连续时间信号和系统时域分析及MATLAB实现

MATLAB课程设计任务书姓名：王**学号：2010******010题目:连续时间信号和系统时域分析及MATLAB实现初始条件：MATLAB7.5.0，WindowsXP系统实验任务：一、用MATLAB实现常用连续时间信号的时域波形（通过改变参数，分析其时域特性）。1、单位阶跃信号，2、单位冲激信号，3、正弦信号，4、实指数信号，5、虚指数信号，6、复指数信号。二、用MATLAB实现信号的时域运算1、相加，2、相乘，3、数乘，4、微分，5、积分三、用MATLAB实现信号的时域变换（参数变化，分析波形变化）1、反转，2、使移（超时，延时），3、展缩，4、倒相，5、综合变化四、用MATLAB实现信号简单的时域分解1、信号的交直流分解，2、信号的奇偶分解五、用MATLAB实现连续时间系统的卷积积分的仿真波形给出几个典型例子，对每个例子，要求画出对应波形。六、用MATLAB实现连续时间系统的冲激响应、阶跃响应的仿真波形。给出几个典型例子，四种调用格式。七、利用MATLAB实现连续时间系统对正弦信号、实指数信号的零状态响应的仿真波形。目录1MATLAB简介...............................................................................11.1MATLAB设计目的....................................................................11.2MATLAB语言特点...................................................................12常用连续时间信号的时域波形....................................................12.1单位阶跃信号.............................................................................12.2单位冲激信号.............................................................................22.3正弦信号.....................................................................................32.4实指数信号...............................................................................42.5虚指数信号...............................................................................52.6复指数信号...............................................................................63连续时间信号的时域运算...........................................................73.1相加.............................................................................................73.2相乘.............................................................................................83.3数乘.............................................................................................93.4微分.........................................................................................103.5积分...........................................................................................114.1反转...........................................................................................124.2时移...........................................................................................134.3展缩...........................................................................................144.4倒相...........................................................................................154.5综合变化...................................................................................165连续时间信号简单的时域分解..................................................175.1信号的交直流分解...................................................................175.2信号的奇偶分解.......................................................................196连续时间系统的卷积积分的仿真波形......................................207连续时间系统的冲激响应、阶跃响应的仿真波形..................237.1IMPULSE（）函数..................................................................237.2STEP（）函数.......................................................................278连续时间系统对正弦信号、实指数信号的零状态响应的仿真波形..........................................................................................................318.1正弦信号的零状态响应..........................................................318.2实指数信号的零状态响应......................................................329小结..............................................................................................3411MATLAB简介1.1MATLAB设计目的深入研究连续时间信号和系统时域分析的理论知识。利用MATLAB强大的图形处理功能、符号运算功能以及数值计算功能，实现连续时间信号和系统时域分析的仿真波形1.2MATLAB语言特点MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。MATLAB的最重要特征使他拥有解决特定应用问题的程序组，也就是TOOLBOX(工具箱)，如信号处理工具箱，控制系统工具箱、神经网络工具箱、模糊逻辑工具箱、通信工具箱和数据采集工具箱等许多专用工具箱，对大多数用户来说，要想灵活、高效地运用这些工具箱，通常都需要学习相应的专业知识。2常用连续时间信号的时域波形连续信号又称为模拟信号，其信号存在于整个时间范围内，包括单位阶跃信号，单位冲激信号，正弦信号，实指数信号，虚指数信号，复指数信号。2.1单位阶跃信号单位阶跃信号的定义如下：单位阶跃信号的MATLAB程序:t=-0.5:0.01:5;t0=1.0;q=stepfun(t,t0);plot(t,q);2axisequal其信号图如下：2.2单位冲激信号MATLAB实现程序如下:t=-5:0.01:5;a=(t==0);plot(t,a);信号图如下：32.3正弦信号正弦信号其MATLAB实现程序如下：t=-1:0.0001:1;A=6;f=5;b=1;u=A*sin(2*pi*f*t+b);plot(t,u)axis([-11-6.56.5])其信号图如下：42.4实指数信号实指数信号可由下面的表达式来表示：MATLAB实现程序如下：t=0:0.002:3;A=3;a=0.5;b=A*exp(a*t);plot(t,b)axis([-0.23.1-0.214])其信号图如下：52.5虚指数信号虚指数信号可由下面的表达式来表示：A=2，的虚指数信号的MATLAB实现程序如下t=0:0.001:20;a=2;w=pi/4;b=a*exp(i*w*t);subplot(221),plot(t,real(b)),axis([0,20,-4,4]),title('实部')subplot(222),plot(t,imag(b)),axis([0,20,-4,4]),title('虚部')subplot(223),plot(t,abs(b)),axis([0,20,1,4]),title('模')6subplot(224),plot(t,angle(b)),axis([0,20,-4,4]),title('相角')其信号图如下：2.6复指数信号复指数信号可由下面的表达式来表示：MATLAB实现程序如下：t=0:0.01:4;a=-1;A=1;b=12;c=A*exp((a+i*b)*t);subplot(221),plot(t,real(c)),title('实部')7subplot(222),plot(t,abs(c)),title('模')subplot(223),plot(t,imag(c)),title('虚部')subplot(224),plot(t,angle(c)),title('相角')其信号图如下：3连续时间信号的时域运算3.1相加要实现两信号的相加，即f（t）=f1（t）+f2（t）f1（t）为单位阶跃信号，f2（t）为正弦信号，两信号相加的实现程序如下，t=-6:0.0001:10;t0=2;8a=stepfun(t,t0);b=sin(2*pi*t);f=b+a;plot(t,f)axis([-610-33])其信号图如下：3.2相乘要实现两信号的相乘，即f（t）=f1（t）*f2（t）f1（t）为单位阶跃信号，f2（t）为正弦信号，两信号相乘的实现