基于matlab的信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

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1、基于Matlab的信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)一連續(xù)時(shí)間信號(hào)在Matlab中的表示一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)會(huì)運(yùn)用Matlab表示常用連續(xù)時(shí)間信號(hào)的方法2、觀察并熟悉這些信號(hào)的波形和特性二、實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)例分析1、信號(hào)的定義與分類2、如何表示連續(xù)信號(hào)？連續(xù)信號(hào)的表示方法有兩種；符號(hào)推理法和數(shù)值法。從嚴(yán)格意義上講，Matlab數(shù)值計(jì)算的方法不能處理連續(xù)時(shí)間信號(hào)。然而，可利用連續(xù)信號(hào)在等時(shí)間間隔點(diǎn)的取樣值來近似表示連續(xù)信號(hào)，即當(dāng)取樣時(shí)間間隔足夠小時(shí)，這些離散樣值能被Matlab處理，并且能較好地近似表示連續(xù)信號(hào)。3、Matlab提供了大量生成基本信號(hào)的函數(shù)。如：（1）指數(shù)信號(hào)：K*exp(a*t)（2）正弦信號(hào)

2、：K*sin(w*t+phi)和K*cos(w*t+phi)（3）復(fù)指數(shù)信號(hào)：K*exp((a+i*b)*t)（4）抽樣信號(hào)：sin(t*pi)注意：在Matlab中用與Sa(t)類似的sinc(t)函數(shù)表示，定義為：（5）矩形脈沖信號(hào)：rectpuls(t,width)（6）周期矩形脈沖信號(hào)：square(t,DUTY)，其中DUTY參數(shù)表示信號(hào)的占空比DUTY%，即在一個(gè)周期脈沖寬度（正值部分）與脈沖周期的比值。占空比默認(rèn)為0.5。（7）三角波脈沖信號(hào)：tripuls(t,width,skew)，其中skew取值范圍在-1~+1之間。（8）周期三角波信號(hào)：sawtooth(t,width

3、)（9）單位階躍信號(hào)：y=(t>=0)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容直流及上述9個(gè)信號(hào)2、程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）利用Matlab命令畫出下列連續(xù)信號(hào)的波形圖。（a）（b）（c）（2）利用Matlab命令畫出復(fù)信號(hào)的實(shí)部、虛部、模和輻角。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、格式：實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)思考等2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)部分源代碼及運(yùn)行結(jié)果圖示。實(shí)驗(yàn)二連續(xù)時(shí)間信號(hào)在Matlab中的運(yùn)算一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)會(huì)運(yùn)用Matlab進(jìn)行連續(xù)時(shí)間信號(hào)的時(shí)移、反褶和尺度變換；2、學(xué)會(huì)運(yùn)用Matlab進(jìn)行連續(xù)時(shí)間信號(hào)微分、積分運(yùn)算；3、學(xué)會(huì)運(yùn)用Matlab進(jìn)行連續(xù)時(shí)間信號(hào)相加、相乘運(yùn)算

4、；4、學(xué)會(huì)運(yùn)用Matlab進(jìn)行連續(xù)時(shí)間信號(hào)卷積運(yùn)算。二、實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)例分析1、信號(hào)的時(shí)移、反褶和尺度變換信號(hào)的平移、反轉(zhuǎn)和尺度變換是針對(duì)自變量時(shí)間而言的，其數(shù)學(xué)表達(dá)式和波形變換中存在著一定的變化規(guī)律。從數(shù)學(xué)表達(dá)式上來看，信號(hào)的上述所有計(jì)算都是自變量的替換過程。所以在使用Matlab進(jìn)行連續(xù)時(shí)間信號(hào)的運(yùn)算時(shí)，只需要進(jìn)行相應(yīng)的變量代換即可完成相關(guān)工作。2、連續(xù)時(shí)間信號(hào)的微分和積分符號(hào)運(yùn)算工具箱有強(qiáng)大的積分運(yùn)算和求導(dǎo)功能。連續(xù)時(shí)間信號(hào)的微分運(yùn)算，可使用diff命令函數(shù)來完成，其語句格式為：diff(function,‘variable’,n)其中，function表示需要進(jìn)行求導(dǎo)運(yùn)算的函數(shù)，或者被

5、賦值的符號(hào)表達(dá)式；variable為求導(dǎo)運(yùn)算的獨(dú)立變量；n為求導(dǎo)階數(shù)，默認(rèn)值為一階導(dǎo)數(shù)。連續(xù)時(shí)間信號(hào)積分運(yùn)算可以使用int命令函數(shù)來完成，其語句格式為：int(function,‘variable’,a,b)其中，function表示被積函數(shù)，或者被賦值的符號(hào)表達(dá)式；variable為積分變量；a為積分下限，b為積分上限，a和b默認(rèn)時(shí)則求不定積分。3、信號(hào)的相加和相乘運(yùn)算信號(hào)的相加和相乘是信號(hào)在同一時(shí)刻取值的相加和相乘。因此Matlab對(duì)于時(shí)間信號(hào)的相加和相乘都是基于向量的點(diǎn)運(yùn)算。4、連續(xù)信號(hào)的卷積運(yùn)算卷積積分是信號(hào)與系統(tǒng)時(shí)域分析的重要方法之一。定義為：Matlab進(jìn)行卷積計(jì)算可通過符號(hào)運(yùn)算

6、方法和數(shù)值計(jì)算方法實(shí)現(xiàn)。（1）Matlab符號(hào)運(yùn)算法求連續(xù)信號(hào)卷積從卷積定義出發(fā)，可以利用Matlab符號(hào)運(yùn)算法求卷積積分，但要注意積分變量和積分限的選取。例：試用Matlab符號(hào)運(yùn)算法求卷積y(t)=[u(t)-u(t-1)]*[u(t)-u(t-1)]。（2）Matlab數(shù)值計(jì)算法求連續(xù)信號(hào)的卷積例：試用Matlab數(shù)值計(jì)算法求信號(hào)和的卷積。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、已知信號(hào)的波形（課本P11例題），畫出的波形圖。2、使用微分命令求關(guān)于變量x的一階導(dǎo)數(shù)；使用積分命令計(jì)算不定積分，定積分。3、已知，使用命令畫出兩信號(hào)和及兩信號(hào)乘積的波形圖。其中，4、四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、格式：實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)

7、原理、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（上述4部分代碼及結(jié)果圖形）、實(shí)驗(yàn)思考等。實(shí)驗(yàn)三連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)的時(shí)域分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)會(huì)使用符號(hào)法求解連續(xù)系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)2、學(xué)會(huì)使用數(shù)值法求解連續(xù)系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)3、學(xué)會(huì)求解連續(xù)系統(tǒng)的沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)二、實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)例分析1、連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)的符號(hào)求解連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)可以使用常系數(shù)微分方程來描述，其完全響應(yīng)由零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)組成。MATLAB