方波序

13、列的波形。1f(k)=Ef0(k+10n),其中f0(k)=s(k)28(k-4)H-s(k-10)n-J6 .已知6列f(k)=-23(k+2)+5(k+1)+38(k廣3(k-1k-2卜3(k-3)+28(k-4)(1)用stem函數(shù)，畫出序列f(k)的波形；(2)畫出序列f(k+2)、序列f(k+4)的波形；(3)畫出序列f(%)、f(3k)的波形；(4)利用fliplr函數(shù)實現(xiàn)序列f(-k),并畫出波形。四、要求學(xué)生對實驗練習(xí)題編寫MATLAB程序并運行，在計算機上輸出仿真結(jié)果。MATLA跳程設(shè)計任務(wù)書（三）、名稱：連續(xù)時間系統(tǒng)時域分析的MATLAB實現(xiàn)二、目的掌握應(yīng)用MATLAB實現(xiàn)

14、對線性時不變連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析，即熟悉應(yīng)用MATLAB實現(xiàn)微分方程的求解、連續(xù)時間信號卷積計算等。三、內(nèi)容（一）例題例1、已知系統(tǒng)的輸入信號為f（t）=10sin2m,系統(tǒng)的初始狀態(tài)為零，系統(tǒng)的微分方程為d2y(t)dt22 dy(t)dt十 100y(t) = f (t),求 y(t)。MATLAB程序:%solutionofdifferentialequationts=0;te=5;dt=0.01;sys=tf(1,12100);t=ts:dt:te;f=10*sin(2*pi*t);y=lsim(sys,f,t);plot(t,y);xlabel('t(sec)');

15、ylabel('y(t)');gridon;運行結(jié)果:例2、某LTI系統(tǒng)的微分方程為y'(t)+3y'2y(t=)當(dāng)弋)由t已知e(t)=笠t),y(0J=1、y'(0J=3,求系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)MATLAB程序:%yzi=lsim(sys,f,t,x0);t=0:0.01:10;fzi=zeros(1,length(t);num=206;den=132;yi=1;3;a,b,c,d=tf2ss(num,den);sys_stat=ss(a,b,c,d);x0=inv(c;c*a)*yi;yzi=lsim(sys_stat,fzi,t,

16、x0);%yzs=lsim(sys,f,t);fzs=ones(1,length(t);yzi(t)2num=206;den=132;sys=tf(num,den);yzs=lsim(sys,fzs,t);%yallyall1=yzi+yzs;yall2=lsim(sys_stat,fzs,t,x0);subplot(3,1,1),plot(t,yzi);title('yzi(t)');subplot(3,1,2),plot(t,yzs);title('yzs(t)');subplot(3,1,3),plot(t,yall2);title('y(t)&#

17、39;);運行結(jié)果:10的沖激信號，求y(t)例3、在例1中，若輸入信號為強度為MATLAB程序:%impulseresponseofLTIsystemts=0;te=5;dt=0.01;sys=tf(10,12100);t=ts:dt:te;y=impulse(sys,t);piot(t,y);xlabel('t(sec)');ylabel('y(t)');gridon;運行結(jié)果:例4、在例1中，若輸入幅度為10的階躍信號，求y(t)MATLAB程序:%stepresponseofLTIsystemts=0;te=5;dt=0.01;sys=tf(10,121

18、00);t=ts:dt:te;y=step(sys,t);piot(t,y);xlabel('t(sec)');ylabel('y(t)');gridon;運行結(jié)果:例5、已知信號x(t)=%t)-t-2),y="t3)以t5),利用MATLAB計算x(t/y(t),并畫出卷積結(jié)果。MATLAB程序:%convolutionoftwosignalt=-1:0.01:6;T=1;ft1=rectpuls(t-1,2*T);subplot(3,1,1);plot(t,ft1);gridon;axis(-16-0.51.5);ylabel('x(t)

19、');ft2=rectpuls(t-4,2*T);subplot(3,1,2);plot(t,ft2);gridon;axis(-16-0.51.5);ylabel('y(t)')z=0.01*conv(ft1,ft2);t2=(0:length(z)-1)*0.01;subplot(3,1,3);plot(t2,z);gridon;axis(010-0.53);ylabel('x(t)*y(t)')運行結(jié)果:(二)練習(xí)題1 .已知一線性系統(tǒng)的微分方程為y(t)5y(t)6y；)-t()-t(1)試求該系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)y(t);(2)用lsim求出該系統(tǒng)

