信号与系统实验题目及答案

第一个信号实验的题目1实现下列常用信号（1）(5)ut；（2）(1)t；（3）cos(3)sin(2)tt；（4）()[(1)(2)]fttuttutt；（5）0.5()4cos(),010tftett2连续信号的基本运算与波形变换已知信号22,21()330ttft，试画出下列各函数对时间t的波形：（1）()ft（2）(2)ft（3）(2)ft（4）1(1)2dftdt（5）(2)tfd3连续信号的卷积运算实现12()()ftft，其中1()ft、2()ft从第2个题目中任选3对组合。4连续系统的时域分析（1）描述某连续系统的微分方程为()2()()()2()ytytytftft，求当输入信号为2()2()tfteut时，该系统的零状态响应()yt。（2）已知描述某连续系统的微分方程为2()()3()()ytytytft，试用MATLAB绘出该系统的冲激响应和阶跃响应的波形。实验一答案：（1）(5)ut在MATLAB软件的输入程序及显示波形如下：（2）(1)t在MATLAB软件的输入程序及显示波形如下：（3）cos(3)sin(2)tt在MATLAB软件的输入程序及显示波形如下：（4）()[(1)(2)]fttuttutt在MATLAB软件的输入程序及显示波形如下：（5）0.5()4cos(),010tftett在MATLAB软件的输入程序及显示波形如下：（1）()ft的输入程序及波形如下：（2）(2)ft的输入程序及波形如下：（3）(2)ft的输入程序及波形如下：（2）系统的冲激响应和阶跃响应如下：（4）1(1)2dftdt的输入程序及波形如下：（5）(2)tfd的输入程序及波形如下：（1）()ft和（2）(2)ft组合的卷积运算如下：（2）(2)ft和（3）(2)ft组合的卷积运算如下：（1）()ft和（3）(2)ft组合的卷积运算如下：（1）系统的零状态响应()yt如下：第二个信号实验题目1（1）用数值法求门函数4()Gt的傅里叶变换，并给出门函数的幅频特性曲线和相频特性曲线。（2）用符号法给出函数5()2()()3tfteut的傅里叶变换。（3）已知系统函数为3421()3ssHsss，画出该系统的零极点图。2（1）用数值法给出函数5(2)2()(2)3tfteut幅频特性曲线和相频特性曲线。（2）对函数5(2)2()(2)3tfteut进行采样，采样间隔为0.01。（3）已知输入信号为()sin(100)ftt，载波频率为1000Hz，采样频率为5000Hz，试产生输入信号的调幅信号。3（1）用符号法实现函数4()Gt的傅里叶变换，并给出门函数的幅频特性曲线和相频特性曲线。（2）已知系统函数为3421()3ssHsss，输入信号为()sin(100)ftt，求该系统的稳态响应。（3）已知输入信号为()sin(100)ftt，载波频率为100Hz，采样频率为400Hz，试产生输入信号的调频信号。4（1）已知系统函数为231()3ssHsss，画出该系统的零极点图。（2）已知函数5()2()()3tfteut用数值法给出函数(3)ft的幅频特性曲线和相频特性曲线。（3）实现系统函数3421()3ssHsss的频率响应。（4）已知输入信号为()cos(100)ftt，载波频率为100Hz，采样频率为400Hz，试产生输入信号的调相信号。5（1）用数值法给出函数5(2)2()(2)3tfteut幅频特性曲线和相频特性曲线。（2）用符号法实现函数22i的傅里叶逆变换。（3）已知输入信号为()5sin(200)ftt，载波频率为1000Hz，采样频率为5000Hz，试产生输入信号的调频信号。实验二答案：（1）用数值法求门函数4()Gt的傅里叶变换，并给出门函数的幅频特性曲线和相频特性曲线。t=linspace(-4,4,200);f=0*t;f(t=-2&t=2)=1;W=linspace(-4*pi,4*pi,200);F=0*W;forN=1:200forM=1:200F(N)=F(N)+8/200*f(M).*exp(-j*W(N)*t(M));endendsubplot(4,4,1);plot(t,f);subplot(4,4,2);plot(W,F);subplot(4,4,3);plot(W,abs(F));H=freqs(6,9,W);subplot(4,4,4);plot(W,angle(F))（2）用符号法给出函数5()2()()3tfteut的傅里叶变换。