实验3 线性时不变系统的时域分析及MATLAB实现.docVIP

. . 试 验 报 告 学 院：基础信息工程 系 别：电子信息工程 课程名称：信号与系统 姓 名：李太荣 学 号：2012311430 日 期：2014/ 实验（三）名称：线性时不变系统的时域分析及MATLAB实现 一、实验目的 （1）熟悉连续LTI系统在典型激励信号下的响应及其特征。 （2）掌握连续LTI系统单位冲激响应的求解方法。 （3）重点掌握用卷积法计算连续时间系统的零状态响应。 （4）熟悉MATLAB的相关函数的调用格式和作用。 （5）会用MATLAB对系统进行时域分析。 二、主要函数简介 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=impulse（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。 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全响应，sys必须是状态空间形式的系统函数，zi是系统的初始状态。 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0—n (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n1—n2 (n1 , n2必须为整数,且n1n2)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n1n2)离散时间范围内的单位序列响应的数值。 6．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]=filter(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 三、实验程序 （1）计算下述系统的冲激响应并比较其特性。 b=[1];a=[1 sqrt(2) 1]; sys=tf(b,a); t=0:0.1:10; y=impulse(sys,t); subplot(1,2,1); plot(t,y); xlabel(时间(t));ylabel(y(t));title(单位冲激响应); b=[2];a=[1 sqrt(2) 1]; sys=tf(b,a); t=0:0.1:10; y=impulse(sys,t); subplot(1,2,2); plot(t,y); xlabel(时间(t));ylabel(y(t));title(单位冲激响应); （2）已知某线性是不变系统的动态方程为 ,t0 系统的初始状态为 ，, 求系统的零状态响应及全响应并画出图形。 b=[2 3];a=[1 4 4]; sys=tf(b,a); t=0:0.1:10; x=sin(t); y=lsim(sys,x,t); subplot(1,2,1) plot(t,y); xlabel(时间(t));ylabel(y(t));title(零状态响应); b=[2 3];a=[1 4 4]; [A B C D]=tf2ss(b,a); sys=ss(A,B,C,D); t=0:0.