信号与系统实验报告

学生实验报告（理工类）课程名称：信号与系统实验专业班级：电子信息（1）班学生学号：********** 学生姓名：严生生所属院部：信息技术学院指导教师：杨婧20 11 ——20 12 学年第 1 学期金陵科技学院教务处制实验报告书写要求实验报告原则上要求学生手写，要求书写工整。

若因课程特点需打印的，要遵照以下字体、字号、间距等的具体要求。

纸张一律采用A4的纸张。

实验报告书写说明实验报告中一至四项内容为必填项，包括实验目的和要求；实验仪器和设备；实验内容与过程；实验结果与分析。

各院部可根据学科特点和实验具体要求增加项目。

填写注意事项（1）细致观察，及时、准确、如实记录。

（2）准确说明，层次清晰。

（3）尽量采用专用术语来说明事物。

（4）外文、符号、公式要准确，应使用统一规定的名词和符号。

（5）应独立完成实验报告的书写，严禁抄袭、复印，一经发现，以零分论处。

实验报告批改说明实验报告的批改要及时、认真、仔细，一律用红色笔批改。

实验报告的批改成绩采用百分制，具体评分标准由各院部自行制定。

实验报告装订要求实验批改完毕后，任课老师将每门课程的每个实验项目的实验报告以自然班为单位、按学号升序排列，装订成册，并附上一份该门课程的实验大纲。

实验项目名称：常用连续信号的表示实验学时： 1同组学生姓名：实验地点： B402实验日期：实验成绩：批改教师：杨婧批改时间：一、实验目的和要求熟悉MATLAB软件，利用MATLAB软件，绘制出常用的连续时间信号。

二、实验仪器和设备586以上计算机，装有MATLAB7.0软件。

三、实验过程1，绘制正弦信号f（t）=Asin（ωt+ψ），其中A=1，ω=2π, ψ=π/6; 2,绘制指数信号f（t）=Ae^at，其中A=1，a=-0.4；3，绘制矩形脉冲信号，脉冲宽度为2；4，绘制三角波脉冲信号，脉冲宽度为4；斜度为0.5；5，对上题三角波脉冲信号进行尺度变换，分别得出f（2t），f（2-2t）；6，绘制抽样函数Sa(t),t取值在-3π到+3π之间；7，绘制周期矩形脉冲信号，参数自定；8，绘制周期三角脉冲信号，参数自定；1，打开MATLAB界面，建立新文件。

2，根据实验要求，编写程序。

3，调试运行程序，并修改完善。

4，保存设计成果，撰写实验报告。

四、实验结果与分析1,正弦信号%program7_2 Sinusoidal signal ft=A*sin(w0*t+phi)A=1;w0=2*pi;phi=pi/6;t=0:0.001:8;ft=A*sin(w0*t+phi);plot(t,ft);grid on;2，指数信号%program7_1 Decaying exponential signal y=A*exp(a*t) A=1;a=-0.4;t=0:0.01:10;ft=A*exp(a*t);plot(t,ft);grid on;3矩形脉冲信号%program7_4 Rectangular pulse signal t=0:0.001:4;T=1;ft=rectpuls(t-2*T,2*T);plot(t,ft);grid on;axis([0 4 -0.5 1.5]);4，三角形脉冲信号%program7_6 Triangular pulse signal t=-3:0.001:3;ft=tripuls(t,4,0.5);plot(t,ft);grid on;axis([-3 3 -0.5 1.5]);5，一般周期矩形和三角形脉冲信号%program7_8 Periodic pulse generator T=0:1/1E3:1;D=0:1/3:1;Y=pulstran(T,D,'rectpuls',0.1); figure(1);plot(T,Y);6，抽样函数program7_3 Sample function t=-3*pi:pi/100:3*pi;ft=sinc(t/pi);plot(t,ft);grid on;7，周期矩形脉冲信号%program7_4 Periodic Rectangular pulse signal t=-0.0625:0.0001:0.0625;y=square(2*pi*30*t,75);plot(t,y);axis([-0.0625 0.0625 -1.5 1.5]);8, 周期三角形信号%program7_7 Periodic Triangular pulse signal t=-5*pi:pi/10:5*pi;x=sawtooth(t,0.5);plot(t,x);axis([-16 16 -1.5 1.5]);grid on;实验项目名称：连续时间系统分析 实验学时： 2 同组学生姓名： 实验地点： B402 实验日期： 10-25 实验成绩： 批改教师： 批改时间：一、 实验目的利用MATLAB 软件对系统进行冲激响应、零状态响应、频率响应的求解并领会其物理意义；掌握周期信号的傅立叶级数系数以及功率谱的计算。

