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《系統(tǒng)響應(yīng)及系統(tǒng)穩(wěn)定性》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、文電072-1班200790511115張雪倩實(shí)驗(yàn)一：系統(tǒng)響應(yīng)及系統(tǒng)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握求系統(tǒng)響應(yīng)的方法。（2）掌握時域離散系統(tǒng)的時域特性。（3）分析、觀察及檢驗(yàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)原理與方法在時域中，描寫系統(tǒng)特性的方法是差分方程和單位脈沖響應(yīng)，在頻域可以用系統(tǒng)函數(shù)描述系統(tǒng)特性。已知輸入型號，可以由差分方程、單位脈沖響應(yīng)或系統(tǒng)函數(shù)求出系統(tǒng)對該輸入信號的響應(yīng)，本實(shí)驗(yàn)僅在時域求解。在計(jì)算機(jī)上適合用遞推法求差分方程的解，最簡單的方法是采用MATLAB語言的工具箱函數(shù)filter函數(shù)。也可以用MATLAB語言的工具箱函數(shù)conv函數(shù)計(jì)算輸入信號和系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)的線性卷積，求出系統(tǒng)的響
2、應(yīng)。系統(tǒng)的時域特性指的是系統(tǒng)的線性時不變特性、因果性和穩(wěn)定性。重點(diǎn)分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性，包括觀察系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指對任意有界的輸入信號，系統(tǒng)都能得到有界的系統(tǒng)響應(yīng)。或者系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)應(yīng)滿足絕對可和的條件。系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求由其差分方程的系數(shù)決定。實(shí)際中檢查系統(tǒng)是否穩(wěn)定，不可能檢查系統(tǒng)對所有有界的輸入信號，輸出都是有界輸出，或者檢查系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)應(yīng)滿足絕對可和的條件。可行的方法是在系統(tǒng)的輸入端加入單位階躍序列，如果系統(tǒng)的輸出趨近一個常數(shù)（包括零），就可以斷定系統(tǒng)是穩(wěn)定的。系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出是指當(dāng)n時，系統(tǒng)的輸出。如果系統(tǒng)穩(wěn)定，信號加人系統(tǒng)后，系統(tǒng)輸出的開始一段稱
3、為暫態(tài)效應(yīng)，隨n的加大，幅度趨于穩(wěn)定，達(dá)到穩(wěn)態(tài)輸出。注意在以下的試驗(yàn)中均假設(shè)系統(tǒng)的初始狀態(tài)為零。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（1）編制程序，包括產(chǎn)生輸入信號、單位脈沖響應(yīng)序列的子序列，用filter函數(shù)或conv函數(shù)求解系統(tǒng)輸出響應(yīng)的主程序。程序中要有繪制信號波形的功能。（2）給定一個低通濾波器的差分方程為輸入信號①分別求出的系統(tǒng)響應(yīng)，并畫出其波形。②求出系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)，畫出其波形。在MATLAB的M文件中編寫程序并得到圖形：a=[1,-0.9];b=[0.05,0.05];x1n=[ones(1,8),zeros(1,50)];x2n=[ones(1,128)];y1n=filter(b,
4、a,x1n);figure(1);stem(y1n,'.');y2n=filter(b,a,x2n);figure(12);stem(y2n,'.');hn=impz(b,a,64);figure(13);stem(hn,'.');hn=impz(b,a,64);figure(1);stem(hn,'.');（1）給定系統(tǒng)的的單位脈沖響應(yīng)為用線性卷積法求分別對系統(tǒng)的輸出響應(yīng)，并畫出波形。在MATLAB的M文件中編寫程序并得到圖形：x21n=[ones(1,8),zeros(1,50)];h21n=[ones(1,10)];h22n=[1,2.5,2.5,1];y21n=conv(x
5、21n,h21n);y22n=conv(x21n,h22n);figure(21);subplot(211);stem(y21n,'.');subplot(212);stem(y22n,'.');（1）給定一個諧振器的差分方程為令諧振器的諧振頻率為0.4rad。①用試驗(yàn)方法檢查系統(tǒng)是否穩(wěn)定。輸入信號為時，畫出系統(tǒng)輸出波形。②給定輸入信號為求出系統(tǒng)的輸出響應(yīng)，并畫出其波形。在MATLAB的M文件中編寫程序并得到圖形：A=[1,-1.8237,0.9801];B=[1/100.49,0,-1/100.49];un=ones(1,1024);y31n=filter(B,A,un);fig
6、ure(1);subplot(2,1,1);stem(y31n,'.');n=0:1023;x32n=sin(0.014*n)+sin(0.4*n);y32n=filter(B,A,x32n);subplot(2,1,2);stem(y32n,'.');判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法是，只要用單位階躍序列作為輸入信號，如果穩(wěn)態(tài)輸出趨于常數(shù)（包括零），則系統(tǒng)一定穩(wěn)定，否則系統(tǒng)不穩(wěn)定。由第三個實(shí)驗(yàn)的輸出波形可知當(dāng)輸入信號是un時，輸出趨于零，所以該系統(tǒng)是穩(wěn)定的。思考題②如果信號經(jīng)過低通濾波器，把信號的高頻分量濾掉，時域信號會有何變化？用前面第一個實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析說明。有第一個實(shí)驗(yàn)圖可以看出，信號
7、經(jīng)過低通濾波器，把高頻分量濾掉后，時域信號中低頻段跳變沿頂端變的很平緩。
