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实验一连续时间信号与系统的时域分析实验目的基本绘图指令(1)plot(y) 当y为一向量时,以y的序号作为x轴,按向量y的值绘制曲线。 (2)plot(x,y) x,y均为向量时,以x向量作为X轴,向量y作为Y轴绘制曲线。 注意:x和y种元素的个数必须相同! 2.绘制二维离散序列连续时间信号的表示例1:分别采用上述两种方法画出抽样信号。 一些常用的信号的表示(P126)指数信号(P128)虚指数信号(P132) 复指数信号(P130) 连续信号的时域运算、时域变换 反折 y=subs(f,t,-t) ezplot(y) 尺度变换 y=subs(f,t,a*t) ezplot(y) 倒相 y=-f ezplot(y)为了对系统的性能进行分析首先要建立其数学模型,在MATLAB中提供了3种数学模型形描述的式: (1)传递函数模型tf() (2)零极点形式的数学模型zpk() (3)状态空间模型ss() 本节首先介绍利用MATLAB提供的3个函数来建立系统的数学模型,然后在此基础上介绍各种数学模型之间的相互转换。 1.1系统的数学模型2.zpk零极点形式的数学模型模型3.SS状态空间模型线性系统的时域分析2step求连续系统的单位阶跃响应。 格式1:step(sys)[Y,X,T]=step(sys) 格式2:step(sys,t)[Y,X]=step(sys,t) 格式3:step(sys,iu)[Y,X,T]=step(sys,iu) 格式4:step(sys,iu,t)[Y,X]=step(sys,iu,t) 说明:step()中的参数意义和implse()函数相同。如果用户在调用step()函数时不返回任何向量,则将自动地绘出阶跃响应输出曲线。连续系统的冲激响应、阶跃响应(P162)例8:求 的冲激响应和阶跃响应。 3.initial求连续系统的零输入响应。 格式1:initial(sys,x0)[Y,X,T]=initial(sys,x0) 格式2:initial(sys,x0,t)[Y,X,T]=initial(sys,x0,t) 说明:initial函数可计算出连续时间线性系统由于初始状态所引起的响应(故而称为零输入响应)。4lsim求任意输入信号时系统的响应 格式1:lsim(sys1,u,t)[Y,X]=lsim(sys1,u,t) 格式2:lsim(sys2,u,t,x0)[Y,X]=lsim(sys2,u,t,x0) 说明:u为输入信号.t为等间隔时间向量. sys1为tf()或zpk()模型。 sys2为ss()模型。其中x0为初始条件 3.6离散系统的分析2离散系统单位阶跃响应 格式:[y,x]=dstep(A,B,C,D,ui,n) [y,x]=dstep(num,den,n) 功能:对离散系统进行阶单位跃响应分析,给出一组阶跃响应 的数据,并绘制其响应曲线。 说明: 1)若无左边的输出参数,则自动地绘制出响应曲线; 2)参数ui和n为可选项,对于多输入系统是用于指定哪个输入 通道,n是指采样数; 3)和连续系统中step命令有关的所有命令都可以在离散系统中 应用; 4其它时间响应命令是dimpulse、dinitial、dlsim。控制系统的频域分析1、对数频率特性图(波特图)2、奈奎斯特图(幅相频率特性图)MATLAB除了提供前面介绍的基本频域分析函数外,还提供了大量在工程实际中广泛应用的库函数,由这些函数可以求得系统的各种频率响应曲线和特征值。如:margin()函数freqs()函数所谓根轨迹是指,当开环系统某一参数从零变到无穷大时,闭环系统特征方程的根在s平面上的轨迹。一般来说,这一参数选作开环系统的增益K,而在无零极点对消时,闭环系统特征方程的根就是闭环传递函数的极点。 根轨迹分析方法是分析和设计线性定常控制系统的图解方法,使用十分简便。利用它可以对系统进行各种性能分析功能:绘制离散系统的频域响应曲线。 格式:[mag,phase]=dbode(A,B,C,D,ts,ui,w), [mag,phase]=dbode(num,den,ts,ui,w) 说明: 1参数ts是采样周期T; 2参数ui,w与连续系统的bode函数相同; 3dbode()函数与连续系统中bode()用法相同,其它离 散系统的频域响应函数如dnyquist、dnichols也与连续系统 的用法相同。求LTI连续系统的响应(P158)例9:给定系统方程: 求其零输入响应,零状态响应,全响应 两连续信号的卷积(P181)两连续信号的卷积(P182)两连续信号的卷积(P183)两连续信号的卷积(P185)完成下列内容156页第一题156页第二题156页第6题157页第10题课本p187,第1题(2)(