二、 实验内容a) 一力学系统，其系统微分方程为(t)100100y(t))t ('2y )t (''y δ=++，求该系统冲激响应；b) 一系统微分方程为f(t)100y(t))t ('2y )t (''y =++，若t 10sin2)t (f π=，求该系统零状态响应；c) 一系统微分方程为3x(t)3y(t)t)('y =+，求该系统的频率响应（绘出其幅值和相位特性曲线）；d) 一系统微分方程为5x(t)(t)'x'y(t))t ('4y t)(''3y +=++，求该系统的频率响应（绘出其幅值和相位特性曲线）；e) 计算教材例3-1-2周期三角波信号的傅立叶级数系数并绘出其频谱。

f) 计算信号t)f cos(2t)f 2(cos )t (x 21ππ+=的功率并绘制其功率谱，其中f 1=37Hz,f 2=219Hz 。

三、 实验设备586以上计算机，装有MATLAB7.0软件四、 实验原理和方法上机操作五、 实验步骤1、打开MATLAB 界面，建立新文件。

2、根据实验要求，编写程序。

3、调试运行程序，并修改完善。

4、保存设计成果，撰写实验报告。

六、实验结果与分析1、一力学系统，其系统微分方程为(t)100100y(t))t ('2y )t (''y δ=++，求该系统冲激响应；ts=0;te=5;dt=0.01;sys=tf([10],[1 2 100]);t=ts:dt:te;y=impulse(sys,t);plot(t,y);xlabel('t(sec)');ylabel('y(t)');grid on;2、一系统微分方程为f(t)100y(t))t ('2y )t (''y =++，若t 10sin2)t (f π=，求该系统零状态响应；ts=0;te=5;dt=0.01;sys=tf([1],[1 2 100]);t=ts:dt:te;f=10*sin(2*pi*t);y=lsim(sys,f,t);plot(t,y);xlabel('t(sec)');ylabel('y(t)');grid on;3、一系统微分方程为3x(t)3y(t)t)('y =+，求该系统的频率响应（绘出其幅值和相位特性曲线）；%lab1.ma=[1 3];b=3;freqs(b,a);4、一系统微分方程为5x(t)(''=++，求该系统的频率t)3y+4y'x'(t)y(t))t('响应（绘出其幅值和相位特性曲线）；%lab2.ma=[3 4 1];b=[0 0 5];freqs(b,a);5、计算教材例3-1-2周期三角波信号的傅立叶级数系数并绘出其频谱。

N=10;n1=-N:-1;c1=-4*j*sin(n1*pi/2)/pi^2./n1.^2;%计算n=-N到－1时的傅立叶级数系数c0=0;%计算n=0到N时的傅立叶级数系数n2=1:N;c2=-4*j*sin(n2*pi/2)/pi^2./n2.^2;%计算n=1到N时的傅立叶级数系数cn=[c1 c0 c2];n=-N:N;subplot(2,1,1);stem(n,abs(cn));ylabel('cn的幅度');subplot(2,1,2);stem(n,angle(cn));ylabel('cn的相位');xlabel('\omega/\omega_0');6、计算信号t)f cos(2t)f 2(cos )t (x 21ππ+=的功率并绘制其功率谱，其中f 1=37Hz,f 2=219Hz 。

ts=0.001;fs=1/ts;t=[0:ts:10];x=cos(2*pi*37*t)+cos(2*pi*219*t);p=(norm(x)^2)/length(x);psd=spectrum(x,1024);pause %按任意键可看到信号的功率ppause %按任意键可看到功率谱specplot(psd,fs)七、实验注意事项爱护机器，遵守规章制度实验项目名称：连续时间系统的复频域分析实验学时： 3 同组学生姓名： 实验地点： B402 实验日期： 2011-11-8 实验成绩： 批改教师： 批改时间：一、 实验目的利用MATLAB 软件掌握Laplace 正变换与反变换，对F （s ）进行部分分式展开，求系统函数的零极点并画出零极点分布图，并判断系统是否稳定。

