实验一连续时间信号在Matlab中的运算
一、实验目的
1、学会运用Matlab进行连续时间信号的时移、反褶和尺度变换;
2、学会运用Matlab进行连续时间信号微分、积分运算;
3、学会运用Matlab进行连续时间信号相加、相乘运算;
4、学会运用Matlab进行连续时间信号卷积运算。
二、实验原理及实例分析
1、信号的时移、反褶和尺度变换
信号的平移、反转和尺度变换是针对自变量时间而言的,其数学表达式和波形变换中存在着一定的变化规律。
从数学表达式上来看,信号的上述所有计算都是自变量的替换过程。
所以在使用Matlab进行连续时间信号的运算时,只需要进行相应的变量代换即可完成相关工作。
2、连续时间信号的微分和积分
符号运算工具箱有强大的积分运算和求导功能。
连续时间信号的微分运算,可使用diff命令函数来完成,其语句格式为:diff(function, ‘variable’,n)
其中,function表示需要进行求导运算的函数,或者被赋值的符号表达式;variable为求导运算的独立变量;n为求导阶数,默认值为一阶导数。
连续时间信号积分运算可以使用int命令函数来完成,其语句格式为:
int(function, ‘variable’, a, b)
其中,function表示被积函数,或者被赋值的符号表达式;variable为积分变量;a为积分下限,b为积分上限,a和b默认时则求不定积分。
3、信号的相加和相乘运算
信号的相加和相乘是信号在同一时刻取值的相加和相乘。
因此Matlab对于时间信号的相加和相乘都是基于向量的点运算。
4、连续信号的卷积运算
卷积积分是信号与系统时域分析的重要方法之一。
定义为:
Matlab 进行卷积计算可通过符号运算方法和数值计算方法实现。
(1)Matlab 符号运算法求连续信号卷积
从卷积定义出发,可以利用Matlab 符号运算法求卷积积分,但要注意积分变量和积分限的选取。
例:试用Matlab 符号运算法求卷积y(t)=[u(t)-u(t-1)]*[u(t)-u(t-1)]。
(2)Matlab 数值计算法求连续信号的卷积
⎰+∞∞-=*=-2121d )t (f )(f )t (f )t (f )t (f ττ
τ
例:试用Matlab 数值计算法求信号和
的卷积。
)2t (u )t (u )t (f 1--=)t (u e )t (f 3t 2-
=
三、实验内容
1、已知信号的波形(课本P11例题),画出
的波形图。
2、使用微分命令求关于变量x 的一阶导数;使用积分命令计
算不定积分 ,定积分。
()()()()
2332----t f t f t f t f ,,
,xsinxlnx y =dx
x ax x ⎰⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-225()dx x xe x ⎰+102
1
Hz f 12=Ω=π
3、已知,使用命令画出两信号和及两信号乘积
的波形图。
其中,
4、
()()()t t f t t f Ω=Ω=8sin ,sin 2
1。