线性系统的时域分析及Matlab实现.pptx

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1、会计学1线性系统的时域分析及线性系统的时域分析及Matlab实现实现21.1.信号的表示及可视化2.2.信号的时域运算及变换3.3.线性系统的时域分析4.4.连续系统的冲激响应、阶跃响应5.5.离散系统的单位响应6.6.连续系统的响应第1页/共49页31.信号的表示及可视化信号的表示及可视化1.11.1连续时间信号连续时间信号n n向量表示法向量表示法 t=-10:0.15:10;f=sin(t)./t;plot(t,f);title(f(t)=Sa(t)xlabel(t)axis(-10,10,-0.4,1.1)第2页/共49页4n n符号向量表示法符号向量表示法 f=sym(sin(pi/

2、4*t);ezplot(f,-16,16)第3页/共49页5单位阶跃信号单位阶跃信号t=-1:0.01:3;f=heaviside(t);plot(t,f)axis(-1 3-0.2 1.2)第4页/共49页6f=sym(heaviside(t+3)-2*heaviside(t);ezplot(f,-5,4);hold on,plot(0,0,-1,1);axis(-5,4,-1.1 1.1);hold off第5页/共49页7t=0:0.05:3;f=exp(-1.5*t);plot(t,f);axis(0,3,0,1.2)第6页/共49页8单位冲击信号单位冲击信号function chon

3、gji(t1,t2,t0)dt=0.01;t=t1:dt:t2;n=length(t);x=zeros(1,n);x(1,(-t0-t1)/dt+1)=1/dt;stairs(t,x);axis(t1,t2,0,1.2/dt)chongji(-1,5,0)第7页/共49页91.2 1.2 离散时间信号离散时间信号 k=-3,-2,1,0,1,2,3;f=1,2,-1,3,2,4,-1;stem(k,f,filled),axis(-4,4,-1.5,4.5)第8页/共49页10单位采样序列单位采样序列function x,n=mm601_1(n0,n1,n2)%x(n)=delta(n-n0);

4、n1=n=n2%-%x,n=mm601_1(n0,n1,n2)n=n1:n2;x=(n-n0)=0;stem(n,x)xlabel(n)ylabel(x(n)title(Delta Sequence);gridx,n=mm601_1(0,-10,10);第9页/共49页11单位阶跃序列单位阶跃序列 function x,n=mm602(n0,n1,n2)%x(n)=u(n-n0);n1=n=0;stem(n,x)xlabel(n)ylabel(x(n)title(Delta Sequence);gridx,n=mm602(0,-10,10);第10页/共49页12实指数序列实指数序列实指数序列

5、实指数序列 x,n=mm603(0.8,0,10);function x,n=mm603(a,n1,n2)%x(n)=an;n1=n=n2%-%x,n=mm603(a,n1,n2)n=n1:n2;x=a.n;stem(n,x)xlabel(n)ylabel(x(n)title(Delta Sequence);grid第11页/共49页13正余弦序列正余弦序列正余弦序列正余弦序列 x,n=mm605(3,0.5,pi/3,0,10);function x,n=mm605(a,b,c,n1,n2)%x(n)=asin(b*pi*n+c);%n1=n=min(n1)&(n=min(n2)&(n=mi

6、n(n1)&(n=min(n2)&(n f1=ones(1,3);f2=0:3;f=conv(f1,f2)f=0 1 3 6 5 3第24页/共49页26function f,k=dconv(f1,f2,k1,k2)%The function of compute f=f1*f2;%f:卷积和序列f(k)对应的非零样值向量%k:序列f(k)的对应序号向量%f1:序列f1(k)非零样值向量%f2:序列f2(k)非零样值向量%k1:序列f1(k)的对应序号向量%k2:序列f2(k)的对应序号向量第25页/共49页27f=conv(f1,f2);%计算序列f1(k)和f2(k)的卷积和fk0=k1(

7、1)+k2(1);%计算序列f非零样值的起点位置k3=length(f1)+length(f2)-2;%计算卷积和f的非零样值的宽度k=k0:k0+k3;subplot(2,2,1);stem(k1,f1);%在子图1绘制序列f1(k)的波形图title(f1(k);xlabel(k);ylabel(f1(k);subplot(2,2,2);stem(k2,f2);%在子图2绘制序列f2(k)的波形图title(f2(k);xlabel(k);ylabel(f2(k);subplot(2,2,3);stem(k,f);%在子图3绘制序列f(k)的波形图title(f1(k)和f2(k)的卷积)