二、 实验内容1. 求函数)t ()at (sin e )t (f t ε-=的Laplace 变换；2. 求1)/(s s F(s)22+=的Laplace 反变换；3. 对3s)4s 2)/(s s (F(s)23+++=进行部分分式展开；4. 求出系统函数)22s s /()1s ()s (H 2++-=的零极点并画出零极点分布图；5. 画出系统函数)12s 2s s /(1)s (H 23+++=的零极点分布图，求出系统的单位冲激响应h(t)和幅频响应)j (H ω，并判断系统是否稳定。

三、 实验设备586以上计算机，装有MATLAB7.0软件四、 实验原理和方法上机操作五、 实验步骤1、打开MATLAB 界面，建立新文件。

2、根据实验要求，编写程序。

3、调试运行程序，并修改完善。

4、保存设计成果，撰写实验报告。

六、实验结果与分析1. %program9_12_1 Inverse Laplace transform using Laplace functionf=sym('exp(-t)*sin(a*t)');F=laplace(f);pauseF结果：F = a/((s+1)^2+a^2)2. %program9_12_2 Inverse Laplace transform using ilaplace functionF=sym('s^2/(s^2+1)');ft=ilaplace(F);pauseft结果：ft =dirac(t)-sin(t)3.%program9_11 Impulse response,amplitude frequency response an stability analysis of LTI H(S)num=[1];den=[1 2 2 1];sys=tf(num,den);poles=roots(den);pausefigure(1);%系统函数的零极点分布图pzmap(sys);t=0:0.02:10;h=impulse(num,den,t);pausefigure(2);%系统的单位冲激响应plot(t,h);xlabel('t(s)');ylabel('h(t)');title('Impulse Respone');[H,w]=freqs(num,den);pausefigure(3);%系统的幅频响应plot(w,abs(H));xlabel('ang.freq.\omega(rad/s)');ylabel('|H(j\omega)|');title('Magnitude Respone');结果：ans = -1/6 -1/2 2/3ans = -3 -1 0ans = []4. %求出系统函数H(S)=(s-1)/(s^2+2s+2)的零极点，并画出零极点分布图(1)%program9_10 pole-zero map of H(S) using plot functionb=[1 -1];a=[1 2 2];zs=roots(b);ps=roots(a);plot(real(zs),imag(zs),'o',real(ps),imag(ps),'kx','markersize',12);axis([-2 2 -2 2]);grid on;legend('零点','极点');（2）%求出系统函数H(S)=(s-1)/(s^2+2s+2)的零极点，并画出零极点分布图%program9_10_1 pole-zero map of H(S) using pzmap functionb=[1 -1];a=[1 2 2];sys=tf(b,a);pzmap(sys);5. %画出系统函数为H(S)=1/(s^3+2s^2+2s+1)的零极点分布图；求出系统的单位冲激响应h(t)和幅频响应|H(jw)|,并判断系统是否稳定%program9_11 Impulse response,amplitude frequency response an stability analysis of LTI H(S)num=[1];den=[1 2 2 1];sys=tf(num,den);poles=roots(den);pausefigure(1);%系统函数的零极点分布图pzmap(sys);t=0:0.02:10;h=impulse(num,den,t);pausefigure(2);%系统的单位冲激响应plot(t,h);xlabel('t(s)');ylabel('h(t)');title('Impulse Respone');[H,w]=freqs(num,den);pausefigure(3);%系统的幅频响应plot(w,abs(H));xlabel('ang.freq.\omega(rad/s)'); ylabel('|H(j\omega)|');title('Magnitude Respone');七、实验注意事项爱护机器，遵守规章制度实验项目名称：离散时间系统分析实验学时： 4 同组学生姓名：实验地点： B402 实验日期：实验成绩：批改教师：批改时间：一、实验目的和要求利用MATLAB软件掌握离散信号的表示，学会计算离散信号卷积，求系统的单位函数响应，求系统的零极点并画出零极点分布图，并判断系统是否稳定。