symstf;f=sym('(2/3)*exp(-5*t)*heaviside(t)');F=fourier(f);pretty(F)（3）已知系统函数为3421()3ssHsss，画出该系统的零极点图。num=[01011];den=[10103];G=tf(num,den);subplot(2,2,1);pzmap(G);00.511.522.533.544.5500.511.5幅频曲线00.511.522.533.544.55-4-2024相频曲线01234567891000.10.20.30.40.50.60.7-5-4-3-2-1012345-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81时间(s)幅值调幅信号第3个信号实验题目1计算序列)(2)(1nunfn与序列)5()()(2nununf的卷积和；2已知离散系统的差分方程为()5(1)6(2)()ynynynfn，求系统的频率响应，若()2()nfnun，求系统的零状态响应。3利用SIMULINK画出（2）的系统框图。实验三答案：1.计算序列)(2)(1nunfn与序列)5()()(2nununf的卷积和；n=0:1:10;x=2.^nstem(n,x)n=0:1:4x1=ones(1,5)stem(n1,x1)y=conv(x,x1)n2=0:1:14stem(n2,y)2.已知离散系统的差分方程为()5(1)6(2)()ynynynfn，求系统的频率响应，若()2()nfnun，求系统的零状态响应。b=[1];a=[1,-5,6];w=linspace(0,50,200);freqs(b,a,w)n=[0:10];f=2.^n;a=[1,-5,6];b=[1];y=[0];xic=filtic(b,a,y);y1=filter(b,a,f,xic)第4个信号实验题目1求()cos()()fnanun的Z变换和2()()azFzza的Z反变换。2已知某离散系统的系统函数为23221()0.50.0050.3zzHzzzz，试用MATLAB求出该系统的零极点，并画出零极点图，求系统的单位冲激响应和幅频响应，并判断系统是否稳定。3一系统的微分方程为()5()10()()ytytytft，试利用MATLAB求其系统的状态方程。4已知某连续时间系统的状态方程和输出方程为.111.222()()()230101()10()()xtxtftxtftxt111222()()()1110()01()10()ytxtftytxtft试用MATLAB计算其系统函数矩阵()Hs。实验四答案：求()cos()()fnanun的Z变换和2()()azFzza的Z反变换。1.symsanf=cos(a*n);F=ztrans(f);pretty(F)symskzFz=a*z/(z-a)^2;fk=iztrans(Fz,k);pretty(fk);2.已知某离散系统的系统函数为23221()0.50.0050.3zzHzzzz，试用MATLAB求出该系统的零极点，并画出零极点图，求系统的单位冲激响应和幅频响应，并判断系统是否稳定。b=[0,1,2,1]a=[1,-0.5,-0.005,0.3][R,P,K]=tf2zp(b,a)figure(1)zplane(b,a)legend('零点','极点');gridon;num=[0121]den=[1-0.5-0.0050.3]h=impz(num,den)figure(2)stem(h)[H,w]=freqz(num,den)figure(3)plot(abs(H))3.一系统的微分方程为()5()10()()ytytytft，试利用MATLAB求其系统的状态方程。a=[1];a=1b=[1510];b=1510[ABCD]=tf2ss(a,b);A=-5-10B=1100C=01D=04.已知某连续时间系统的状态方程和输出方程为.111.222()()()230101()10()()xtxtftxtftxt111222()()()1110()01()10()ytxtftytxtft试用MATLAB计算其系统函数矩阵()Hs。A=[23;0-1];num1=10-1B=[01;10];1-20C=[11;0-1];den1=1-1-2D=[10;10];num2=011[num1,den1]=ss2tf(A,B,C,D,1)000[num2,den2]=ss2tf(A,B,C,D,2)den2=1-1-2