20、的零狀態(tài)響應(yīng)的數(shù)值解，并比較不同的抽樣間隔對數(shù)值解的影響。2 .已知一線性系統(tǒng)的微分方程為.2y()4dy()25y(t)=e(t)dt2dt求：(1)用impulse函數(shù)求該系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)；(2)用step函數(shù)求該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)。3 .下列系統(tǒng)分別為一階、二階、三階BW模擬低通濾波器，用impulse函數(shù)分別求出各系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)，并比較它們的特征。(1) y'(t)+y(t)=e(t)(2) y”(t)+V2y'(t)+y(t產(chǎn)e(t)(3) y飛t)+2y”(t)+2y'(t)+y(t)=e(t)4 .下列系統(tǒng)分別為BW模擬低通、高通、帶通、帶阻濾波器，

21、用impulse函數(shù)分別求出各系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)，并比較它們的特征(1) y”(t)+、5y(t)+y(t)=e(t)(2) y”(t)+V2y(t)+y(t)=e“(t)(3) y“(t)十y+y(t)=e'(t)(4) y“(t)+y(t)+y(t)=e“(t)+e(t)5 .已知某LTI連續(xù)系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)h(t)和各激勵信號e(t)的波形如下圖所示，試求該系統(tǒng)對各激勵信號的零狀態(tài)響應(yīng)。改變j體會不同的七對卷積結(jié)果的影響。,h(t)ei(t)o2ro2t/ e2(t)1 -012 t6 .已知某連續(xù)時間系統(tǒng)的微分方程為yt4yt3yt=2ftftf(t)=4,y(0_)=1,y

22、'(0_)=2,求系統(tǒng)零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)，并畫出相應(yīng)波形7 .某線性時不變系統(tǒng)的微分方程為y(t)3y(t)2y(t)=e(t)3e(t)已知e(t)=8(t),y(0J=1、y'(0J=3,求系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)四、要求學(xué)生對實驗練習(xí)題編寫MATLAB程序并運行，在計算機上輸出仿真結(jié)果。MATLA跳程設(shè)計任務(wù)書（四）一、名稱：連續(xù)時間系統(tǒng)頻域分析的MATLAB實現(xiàn)二、目的掌握應(yīng)用MATLAB實現(xiàn)對線性時不變連續(xù)時間系統(tǒng)的頻域分析，掌握應(yīng)用MATLAB近似計算和繪制信號的頻譜、連續(xù)時間系統(tǒng)的頻率響應(yīng)（幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)）。三、內(nèi)容（一）例題例1、利用

23、MATLAB畫出下圖所示的周期三角波信號的頻譜。-4jsin(nn=0經(jīng)計算，該周期三角波信號的傅立葉級數(shù)系數(shù)為F(n)=4n2n2(2)n00n=0MATLAB程序:%frequencyspectrumofperiodictriangularsignalN=10;n1=-N:-1;f1=-4竽sin(n1*pi/2)/piA2./n1A2;%計算n=-N到1時的傅立葉級數(shù)系數(shù)f0=0;%計算n=0時的傅立葉級數(shù)系數(shù)n2=1:N;f2=-4*j*sin(n2*pi/2)/piA2./n2A2;%計算n=1到N時的傅立葉級數(shù)系數(shù)fn=f1f0f2;n=-N:N;subplot(2,1,1);st

24、em(n,abs(fn);ylabel('Fn的幅度')；subplot(2,1,2);stem(n,angle(fn);ylabel('Fn的相位');xlabel('omega八omega_0');運行結(jié)果:2 fI,.CC(' 1 Gj>,Q"1 . 位 相 。一 n勺 C-1 - *,*>3i-2 E11111CEE:-10-8-6-4-20246810 /-0度幅的b例2、利用MATLAB采用數(shù)值方法近似計算三角波信號f(t)=11Tti1t區(qū)1的頻譜。0|t|1MATLAB程序:%example2的函數(shù)f

25、unctiony=sf1(t,w)y=(abs(t)<=1).*(1-abs(t).*exp(-j*w*t);%Frequencyspectrumoftriangularsignalusingquad8functionw=linspace(-6*pi,6*pi,512);N=length(w);F=zeros(1,N);fork=1:NF(k尸quadl(sf1,-1,1，口,w(k);endfigure(1);plot(w,real(F);xlabel('omega');ylabel('F(jomega)');title('三角波信號近似頻譜&#

26、39;);figure(2);plot(w,real(F)-sinc(w/2/pi).A2);%這里的sinc函數(shù)值即為理論計算結(jié)果xlabel('omega');ylabel('error');title('計算誤差');運行結(jié)果:0.4三角波信號近似頻譜計算誤差0.8-0.50.60.2-0.2-3.5-9x 10 05-1-1.5-2-2.5-3例3、某連續(xù)線性系統(tǒng)的頻率響應(yīng)為：H(j0) =32(j )32(j )2 2(j ) 1禾I用MATLAB畫出該系統(tǒng)的幅頻響應(yīng)|H(js)|和相頻響應(yīng)小)。MATLAB程序:%frequencyr

27、esponseofasystemb=1;a=1,2,2,1;w=linspace(0,5,200);H=freqs(b,a,w);subplot(2,1,1);plot(w,abs(H);set(gca,'xtick',012345);set(gca,'ytick',00.40.7071);xlabel('omega(rad/s)');ylabel('|H(jomega)|');gridon;subplot(2,1,2);plot(w,angle(H);set(gca,'xtick',012345);xlabel(

28、'omega(rad/s)');ylabel('phi(rad)');gridon;運行結(jié)果:(二)練習(xí)題MATLAB求出由前N次-2-0.5 0 0.52t1.求下圖所示周期矩形脈沖信號的傅立葉級數(shù)表示式。并用 諧波合成的信號近似波形。周期矩形脈沖信號qQ2 .方波信號如上圖所示，求該方波信號f(t)=£gi(t-2n)的幅度譜，并畫出幅度譜n二二二分別取To=2e,4"8e,討論周期To與頻譜的關(guān)系。3 .利用MATLAB采用數(shù)值方法近似計算矩形脈沖信號f(t)=w(t+1)-名(t-1)的頻譜，畫出幅度譜、相位譜。4.信號fi(t)和f

29、2(t)如下圖所示。(1) 取 t=0:0.05:2.5,畫出 f (t) = fi + f2(t)cos(50t)的波形。(2) 一系統(tǒng)的H(j為:H(j )=104(j)426.131(j)33.4142102j)22.6131103'10用freqs畫出H(j。)幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)曲線。(3)用lsim函數(shù)求出信號f(t)和f(t)cos(50t)通過上述系統(tǒng)的響應(yīng)必和y2，并根據(jù)理論知識解釋所得的結(jié)果四、要求學(xué)生對實驗練習(xí)題編寫MATLAB程序并運行，在計算機上輸出仿真結(jié)果。MATLA跳程設(shè)計任務(wù)書(五)一、名稱：連續(xù)時間系統(tǒng)復(fù)頻域分析的MATLAB實現(xiàn)二、目的掌握用MATLA

30、比現(xiàn)連續(xù)時間系統(tǒng)S域分析中的零極點求解、拉氏變換及反拉氏變換、由系統(tǒng)函數(shù)求沖激響應(yīng)、頻率響應(yīng)等。三、內(nèi)容(一)例題例1、用部分分式展開法求F(s)的Laplace反變換：F(s)=3s+；s34s23sMATLAB程序:%inverseLaplacetransformbypartial-fractionexpansionformatrat;%將分?jǐn)?shù)以近似的小整數(shù)之比的形式顯示num=12;den=1430;r,p=residue(num,den)%r,p均為列向量運行結(jié)果:r=-1/6-1/22/3-3即,-10由程序已算出112r=-,-,-,p=-3,-1,0,6232/3-1/2-1/6

31、F(s)=一十+,ss1s3反變換為f(t)=2u(t)-e-tu(t)-etu(t)326例2、用部分分式展開法求F(s)的Laplace反變換：F(s)s23s(s1)MATLAB程序:%inverseLaplacetransformusingconvfunctionandpartial-fractionexpansionnum=1-2;a=conv(10,11);b=conv(11,11);den=conv(a,b);r,p=residue(num,den)%r,p均為列向量%第二種解法%inverseLaplacetransformusingpolyfunctionandpartial

32、-fractionexpansionnum=1-2;den=poly(0,-1,-1,-1);r,p=residue(num,den)%r,p均為列向量運行結(jié)果:r=223- 2P=- 1- 1-10即，用程序可算出r'=2,232,p,=1,_1,1,0,2232貝(JF(s)=+3+,s1(s1)2(s1)3s反變換為f(t)=(2e,2te1.5t2e,-2)u(t)例3、用部分分式展開法求F(s)的Laplace反變換:F(s)=2s3 3s25(s 1)(s2 s 2)MATLAB程序:%inverseLaplacetransformbypartial-fractionexp

33、ansionnum=2305;den=conv(11,112);r,p,k=residue(num,den)%r,p均為列向量angle,mag=cart2Pol(real(r),imag(r)運行結(jié)果:r=-2+2024/1785i-2-2024/1785i3p=-1/2+1012/765i-1/2-1012/765i-1k=2angle=1972/751-1972/7510mag=7895/34347895/34343即，用程序可算出r=-2.0000+1.1339i,-2.0000-1.1339i,3.0000,p=-0.5000+1.3229i,-0.5000-1.3229i,-1.0

34、000,k=2angle=2.6258,-2.6258,0,mag=2.2991,2.2991,3.0000所以3-2-1.1339i-21.1339i32.2991e26258i2.2991e2.6258iF(s)=22s1s0.51.3229is0.5-1.3229is1s0.51.3229is0.5-1.3229if(t)=2、(t)3eJu(t)4.5982eJ.5tcos(1.3229t2.6258)u(t)例4、分別利用MATLAB中的laplace和ilaplace函數(shù)求：(1)f(t)=e，sin(at)u(t)的2Laplace變換；(2)F(s)=二一的Laplace反變換

35、。s1MATLAB程序:%(1)Laplacetransformusinglaplacefunctionf=sym('exp(-t)*sin(a*t)');F=laplace(f)%(2)InverseLaplacetransformusingilaplacefunctionF=sym('sA2/(sA2+1)');ft=ilaplace(F)運行結(jié)果：F=a/(s+1)A2+aA2)ft=Dirac(t)-sin(t)即，結(jié)果為F=a/(s+1)A2+aA2),ft=Dirac(t)-sin(t),即f(t)=&(t)-sin(t)u(t)例5、已知系

36、統(tǒng)函數(shù)為H(s)=2sT，利用MATLAB求出該系統(tǒng)的零極點，并畫52 2s2出零極點分布圖。MATLAB程序:%pole-zeromapofH(s)usingplotfunctionb=1-1;a=122;zs=roots(b);ps=roots(a);plot(real(zs),imag(zs),'o',real(ps),imag(ps),'kx','markersize',12);axis(-22-22);i例6、已知系統(tǒng)函數(shù)為H(s)=2,利用MATLAB回出該系統(tǒng)的零極點分53 2s22s1布圖；求出該系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)h(t)的幅頻響

37、應(yīng)，并判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定。MATLAB程序:%impulseresponse,amplitudefrequencyresponseandstabilityanalysis%ofLTIH(s)num=1;den=1221;sys=tf(num,den);poles=roots(den);figure(1);pzmap(sys);t=0:0.02:10;h=impulse(num,den,t);figure(2);plot(t,h);xlabel('t(s)');ylabel('h(t)');title('ImpulseResponse');H,w=f

38、reqs(num,den);figure(3);plot(w,abs(H);xlabel('ang.freq.omega(rad/s)');ylabel('|H(jomega)|');title('MagnitudeResponse');運行結(jié)果:Pole-Zero Map.-bxA wya uya n0.80.60.40.20-0.2-0.4-0.6-0.8-1 1-1.4-1.2-1-0.8-0.6-0.4-0.2Impulse Response 0.450.40.350.30.250.20.150.10.050-0.050123456789

39、10t(s)Real AxisMagnitude Response10.90.80.70.6)H950.40.30.20.1012345678910ang.freq.(rad/s)(二)練習(xí)題residue求出F(s)的部分分式展開式，并寫1、已知連續(xù)時間信號的S域表示式，試用出f(t)的表達(dá)式(f(t)要寫成實數(shù))：(1)Fs=41.6667s3.7444s25.7604s41.6667(2)Fsi：-2s5s5s252、已知系統(tǒng)函數(shù)為H(s)=1，試分別畫出a=0,14,1,2時系統(tǒng)的零極點圖s2，s1如果系統(tǒng)是穩(wěn)定的，畫出系統(tǒng)的幅度響應(yīng)曲線。一，s+23、已知F(s2,回出該系統(tǒng)的零極點

40、分布圖，求出系統(tǒng)的沖激響應(yīng)、s32s22s1階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)。4、已知系統(tǒng)函數(shù)H(s)的零極點分布如下圖所示，討論它們分別是哪種濾波器(低通、帶通、高通、帶阻)。(提示：根據(jù)零極點的位置設(shè)零極點的數(shù)值)j«Aj切木j®八(2)井口K一V?一9?j®Ajs八s-25、用函數(shù)laplace和ilaplace求變換：(1)求F(s)=3的反變換，(2)求f(t)=e"*sint的正變換(1)2.00002.00003.0000-2.0000-1.0000-1.0000-1.00000(2)F=1/(s+1)A2+1)四、要求學(xué)生對實驗練習(xí)題編寫MATLAB程

41、序并運行，在計算機上輸出仿真結(jié)果。MATLA跳程設(shè)計任務(wù)書(六)一、名稱：離散時間系統(tǒng)時域分析的MATLAB實現(xiàn)二、目的掌握用MATLAB實現(xiàn)離散時間系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)、沖激響應(yīng)、階躍響應(yīng)、卷積和的求解等。三、內(nèi)容(一)例題例1、受噪聲干擾的信號為f(k)=s(k)+d(k),其中s(k)=(2k)0.9k是原始信號，d(k)是噪M1聲。已知M點滑動平均系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系為：y(k)=£f(k-n)0試用MATLAB編程M實現(xiàn)M點滑動平均系統(tǒng)對噪聲干擾的信號去噪。提示：噪聲信號可用MATLAB中的rand函數(shù)產(chǎn)生，將其疊加在原始信號上，即得到受噪聲干擾的輸入信號f(k)。MATLAB程

42、序:%signalsmoothingbymovingaveragefilterR=51;%lengthofinputsignal%generate(-0.5,0.5)uniformlydistributedrandomnumbersd=rand(1,R)-0.5;k=0:R-1;s=2*k.*(0.9.Ak)；f=s+d;figure(1)；plot(k,d,'r-，k,s,'b:',k,f,'k-');xlabel('Timeindexk');legend('dk','sk','fk');

43、M=5;b=ones(M,1)/M;a=1;y=filter(b,a,f);figure(2);plot(k,s,'b:',k,y,'r-');xlabel('Timeindexk');legend('sk','yk');運行結(jié)果：876543210-105101520253035404550Time index k例2、某離散系統(tǒng)的差分方程為Time index ky(k) -2y(k -1) 2y(k -2) = e(k)丸e(k) = cos(k -), y( -1) = 0, y( -2) = 0.5 ,求

44、系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)MATLAB 程序:% yzi = filter(b,a,f,zi) ; zi = filtic(b,a,y01);k = 0:10; fzi = zeros(1,length(k);b = 1; a = 1 -2 2; y01 = 0,-0.5;zi = filtic(b,a,y01);yzi = filter(b,a,fzi,zi);% yzs = filter(b,a,f)fzs = cos(pi.*k/2)yzs = filter(b,a,fzs);% yallyall1 = yzi + yzs;yall2 = filter(b,a,fzs,zi)

45、;subplot(3,1,1),stem(k,yzi); title('yzi(k)');subplot(3,1,2),stem(k,yzs); title('yzs(k)');subplot(3,1,3),stem(k,yall2); title('y(k)');運行結(jié)果:yzi(k)y(k)6040200-2012345678910例3、用impz函數(shù)求下列離散時間系統(tǒng)的單位樣值響應(yīng)h(k), h(k)=_(_1)k +2(-2)k, k 之0 進(jìn)行比較。y(k)+3y(k1)+2y(k 2) = f(k)MATLAB 程序: %impuls

46、e response of discrete systemk=0:10;a=1,3,2;b=1;h=impz(b,a,k);subplot(2,1,1);stem(k,h);title('單位樣值響應(yīng)的近似值');grid on;hk=-(-1)Ak+2*(-2)Ak;subplot(2,1,2);stem(k,hk);title('單位樣值響應(yīng)的理論值');grid on;并與理論值運行結(jié)果:單位樣值響應(yīng)的近似值單 位樣值 響應(yīng)的 理論值例4、已知序列x(k)=1,2,3,4;n=0,1,2,3,y(k尸1,1,1,1,1;n=0,1,2,3,4,利用MATL

