一,实验目的
理解关于z变换及其反变换的定义和MATLAB实现,理解系统零极点分布与系统特性的关系。
二,实验原理
1.z变换
z变换调用函数Z=ztrans(F) z反变换调用函数F=ilaplace(Z)
2.离散时间系统的系统函数 3.离散时间系统的零极点分析
可以通过调用函数zplane:
zplane(b,a):b、a为系统函数的分子、分母多项式的系数向量。 zplane(z,p):z、p为零极点序列。
三,实验内容
(1)已知因果离散时间能系统的系统函数分别为:
①??(??)=???????.?????????.????????+??.?? ②??(??)=??????+???????????+???????
试采用MATLAB画出其零极点分布图,求解系统的冲击响应h(n)和频率响应H(??????),并判断系统是否稳定。
????+????+??
????+????+??
①??(??)=???????.?????????.????????+??.?? MATLAB程序如下: b=[1 2 1]
a=[1 -0.5 -0.005 0.3] subplot(131) zplane(b,a) subplot(132) impz(b,a,0:10) subplot(133) [H,w]=freqz(b,a) plot(w/pi,H)
程序执行结果如下:
????+????+??
由程序执行结果,当t趋于无穷,响应趋于0,所以该系统是稳定系统。
②??(??)=??????+???????????+???????
MATLAB程序如下: b=[1]
a=[1 -1.2*2^(1/2) 1.44] subplot(131) zplane(b,a) subplot(132) impz(b,a,0:10) subplot(133) [H,w]=freqz(b,a) plot(w/pi,H)
程序执行结果如下:
????+????+??
由程序执行结果,t趋于无穷,系统响应发散,故该系统是不稳定系统。
(2)已知离散时间系统系统函数的零点z和极点p分别为:
试用MATLAB绘制下述6种不同情况下,系统函数的零极点分布图,并绘制相应单位抽样响应的时域波形,观察分析系统函数极点位置对单位抽样响应时域特性的影响和规律。
①z=0,p=0.25 MATLAB程序如下: b=[1 0]
a=[1 -0.25] sys=tf(b,a) subplot(211) zplane(b,a) subplot(212) impz(b,a)
程序执行结果如下: