~~PAGE8~《信號與系統》上機實驗實驗指導（12）實驗1 信號變換與系統非時變性質的波形繪制1、實驗目的掌握MATLAB畫連續信號波形的方法，并能繪制信號變換和系統線性非時變性質的輸出波形。2、預習閱讀內容《信號與系統實驗教程》實驗1、實驗2。3、參考程序《信號與系統實驗教程》第2章例2.1-2程序（如何用MTLAB畫波形例2.2-3程序（如何進行波形變換，2.2-4程序（如何進行波形分解。4、MATLAB學習要點畫波形的三要素橫軸賦值，兩種方法t=0:0.1:30; t=起點：間隔：終點，強調橫軸的間隔。t=linspace(0,30,300);t有300點，從起點0到終點30,等間隔自動計算，強調橫軸的總點數。縱軸賦值f=sin(pi*t.*sign(t));根據所給函數寫出MATLAB表達式波形繪制)MATLAB的內部函數和外部函數（1）內部函數：MATLAB軟件內部就存在，調用就可以了，本次介紹幾個常用函數門函數rectpuls（）調用格式 y=rectpuls(t) 產生高度為1,寬度為1的門函數調用格式 y=rectpuls(t,W)產生高度為1,寬度為W的門函數三角脈沖函數tripuls（）調用格式 y=tripuls(t) 產生高度為1,寬度為1的三角脈沖函數調用格式 y=tripuls(t,w) 產生高度為1,寬度為w的三角脈沖函數調用格式 y=tripuls(t,w,s)產生高度為寬度為w的三角脈沖函,0;,三角形頂點左邊。符號函數n（, 指數函數ex（）, 正弦函數n（，余弦函數（）（2）外部函數：根據編程的需要，自己編寫的函數。介紹幾個自編函數階躍函數u(),文件名u.m，經常要用到，調用：y=u(t)functiony=u(t)y=(t>=0);畫圖函數myplot(),函數名為myplot.m，可以自動將波形放在圖的中間，使其美觀。Matlab程序為functionmyplot(x,y)%,yx0=x(1);xe=x(end);max_y=max(y);min_y=min(y);dy=(max_y-min_y)/10;plot(x,y,'linewidth',2);grid;axis([x0,xe,min_y-dy,max_y+dy])set(gca,'FontSize',8)建立簡單函數的兩種方法f(t)t[(t(t1)](t(t2)]自定義外部函數zdyf.m 見例2.2-3程序functiony=zdyf(t)y=t.*(u(t)-u(t-1))-(u(t-1)-u(t-2));定義在線函數，見例C1.2程序zdyf=inline('t.*(u(t)-u(t-1))-(u(t-1)-u(t-2))');5、上機內容1-8的波形。1-10的波形。6、思考題若已知f(1-2t/3)的波形如圖所示。試畫出f(t)的波形。110.50-0.5-1-2-1.5-1-0.500.511.522.53實驗2 微分方程的符號計算和波形繪制1、實驗目的掌握MATLAB解微分方程的方法，并能繪制零輸入響應、零狀態響應和全響應的波形。2、預習閱讀內容《信號與系統實驗教程》實驗4。3、參考程序《信號與系統實驗教程》第2章例2.4-3程序（如何用MTLAB的符號計算方法解微分方程并畫波形，4、MATLAB學習要點微分方程的符號計算Matlabdsolve其調用格式r=dsolve('eq1,eq2,...','cond1,cond2,...','v')r=dsolve('eq1','eq2',...,'cond1','cond2',...,'v')表示常系數微分方程（組cond1,cond2,...V表示求解的變量。在缺省情況下，默認變量為。參見參考程序，或《信號與系統實驗教程》第40頁符號量與數值量的轉換函數subs（） 參見參考程序，或《信號與系統實驗教程》第33頁在一幅圖上畫多條曲線，并標記圖例。legend('','','',0)參見參考程序，或《信號與系統實驗教程》第20頁微分和積分的符號計算函數diff（） 《信號與系統實驗教程》第33頁函數int（） 《信號與系統實驗教程》第34頁5、上機內容2-1，并畫出系統響應的波形。注：由于版本的不同，求齊次通解和非齊次通解中的常數C可能不同，這時令C1=1；C2=1；C3=1；C4=1；yht=subs(yht); yt=subs(yt);則特解可求出yp=yt-yht6、思考題描述某線性時不變系統的方程為y(t)5y(t)6y(t)2f(t)8f(t)已知初始條件為y(0

)y'(0

)0，輸入f(t)et(t)，能否用MATLAB的符號計算方法計算系統全響應的解析解。實驗3 周期信號的分解與合成1、實驗目的用MATLAB繪制周期信號的頻譜。理解周期信號的傅里葉級數分解。根據頻譜用MATLAB計算前N項之和，理解周期信號的合成。2、預習閱讀內容《信號與系統實驗教程》實驗5。《信號與系統分析》第6章。3、參考程序《信號與系統實驗教程》實驗5例3.1-1程序（如何用MTLAB實現周期信號的合成例3.1-2程序（如何用MTLAB畫周期信號的頻譜，4、MATLAB學習要點求和的數值計算用矩陣相乘可實現求和計算。如a=[12345];b=[54321]。參見參考程序。如x=b_n*sin(omega_0*n'*t)y1=A_n*exp(j*omega_0*n'*t)

aba*b'ii數值計算：a(k+1)=2/T*trapz(t,f.*cos(k*w*t));b(k+1)=2/T*trapz(t,f.*sin(k*w*t));符號計算：an=2/pi*int('exp(-t/2)*cos(2*n*t)',0,pi);bn=2/pi*int('exp(-t/2)*sin(2*n*t)',0,pi);參見參考程序。5、上機內容1N=20N1是一個周期的波形。332.521.510.5001234圖1實驗4 繪制連續系統的四幅圖1、實驗目的用MATLAB繪制連續系統的零極點圖、沖激響應和階躍響應圖、頻率響應和波特圖。四幅圖為：零極點圖，沖激響應和階躍響應圖（兩個響應豎排，頻率響應（響應豎排，波特圖。2、預習閱讀內容《信號與系統實驗教程》實驗9。3、參考程序《信號與系統實驗教程》實驗9例4.2-1程序（如何用MTLAB畫零極點圖、沖激響應和階躍響應波形圖例4.2-2程序（如何用MTLAB畫頻率響應圖和波特圖，4、MATLAB學習要點沖激響應和階躍響應的數值計算Matlab提供了畫系統零極點圖的函數。pzmap()畫系統沖激響應的函數。impulse()畫系統階躍響應的函數。step()參見參考程序。《信號與系統實驗教程》第107頁頻率響應的數值計算Matlab提供了專用繪制頻率響應的函數。freqs()波特圖的函數， bode()參見參考程序。《信號與系統實驗教程》第108頁subplot()參見參考程序，或《信號與系統實驗教程》第18頁conv(),8頁5、上機內容。畫出四幅圖6、思考題描述某線性時不變系統的方程為y(t)5y(t)6y(t)2f(t)8f(t)已知初始條件為y(0

)y'(0

)0，輸入f(t)et(t)，能否用MATLAB的拉氏變換方法和時域方法計算系統全響應的解析解。實驗5 離散信號波形繪制和迭代法計算1、實驗目的掌握MATLAB繪制離散信號波形的方法，用迭代法計算差分方程的方法。2、預習閱讀內容《信號與系統實驗教程》實驗11、12。3、參考程序《信號與系統實驗教程》實驗11例5.1-1程序（如何用MTLAB畫離散信號波形圖例5.1-2程序（如何用MTLAB進行波形的變換，《信號與系統實驗教程》實驗12例5.2-1程序（如何用MTLAB進行迭代法計算，4、MATLAB學習要點畫離散信號波形的三要素與連續信號畫圖的方法相同，只是畫圖的函數是stem()參見參考程序。《信號與系統實驗教程》第121頁沖激函數的編寫（外部函數）delta()參見參考程序。《信號與系統實驗教程》第122頁for….end參見參考程序，或《信號與系統實驗教程》第42頁num2str(),str2num(),27頁檢測數組的長度，length(。zeros(等。5、上機內容7-4。7-615項數值，畫出其波形。6、思考題f(k)1f(k)1321 01 2 3注意：1、習題7-4的離散信號波形的表達式如何寫？有兩種方式寫出： kf(k)(k2)(k(k)2(k1)1(k2)3 3MATLAB語句：f=inline('delta(k+2)+delta(k+1)+delta(k)+2/3*delta(k-1)+1/3*delta(k-2)');f(k)(k2)(k1)2(k1)1(k2)3 3MATLAB語句：f=inline('u(k+2)-u(k-1)+2/3*delta(k-1)+1/3*delta(k-2)');因此，在同一文件夾中必須有delta.m2、習題4-6給出的是前向差分方程，也可以轉化成后向差分方程計算。前向差分方程y(k2)3y(k2y(k)f(k2)3f(k3f(k)變成后向差分方程y(k)3y(k2y(k2)f(k)3f(k3f(k2)平移后兩個方程是等效的，即差分方程平移后不改變計算結果。實驗6 繪制離散系統的四幅圖1、實驗目的用和頻率響應。四幅圖為：零極點圖，沖激響應和階躍響應圖（兩個響應豎排，零輸入響應和零狀態響應圖（兩個響應豎排，頻率響應（幅頻響應和相頻響應豎排。2、預習閱讀內容《信號與系統實驗教程》實驗14。3、參考程序《信號與系統實驗教程》實驗14例5.4-1程序（如何用MTLAB畫零極點圖、沖激響應和頻率響應圖例5.4-2程序（如何用MTLAB畫全響應圖，例5.4-3程序（如何用MTLAB畫零輸入響應和零狀態響應和頻率響應圖，4、MATLAB學習要點沖激響應和階躍響應的數值計算Matlab提供了畫系統零極點圖的函數。zplane()畫系統沖激響應的函數。impz()畫系統階躍響應的函數。stepz()參見參考程序。《信號與系統實驗教程》第142頁頻率響應的數值計算Matlab提供了專用繪制頻率響應的函數。freqz()參見參考程序。《信號與系統實驗教程》第143頁filter()參見參考程序，或《信號與系統實驗教程》第144頁5、上機內容8-8。畫出四幅圖6、思考題能否用MATLAB的Z變換方法計算離散系統響應的解析解。如習題8-13實驗7 濾波器頻域分析與卷積分析1、實驗目的RC低通濾波器的時間結果。2、預習閱讀內容《信號與系統實驗教程》實驗3、7。3、參考程序《信號與系統實驗教程》實驗3、7例2.3-4程序（如何用MTLAB實現卷積積分，例3.3-1程序（如何用MTLAB畫濾波器的頻率特性例3.3-2程序（如何用MTLAB實現頻域分析，4、上機內容濾波器為RC1RC=0.52分析系統的輸入頻譜、輸出頻譜以及系統的時域響應。再用卷積分析的方法畫出濾波器輸出波形。5、