《信号与系统实验指导.docVIP

实验一 连续信号及其基本运算的MATLAB实现 一、实验目的 1．掌握各种常用的信号，理解其数学表达式和波形表示。 2．掌握在计算机中生成及绘制信号波形的方法。 3．掌握信号的相加、相乘、移位、反褶等基本运算及计算机实现与作用。 6．通过编程，上机调试程序，进一步增强使用计算机解决问题的能力。 二、实验原理 1．连续信号的基本概念 连续信号是指自变量的取值范围是连续的，且对于一切自变量的取值，除了有若干个不连续点以外，信号都有确定的值与之对应，这种信号就是连续信号。 严格来说，MATLAB并不能处理连续信号，而是用等时间间隔点的样值来近似表示连续信号。当取样时间间隔足够小时，这些离散的样值就能较好地近似连续信号。 2．常用序列 常用信号有：指数信号、正弦信号、抽样信号、矩形脉冲信号、三角波脉冲信号、正弦型序列等。 3．信号的基本运算 序列的运算包括移位、反褶、和、积、标乘、累加、微积分分运算等。 4．信号的卷积运算 连续信号的卷积积分定义为：，一般情况下的解析表达式不好得到，因此采用数字积分的方式来求两个信号的卷积。 这里的依然是连续的，而我们要把它的波形画出来，是采用描点法来做的，因此时间也要离散。 当然这里的要求趋于零，实际中取足够小就可近似了。 三、主要实验仪器及材料 微型计算机、Matlab7.0。 四、实验内容 1．熟悉实验原理的实例 2．连续时间信号的产生 利用MATLAB语言编程产生和绘制下列信号： （1）； （2）； （3）。 3．信号的运算 利用MATLAB语言编程完成下列两信号的运算，并绘制运算后信号的波形。 （1）； （2）； （3）。 4．卷积运算 利用MATLAB语言编制一个计算两个信号卷积积分的通用程序，计算上述两信号，并绘制原信号和卷积后信号的波形。 （1）。 5．上机调试并打印或记录实验结果。 6．完成实验报告。 五、知识扩展 1、在MATLAB中，当不了解某条指令的使用格式时，可以在command窗口中利用help 指令获得帮助。 例如：help plot 系统将给出英文注释，解释plot命令的使用。有些同学自认为英语水平较差，看不懂，实际上只要粗略看懂，再配合看里面的例子，就可以基本掌握了。 2、在MATLAB程序调试过程中，有时程序执行不出结果或虽然出结果但存在一些问题，MATLAB 都会在command窗口中给出错误说明，因而需要密切关注command窗口中给出说明，它可以告诉你出现了什么错误，不要怕英语，经常看就很容易。 六、实验扩展 利用MATLAB的程序指令，给每副图形标出名称和坐标轴名称；使用指令为：title()、xlabel()、ylabel()，利用知识扩展1。 将时间间隔改为1，观察并解释阶跃信号图形。 randn()函数可产生随机函数，在command窗口中，通过键入help randn自学randn()函数的使用，编程产生sin（2*pi*50*t）和randn()产生的随机信号的叠加信号。 4、产生信号，给图形标出名称和坐标轴名称。 七、实验报告要求 1．简述实验原理及目的。 2．列出计算卷积的公式，画出程序框图，并列出实验程序清单（可略）（包括必要的程序说明）。 3．记录调试运行情况及所遇问题的解决方法。 4．给出实验结果，并对结果作出分析。 实验2 连续LTI系统的时域分析 实验目的 连续时间系统的单位冲激响应、单位阶跃响应在线性系统分析中的作用、地位及其MATLAB实现； 握求解连续LTI系统响应的MATLAB实现方法； 握连续时间信号的卷积在连续系统分析中的作用、卷积方法及其MATLAB的实现； 实验原理 设连续LTI(线性时不变)系统的激励为，响应为，则描述系统的微分方程可表示为 (2-1) 为了在MATLAB编程中调用有关函数，我们可以用向量和来表示该系统，即 (2-2a) (2-2b) 这里要注意，向量和的元素排列是按微分方程的微分阶次降幂排列，缺项要用0补齐。 (2) 系统的单位冲激响应 单位冲激响应是指连续LTI系统在单位冲激信号激励下的零状态响应，因此满足线性常系数微分方程(2-1)及零起始状态，即 ， (2-3) 按照定义，它也可表示为 (2-4) 对于连续LTI系统，若其输入信