1、精選文檔信號與系統試驗報告（5）MATLAB綜合試驗項目二 連續系統的頻域分析目的：周期信號輸入連續系統的響應可用傅里葉級數分析。由于計算過程煩瑣，最適合用MATLAB計算。通過編程實現對輸入信號、輸出信號的頻譜和時域響應的計算，生疏計算機在系統分析中的作用。任務：線性連續系統的系統函數為，輸入信號為周期矩形波如圖1所示，用MATLAB分析系統的輸入頻譜、輸出頻譜以及系統的時域響應。圖1 方法： 1、確定周期信號f(t)的頻譜。基波頻率。2、確定系統函數。3、計算輸出信號的頻譜 4、系統的時域響應 MATLAB計算為 y=Y_n*exp(j*w0*n'*t);要求（畫出3幅圖）：1、在

2、一幅圖中畫輸入信號f(t)和輸入信號幅度頻譜|F(jw)|。用兩個子圖畫出。 2、畫出系統函數的幅度頻譜|H(jw)|。 3、在一幅圖中畫輸出信號y(t)和輸出信號幅度頻譜|Y(jw)|。用兩個子圖畫出。解:(1) 分析計算：輸入信號的頻譜為Fn=TSa(n2)(nZ)輸入信號最小周期為TO=2，脈沖寬度=0.5，基波頻率=2/TO=，TO=14所以Fn=14Sa(n4)(nZ)系統函數為Hj=11+j因此Hjn=11+jn輸出信號的頻譜為Yn=HjnFn=11+jn14Sa(n4)系統響應為yt=n=-n=+Ynejnt(2) 程序：t=linspace(-3,3,300);tau_T=1/

3、4;%TO=14n0=-20;n1=20;n=n0:n1;%計算諧波次數20F_n=tau_T*Sa(tau_T*pi*n);f=2*(rectpuls(t+1.75,0.5)+rectpuls(t-0.25,0.5)+rectpuls(t-2.25,0.5);figure(1),subplot(2,1,1),line(t,f,'linewidth',2);%輸入信號的波形axis(-3,3,-0.1,2.1);grid onxlabel('Time(sec)','fontsize',8),title('輸入信號','fo

4、ntweight','bold')%設定字體大小，文本字符的粗細text(-0.4,0.8,'f(t)')subplot(2,1,2),stem(n,abs(F_n),'.');%輸入信號的幅度頻譜xlabel('n','fontsize',8),title('輸入信號的幅度頻譜','fontweight','bold')text(-4.0,0.2,'|Fn|')H_n=1./(i*n*pi+1);figure(2),stem(n,abs(H_

5、n),'.');%系統函數的幅度頻譜xlabel('n','fontsize',8),title('系統函數的幅度頻譜','fontweight','bold')text(-2.5,0.5,'|Hn|')Y_n=H_n.*F_n;y=Y_n*exp(i*pi*n'*t);figure(3),subplot(2,1,1),line(t,y,'linewidth',2);%輸出信號的波形axis(-3,3,0,0.5);grid onxlabel('Tim

6、e(sec)','fontsize',8),title('輸出信號','fontweight','bold')text(-0.4,0.3,'y(t)')subplot(2,1,2),stem(n,abs(Y_n),'.');%輸出信號的幅度頻譜xlabel('n','fontsize',8),title('輸出信號的幅度頻譜','fontweight','bold')text(-4.0,0.2,'|Yn|

7、')(3) 波形： 項目三 連續系統的復頻域分析目的：周期信號輸入連續系統的響應也可用拉氏變換分析。用MATLAB的符號計算功能，通過編程實現對系統瞬態響應和穩態響應的分析，加深理解拉氏變換在分析系統中的作用。任務：線性連續系統的系統函數為，輸入信號為周期矩形波如圖2所示，用MATLAB分析系統的響應和穩態響應。圖2 方法： 1、確定第一個周期拉氏變換。2、確定前6個周期的拉氏變換。3、計算輸出信號的拉氏變換 4、系統的時域響應 MATLAB計算為 y=ilaplace(Y);5、系統的穩態響應和穩態值，即經過4個周期后，系統響應趨于穩態，兩個穩態值可取為 t=8s和t=8.5s 要求

8、：1、畫出輸入信號f(t)波形。 2、畫出系統輸出信號y(t)的波形。 3、畫出系統穩態響應yss(t)的波形，4個周期后。并計算出穩態值。解:(1)程序syms s;H=1/(s+1);F0=1/s*(1-exp(-0.5*s);%輸入信號第一個周期的laplace變換F=F0+F0*exp(-2*s)+F0*exp(-4*s)+F0*exp(-6*s);Y=H.*F;Y0=H.*F0;y=ilaplace(Y);y=simple(y);t=linspace(0,12,300);f=2*(rectpuls(t-0.25,0.5)+rectpuls(t-2.25,0.5)+rectpuls(t

9、-4.25,0.5)+rectpuls(t-6.25,0.5);yn=subs(y);%符號替換figure(1),plot(t,f,'linewidth',2);axis(0,7,-0.2,2.2),xlabel('Time(sec)','fontsize',8),title('輸入信號','fontweight','bold')text(3.0,1.0,'f(t)')figure(2),plot(t,yn,'linewidth',2);axis(0,7,-0.1,

10、0.5),xlabel('Time(sec)','fontsize',8),title('輸出信號','fontweight','bold')text(3.0,0.3,'y(t)')figure(3),plot(t,yn,'linewidth',2);axis(8,12,-0.1,0.5),xlabel('Time(sec)','fontsize',8),title('輸出信號穩態響應','fontweight','bold')text(10.0,0.2,'ys(t)')t=8:0.5:8.5;%取t=8s和t=8.5兩個穩態值ys=subs(y,t,'t');disp('輸入為周期信號的響應的第一個周期');y0=ilaplace(Y0)