8、;xlabel(k);ylabel(f(k);h=get(gca,position);h(3)=2.5*h(3);set(gca,position,h);%将第三个子图的横坐标范围2.5倍第26页/共49页28f1=1 2 1;k1=-1 0 1;f2=ones(1,5);k2=-2:2;f,k=dconv(f1,f2,k1,k2);第27页/共49页293.2 连续时间信号卷积连续时间信号卷积第28页/共49页30function f,k=sconv(f1,f2,k1,k2,p)%The function of compute f=f1*f2;%f:卷积和序列f(t)对应的非零样值向量%k:

9、序列f(t)的对应序号向量%f1:序列f1(t)非零样值向量%f2:序列f2(t)非零样值向量%k1:序列f1(t)的对应序号向量%k2:序列f2(t)的对应序号向量%p:取样时间间隔第29页/共49页31f=conv(f1,f2);%计算序列f1(t)和f2(t)的卷积和ff=f*p;k0=k1(1)+k2(1);%计算序列f非零样值的起点位置k3=length(f1)+length(f2)-2;%计算卷积和f的非零样值的宽度k=k0:p:k0+k3*p;subplot(2,2,1);plot(k1,f1);%在子图1绘制序列f1(t)的波形图title(f1(t);xlabel(t);yl

10、abel(f1(t);subplot(2,2,2);plot(k2,f2);%在子图2绘制序列f2(k)的波形图title(f2(t);xlabel(t);ylabel(f2(t);subplot(2,2,3);plot(k,f);%在子图3绘制序列f(k)的波形图title(f1(t)和f2(t)的卷积）);xlabel(t);ylabel(f(t);第30页/共49页32p=0.01;k1=-1:p:1;f1=ones(1,length(k1);k2=-1:p:1;f2=ones(1,length(k2);f,k=sconv(f1,f2,k1,k2,p);第31页/共49页33p=0.01

11、;k1=0:p:2;f1=0.5*k1;k2=k1;f2=f1;f,k=sconv(f1,f2,k1,k2,p);第32页/共49页344.连续系统的冲激响应、阶跃响连续系统的冲激响应、阶跃响应应第33页/共49页35a=2 3 6b=1 0 1Matlab连续线性系统的表示第34页/共49页36冲激响应冲激响应n nimpulseimpulse函数函数a=1 5 6;b=3 2;impulse(b,a)第35页/共49页37a=1 5 6;b=3 2;impulse(b,a,10)第36页/共49页38阶跃响应阶跃响应n nstepa=1 5 6;b=3 2;step(b,a)第37页/共4

12、9页39a=1 5 6;b=3 2;step(b,a,10)第38页/共49页405.离散系统的单位响应离散系统的单位响应第39页/共49页41离散系统的描述离散系统的描述a=1-1-2b=1a=1 0-8b=1-1第40页/共49页42单位响应单位响应impz()a=1-1 0.9;b=1;impz(b,a)第41页/共49页43a=1-1 0.9;b=1;impz(b,a,60)第42页/共49页446.连续系统的响应连续系统的响应lsim()filter()第43页/共49页45a=1 2 1;b=1 2;p=0.01;t=0:p:5;x=exp(-2*t);lsim(b,a,x,t);

13、第44页/共49页46a=1-0.25 0.5;b=1 1;t=0:20;x=(1/2).t;y=filter(b,a,x);subplot(2,1,1);stem(t,x)title(input);subplot(2,1,2);stem(t,y);title(output);第45页/共49页47上级作业上级作业1.绘出f1(t)*f2(t)的波形2.绘出f1(k)*f2(k)的波形第46页/共49页483.求系统在0-10秒内的冲激响应和阶跃响应的数值解，并绘出波形5.求系统在0-20时间采样内的单位响应的数值解，并绘出波形4.求系统在激励信号f(t)的作用的零状态响应，并绘出波形6.求系统在激励信号f(k)的作用的零状态响应，并绘出波形第47页/共49页49实验报告格式实验报告格式n n题目要求n n代码n n结果n n图形第48页/共49页