信号与线性系统实验频域分析连续时间信号与系统.doc

职教学院电子Z111班 覃春苗 201102203001 实验三 频域分析连续时间信号与系统 【实验目的】 通过借助MATLAB实现连续时间信号与系统的频域分析，熟悉和掌握MATLAB有关频域和复频域分析信号与系统的基本命令函数。 【实验原理】 1.MATLAB信号处理工具箱提供的freqs函数可直接计算系统的频率响应的数值解。其调用格式如下 H=freqs(b,a,w) 其中，a和b分别是H(jw)的分母和分子多项式的系数向量，w为形如w1:p:w2的向量，定义系统频率响应的频率范围，w1为频率起始值，w2为频率终止值,p为频率取样间隔。H返回w所定义的频率点上，系统频率响应的样值。 2.MATLAB实现命令 1）[r,p,k]=residue(b,a) 功能：建立零极点留数形式的系统)函数 2）[z,p,k]=tf2zp(b,a) ，[b,a]=zp2tf(z,p,k) 功能：实现系统函数的传递函数与零极点增益形式之间的相互转换 注意：[b,a]=zp2tf(z,p,k) 中z,p,k为列向量 3）[r,p,k]=residue(b,a) ，[b,a]=residue(r,p,k) 功能：实现系统函数的传递函数与极点留数形式之间的相互转换 3.MATLAB提供的，用于分析连续时间系统的部分函数命令 1）计算系统函数的零极点 命令1：roots 功能： z=roots(b) 求系统的零点； p=roots(a) 求系统的极点； 命令2：z=tzero(sys) , p=pole(sys) 功能：z=tzero(sys)得到系统的零点，p=pole(sys) 求系统的极点 2）作出系统函数的零极点分布图 命令：pzmap(sys) 功能：绘制零极点图(poles-zeros map) 3）将系统函数的部分分式展开 命令：[r,p,k]=residue(b,a) 功能：的部分分式展开 4）求系统的频率特性（） 命令：[H,w]=freqs(b,a) 功能：计算系统的频率响应 说明：命令中，w自动取200个不同的频率值。 【实验内容】 练习题1 在频率范围内作出双边信号的幅度频谱图和相位频谱图。 w=[-100:0.02:100]; % 频率离散化 X=[1./(4-j*w)]+[1./(4+j*w)]; % 求频谱 subplot(2,1,1);plot(w,abs(X)); % 画出幅度频谱图 xlabel(w rad/s);ylabel(|X(w)|); title(电子Z111 覃春苗 201102203001); subplot(2,1,2);plot(w,angle(X)); % 画出相位频谱图 xlabel(w rad/s);ylabel(arg[X(w)]); 练习题2 使用roots命令计算系统的零极点，并用pzmap(sys)命令做出零极点分布图。 b=[1 -4 10.25]; % 系统函数的分子多项式的系数向量 a=[1 9 49 145]; % 系统函数的分母多项式的系数向量 sys=tf(b,a) %由分子分母多项式的系数向量生成系统函数的传递函数形式 z=roots(b) % 求系统的零点 p=roots(a) %求系统的极点 pzmap(sys) %绘制零极点分布图 title(电子Z111 覃春苗 201102203001); 练习题3 使用命令[r,p,k]=residue(b,a)把系统函数转换成部分分式形式 b=[1 2 -2]; % 系统函数的分子多项式的系数向量 a=[1 2 -1 -2]; % 系统函数的分母多项式的系数向量 [r,p,k]=residue(b,a) %求出系统的按部分分式展开时的留数、极点和整式多项式的系数 % 注意：[r,p,k]的顺序不要乱 title(电子Z111 覃春苗 201102203001); 练习题4 零点在，极点在，增益。 请用zpk和tf命令建立系统的系统函数。 练习题4 2）系统是否稳定？若稳定，用freqs作出系统的幅频特性曲线图和相频特性曲线图。 稳定。 b=[1 -0.5]; %系统函数分子多项式的系数向量 a=conv(1,[1 0.2 25.01]);%求系统函数分母多项式的系数向量 [H,w]=freqs(b,a); %求系统的频率特性 subplot(2,1,1);plot(w,abs(H)); % 绘制系统幅频特性曲线图 xlabel(Frequency(rad/s)); ylabel(Amp