47、AB計算x(k)*y(k),并畫出卷積結(jié)果。MATLAB程序:%convolutionoftwosequencesx=1,2,3,4;y=1,1,1,1,1;z=conv(x,y);subplot(3,1,1);stem(0:length(x)-1,x);ylabel('x(k)');subplot(3,1,2);stem(0:length(y)-1,y);ylabel('y(k)');subplot(3,1,3);stem(0:length(z)-1,z);ylabel('x(k)*y(k)');xlabel('k');運行結(jié)果

48、:010.5010(二)練習(xí)題1 .已知f(k)=±f(N1kh(k)=±h(N1k),用conv函數(shù)計算f(k)*h(k),并總結(jié)f(k)*h(k的類型。(提示：自己構(gòu)造滿足條件的兩個序列)2 .利用impz函數(shù)，計算系統(tǒng)y(k)0.7yk-1-0.45yk-2-0.6yk-3)=0.8fk-0.44fk-10.36fk-20.02fk-3的單位脈沖響應(yīng)，并畫出前31點的圖。3 .利用filter函數(shù)，求出系統(tǒng)(1) y(k)-1.85yk-10.85yk-2=fk(2) y(k)-1.845yk-10.850586yk-2=fk的單位脈沖響應(yīng)，并判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定。4 .

49、已知離散時間系統(tǒng)的差分方程為2y(k)-y(k-1)-3y(k-2)-2f(k)-f(k-1)f(k)=0.5k；(k),y(-1)=1,y(-2)=3,試用filter函數(shù)求系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)。四、要求學(xué)生對實驗練習(xí)題編寫MATLAB程序并運行，在計算機上輸出仿真結(jié)果。MATLA跳程設(shè)計任務(wù)書(七)一、名稱：離散時間系統(tǒng)Z域分析的MATLAB實現(xiàn)二、目的掌握用MATLAB實現(xiàn)離散時間系統(tǒng)Z域分析中的零極點求解、Z變換及反Z變、由系統(tǒng)函數(shù)求沖激響應(yīng)、頻率響應(yīng)等。三、實驗內(nèi)容(一)例題例1、利用MATLAB計算F(z)=18,三的部分分式展開式。183z-4z-zMATLAB

50、程序:%Partial-fractionexpansionofF(z)num=18;den=183-4-1;r,pk=residuez(num,den)%r,p為歹！J向量運行結(jié)果:0.36000.24000.4000P=0.5000-0.3333-0.3333k=即，由程序已算出r=0.3600,0.2400,0.4000,p=0.5000,-0.3333,-0.33331,k=口所以有e，"0.241 0.3333z十0.4(1 0.3333z,)212-3例2、已知一離散因果LTI系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)為：h("i_oH'l求該系統(tǒng)的零極點。2說明：先將系統(tǒng)改與為：“

51、Jv+o,然后用tf2zp函數(shù)求系統(tǒng)的零極點。MATLAB程序:%zerosandpolesofH(z)b=121;a=1-0.5-0.0050.3;r,pk=tf2zp(b,a)%r,p為列向量，求零極點zplane(b,a);運行結(jié)果:r=-1-10.5198+0.5346i0.5198-0.5346i-0.5396k=1求出的零點為：z=-1(2階)，z=0;極點為：z=0.5198±0.5346i,z=-0.5396零極點圖如下：Real Partma Pn例3、利用MATLAB畫出a=卻.9時F(e%=二的幅度頻譜。1re-jMATLAB程序:%amplitudefrequ

52、encyspectrumofasequenceb=1;a1=1-0.9;a2=10.9;w=linspace(0,2*pi,512);%線性均分0到2pi的間隔，共512個點h1=freqz(b,a1,w);h2=freqz(b,a2,w);plot(w/pi,abs(h1),w/pi,abs(h2),'k:');xlabel('Omega八pi');legend('alpha=0.9','alpha=-0.9');運行結(jié)果:12IEIIIII_HJa0.9一a-0.910.r8.6IFI4.r1/IMATLAB程序:%Impulseresponse,amplitudefrequencyresponseandstabilityanalysisof%LTIH(z)b=0121;a=1-0.5-0.0050.3;figure(1);zplane(b,a);num=0121;den=1-0.5-0.0050.3;h=impz(num,den)figure(2);stem(h);xlabel('k');ylabel('h(k)');title('ImpulseResponse');H,w=freqz(num,den);figure(3);plot(w/pi,abs(