《信号与系统》 实验四 系统响应的仿真
系统响应的仿真
- 参考
- 第一大题
- 内容
- 题(1)画出系统零、极点分布图,判断该系统稳定性
- 参考方法
- residue()-部分分式展开式求解函数
- roots()-多项式求根函数
- pzmap(sys)
- impulse(num,den,T)-脉冲响应
- 方法一
- code
- 结果
- 方法二
- code
- 结果
- 题(2)绘出系统的脉冲响应曲线,并观察t→∞时,脉冲响应变化趋势
- 参考方法
- (1)脉冲响应 y=impulse(num,den,T)
- (2)阶跃响应 y=setp(num,den,T)
- (3)对任意输入的响应 y=lsim(num,den,U,T)
- 条件一
- code
- 结果
- 条件二
- code
- 结果
- 题(3)绘出系统的频响曲线
- 参考
- bode(sys)
- code
- 结果
- 第二大题
- 参考
- filter()
- 内容
- code
- 结果
参考
信号实验指导.pdf
信号实验三和实验四.pdf
《信号与系统》4.11.2系统函数的幅频特性和相频特性分析 MATLAB实现
第一大题
内容
设
H ( s ) = s ( s − p 1 ) ( s − p 2 ) H(s)=\frac s{(s-p1)(s-p2)} H(s)=(s−p1)(s−p2)s
设①p1= -2,p2= -30; ②p1= -2,p2=3
(1)针对极点参数①②,画出系统零、极点分布图,判断该系统稳定性。
(2)针对极点参数①②,绘出系统的脉冲响应曲线,并观察t→∞时,脉冲响应变化趋势。
(3)针对极点参数①,绘出系统的频响曲线。
题(1)画出系统零、极点分布图,判断该系统稳定性
参考方法
residue()-部分分式展开式求解函数
系统函数H(s)的部分分式展开式可用matlab的函数residue( )求得。
调用格式: [r,p,k]=residue(num,den)
式中,num和den分别为 F(s)的分子多项式和分母多项式的系数,r为部分分式的系数,p为极点,k为多项式的系数,若F(s)为真分式,则k=0。
roots()-多项式求根函数
系统函数H(s)的零、极点可用matlab的多项式求根函数roots( )求得。
极点:p=roots(den)
零点:z=roots(num)
pzmap(sys)
根据p和z用plot()命令即可画出系统零、极点分布图,进而分析判断系统稳定性。也可以调用pzmap函数,调用格式:
pzmap(sys),
其中sys借助tf函数获得:sys=tf(b,a),表示sys的系统转移函数以b为分子多项式系数、a为分母多项式系数。
impulse(num,den,T)-脉冲响应
脉冲响应可调用impulse求得:
y=impulse(num,den,T)
T:为等间隔的时间向量,指明要计算响应的时间点。
方法一
code
num = [1, 0];
den = [1,32,60];
[r,poles,k]=residue(num,den);
p=roots(den);
z=roots(num);
plot(real(p),imag(p),'*');hold on;
plot(real(z),imag(z),'o');hold on;
结果
方法二
code
num = [1, 0];
den = [1,32,60];
sys = tf(num,den);
pzmap(sys);
结果
题(2)绘出系统的脉冲响应曲线,并观察t→∞时,脉冲响应变化趋势
参考方法
2.用Matlab分析连续系统的时间响应
(1)脉冲响应 y=impulse(num,den,T)
y=impulse(num,den,T)
T:为等间隔的时间向量,指明要计算响应的时间点。
(2)阶跃响应 y=setp(num,den,T)
y=setp(num,den,T)
T:同上。
(3)对任意输入的响应 y=lsim(num,den,U,T)
y=lsim(num,den,U,T)
U:任意输入信号,T:同上。
条件一
code
num = [1, 0];
den = [1,32,60];
T = 0:0.1:2;
y= impulse(num,den,T);
plot(T,y);
结果
当t→∞时,脉冲响应趋于0;
条件二
code
num = [1, 0];
den = [1,-1,-6];
T = 0:0.1:2;
y= impulse(num,den,T);
plot(T,y);
结果
当t→∞时,脉冲响应趋于无穷大;
题(3)绘出系统的频响曲线
参考
MATLAB环境下频率响应曲线的绘制方法第21页
bode(sys)
bode(sys) creates a Bode plot of the frequency response of a dynamic system model sys. The plot displays the magnitude (in dB) and phase (in degrees) of the system response as a function of frequency.
code
num = [1, 0];
den = [1,32,60];
bode(num,den);
结果
第二大题
参考
filter()
Matlab中,filter函数可用来在给定输入和差分方程系数时求差分方程的数值解,
调用格式为:Y=filter(B,A,X)
其中:B=[b0,b1,…,bm];A=[a0,a1,…,an];X为输入信号序列,注意必须保证系数a0不为零。
内容
利用filter命令求下面系统的冲激响应:
y(n)-0.7y(n-1)-0.6y(n-2)+y(n-3)=x(n)+0.5x(n-1)
code
A=[1,-0.7,-0.6,1];
B=[1,0.5];
n=[-20:100];
X=[n==0];
y=filter(B,A,X);
stem(n,y);
结果
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