一,实验目得
针对拉普拉斯变换及其反变换,了解定义、并掌握matlab实现方法;掌握连续时间系统函数得定义与复频域分析方法;利用MATLAB加深掌握系统零极点与系统分布。
二,实验原理
1、拉普拉斯变换
调用laplace与ilaplace函数表示拉氏变换与拉氏反变换: L=laplace(F)符号表达式F得拉氏变换,F中时间变量为t,返回变量为s得结果表达式。
L=laplace(F,t)用t替换结果中得变量s。
F=ilaplace(L)以s为变量得符号表达式L得拉氏反变换,返回时间变量为t得结果表达式。
F=ilaplace(L,x)用x替换结果中得变量t。
2、连续时间系统得系统函数 3、连续时间系统得零极点分析
求多项式得根可以通过roots来实现:
r=roots(c) c为多项式得系数向量,返回值r为多项式得根向量。 绘制系统函数得零极点分布图,可调用pzmap函数:
Pzmap(sys)绘出由系统模型sys描述得系统得零极点分布图。 [p,z]=pzmap(sys)返回极点与零点,不绘出分布图。
三,实验内容
(1)已知系统得冲激响应h(t)=u(t)-u(t-2),输入信号x(t)=u(t),试采用复频域得方法求解系统得响应,编写MATLAB程序实现。 MATLAB程序如下:
syms t h x y H X
h = heaviside(t) - heaviside(t - 2) x = heaviside(t) H = laplace(h) X = laplace(x) Y = X*H
y = ilaplace(Y) disp(y)
ezplot(y,[-5,4]) title('h(t)')
程序执行结果如下:
所以解得
(2)已知因果连续时间系统得系统函数分别如下:
①
②
试采用matlab画出其零极点分布图,求解系统得冲激响应h(t)与频率响应H(w),并判断系统就是否稳定。 ①
MATLAB程序如下: syms H s b = 1
a = [1,2,2,1] H = tf(b,a) pzmap(H)
axis([-2,2,-2,2]) figure
impulse(H)
程序执行结果如下:
该因果系统所有极点位于s面左半平面,所以就是稳定系统。
②
MATLAB程序如下: b = [1,0,1]
a=[1,2,-3,3,3,2] H = tf(b,a) figure pzmap(H)
axis([-3、5,3、5,-3、5,3、5]) figure
impulse(H)
程序执行结果如下:
该因果系统得极点不全位于S 平面得左半平面,所以系统就是不稳定系统。 (3)已知连续时间系统函数得极点位置分别如下所示:
试用MATLAB绘制下述6种不同情况下,系统函数得零极点分布图,并绘制响应冲激响应得时域波形,观察并分析系统函数极点位置对冲激响应时域特性得影响。 ①p=0 z = []
p = [0] k = [1]
[b,a] = zp2tf(z,p,k) sys = tf(b,a) pzmap(sys) impulse(sys)