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连续时间LTI系统的时域分析

实验报告贺鹤 18号实验名称:连续时间LTI系统的时域分析
实验课时:2课时
实验地点:知行楼404
实验时间:2015年5月29日星期五第13周
实验目的及要求:
(一)目的:
1.学会用MATLAB求解连续系统的零状态响应;
2. 学会用MATLAB求解冲激响应及阶跃响应;
3.学会用MATLAB实现连续信号卷积的方法;
(二)要求:
1. 在MATLAB中输入程序,验证实验结果,并将实验结果存入指定存储区域。

2. 对于程序设计实验,要求通过对验证性实验的练习,自行编制完整的实验程序,实现对信号的模拟,并得出实验结果。

3. 在实验报告中写出完整的自编程序,并给出实验结果。

实验环境:MATLAB
实验内容:(算法、程序、步骤和方法)
1.实验原理
函数lsim 、函数impluse和step、conv( )函数
2.实验内容
(1)题目1:已知描述系统的微分方程和激励信号f(t)如下,试用解析法求系统的零状态响应y(t),并用MATLAB绘出系统零状态响应的时域仿真波形,验证结果是否相同
y’’(t)+ 4y’(t)+4y(t)=f’(t)+3f(t) f(t)= exp(-t))
(t 程序1:
ts=0;te=5;dt=0.01;
sys=tf([1,3],[1,4,4]);
t=ts:dt:te;
f1=(t>=0);
f=exp(-t).*f1;
y=lsim(sys,f,t);
plot(t,y);
xlabel('Time(sec)');
ylabel('y(t)');
(2)题目2:已知描述系统的微分方程如下,试用MATLAB 求系统在0~10秒范围内冲激响应和阶跃响应的数值解,并用绘出系统冲激响应和阶跃响应的时域波形
y ’’(t)+3y ’(t)+2y(t)=f(t)
y ’’(t)+ 2y ’(t)+2y(t)=f ’(t)
程序2:
ts=0;te=10;dt=0.01;
sys=tf([1,1],[2,5,4]);
t=ts:dt:te;
h=impulse(sys,t);
figure;
plot(t,h);
xlabel('Time(sec)');
ylabel('h(t)');
g=step(sys,t);
figure;
plot(t,g);
xlabel('Time(sec)');
ylabel('g(t)');
(3)题目3:画出信号卷积积分)()(21t f t f *的波形,)1()()()(21--==t t t f t f εε 程序3:
dt=0.01; t=-1:dt:2.5;
f1=(t>=0);
f2=(t>=1);
f3=f1-f2;
f4=f3;
f=conv(f3,f4)*dt
n=length(f); tt=(0:n-1)*dt-2;
subplot(221), plot(t,f3), grid on;
axis([-1,2.5,-0.2,1.2]); title('f1(t)'); xlabel('t')
subplot(222), plot(t,f4), grid on;
axis([-1,2.5,-0.2,1.2]); title('f2(t)'); xlabel('t')
subplot(223), plot(tt,f), grid on;
title('f(t)=f1(t)*f2(t)'); xlabel('t')
数据记录和计算:
由于计算水平有限,加之MATLAB运用不成熟,等式不知怎么表达。

所以在此不做过多的分析证明。

如无操作失误,理论值应与实际值相同。

结论(结果):
实验1
实验2
实验3
小结:
通过这次实验,再次熟练了MATLAB软件的使用方法,并且在老师的指导和帮助下完成了对连续时间LTI系统的时域分析。

在这次试验中,不仅学会用MATLAB 求解连续系统的零状态响应,求解冲激响应及阶跃响应,而且还学会用MATLAB 实现连续信号卷积的方法;
指导老师评议:
成绩:指导老师签名:
年月日。

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