Matlab课程设计连续时间系统的复频域分析与仿真.docx

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1、郑州航空工业管理学院电子信息系统仿真课程设计2013级电子信息工程专业131308143班级题目连续时间系统的复频域分析与仿真姓名学号131308143指导老师二。一五年卜二月十日连续时间系统的复频域分析与仿真一.试验目的1 .驾驭探讨连续时间信号和系统频域分析的理论学问进行。2 .绘出典型单边信号的时域波形。3 .绘出拉普拉斯变换的曲面图及连续时间系统极零点图。4 .能够分析系统的稳定性。二.试验原理1 .连续时间系统的复频域描述=yT系统冲击响应的拉氏变换山(川X(三)系统激励信号的拉氏变换小系统函数的实质就是系统单位冲激响应力的拉普拉斯变换。因此，系统函数也可以定义为：H(三)=hte-

2、jdt所以，系统o函数的一些特点是和系统的时域响应力的特点相对应的。假设描述一个连续时间系统的线性常系数微分方程为：对式1两边做拉普拉斯变换，则有之年什=次次XA-OA()Y(三)Z外=黑卡X(三)ZaRA-O式2告知我们，对于一个能够用线性常系数微分方程描述的连续时间系统，它的系统函数是一个关于复变量S的有理多项式的分式，其分子和分母的多项式系数与系统微分方程左右两端的系数是对应的。依据这一特点，可以很简单的依据微分方程写出系统函数表达式,或者依据系统函数表达式写出系统的微分方程。在MAT1.AB中，表达系统函数Mn的方法是给出系统函数的分子多项式和分母多项式的系数向量。由于系统函数的分子和

3、分母的多项式系数与系统微分方程左右两端的系数是对应的，因此，用MAT1.AB表示系统函数，就是用系统函数的两个系统向量表示。2 .系统函数的零极点分布图系统函数的零极点图能够直观地表示系统的零点和极点在sT-面上的位置，从而比较简单分析系统函数的收敛域和稳定性。3 .系统函数的极点分布与系统的稳定性和因果性之间的关系j(r)/3同时，我们还应当记得，一个信号的傅里叶变换的存在条件就是这个信号满意肯定可积条件，所以，假如系统是稳定的话，那么，该系统的频率响应也必定是存在的。又依据傅里叶变换与拉普拉斯变换之间的关系，可进一步推理出，稳定的系统，其系统函数的收敛域必定包括虚轴。稳定的因果系统，其系统

4、函数的全部极点肯定位于S平面的左半平面。所以，对于一个给定的1.Tl系统，它的稳定性、因果性完全能够从它的零极点分布图上直观地看出。三.试验步骤与试验程序1.将绘制零极点图的扩展splane为文函数文件splane以件名存盘。%splane%Thisfunctionisusedtodrawlhczcr-polcplotinIhCs-plancfunctionsplane(nun.den)=roots(den);%Deienninethepoles%Determinethezerosq=roots(nm);P=p：q=q;x=nax(abs(Iq);%Determinetherangeofrea

5、l-axisx=x+l;lot(-xx,(0O|,:);hoklon;plot()0.-yy.:);holdon:lot(real(p).inag().x,holdon:plot(rcal(q),inag(q).oKholdon;title(zcro-polcplot);%Determinetherangeofimaginary-axis%Drawhereal-axis%Drawtheimaginary-axis%Drawthepoles%Drawthezerosxlabel(RealParOiyIabelCImaginaIPart)axis(-xx-yy);%DClCrminCthedisp

6、lay-range2.因果系统函数(三)=,绘制出系统的零极点图、系统的单位冲激响应、系统的幅度频率响应和相位频率相应的图形。%Program3%ThisProgramisusedtocomputeanddrawtheplotsofthefrequencyresponse%ofacontinuous-timesystemb=;%Thecoefficientvectoroftherightsideofthedifferentialequationa=I32:%ThecoefficientvectoroftheleftsideofthedifferentialequationH,w=freqs(b

7、,a);%ComputethefrequencyresponseHHin=abs（三）;%ComputethemagnituderesponseHnihai=angle（三）;%ComputethephaseresponsephaiHr=real（三）;%ComputetherealpartofthefrequencyresponseHi=imag（三）;%Computetheimaginarjpartofthefrequencyresponsesubplot(22)plot(w.Hm),gridon.IitlcCMagnitudcresponse),xlabcl(Frcqucncyinrad

8、sec)subplot(223)plot(w.phai).gridon.tillc(Phascresponse),XlabCI(Frequencyin11dcc)subplot(222)lot(w,Hr),gridon,IiUeCRealpartoffrequencyresponse).xlabcl(Frcqucncyinradcc)subplot(224)plot(w,Hi).gridon.IitIcCIinaginarypartoffrequencyresponse).xlabcl(Frcqucncyinradcc)Fvlagnituderesponse05Frequencyinrad/s

9、ecPhaserespse0.20.40.2Realpartoffrequencyresponse0.60510FrequencyinradsecImaginarypartoffrequencyresponse510Frequencyinrad，ScC-0.1-0.2-0.3510Frequencyinrads3.拉普拉斯变换的曲面图y1=-0.3:0,03:0.3;XI=-0.3:0.03:0.3：x,yl=neshgrid(x!,yl);s=x+i*y;ls=abs(Is);mesh(x,y,ls);surf(x.y.ls);IiUeC单位阶跃信号的拉氏变换曲面图上colo11nap(hs

10、v);axis(-0.4.0.4,-0.4X).4A80);四.总结原来以为会做不出来这个东西，后来发觉只要专心就可以，只是自己用软件绘制系统的零极点图、系统的单位冲激响应、系统的幅度频率响应和相位频率相应的图形时，有一个图和百度上的不大一样。推出r稳定的系统，其系统函数的收敛域必定包括虚轴。稔定的因果系统，其系统函数的全部极点肯定位于S平面的左半平面。在做拉普拉斯的曲面图时用的数据为yI=-O.2:0.01:0.2,xl=-0.2:0.01:0.2,axis(-0.2,0.2,-0.2,0.2,60),有警告，应当是坐标轴的设置与xl,yl的设置不符。后调试为图中的数据。指导老师评语:课程设计成果：指导老师签名：年月曰