最新东南大学信息学院matlab上机考试题及答案.docx

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最新东南大学信息学院matlab上机考试题及答案

东南大学信息学院2012年MATLAB上机考试题及答案

MATLAB上机测验题

（考试时间：

2:

20----4:

20）

姓名学号

考试要求：

1、要求独立完成不得与他人共享，答卷雷同将做不及格处理。

2、答卷用Word文件递交，文件名为学号+姓名.doc，试卷写上姓名及学号。

3、答卷内容包括：

（1）程序；

（2）运行结果及其分析；

（3）图也要粘贴在文档中。

上机考题：

一、系统传递函数为

，按照以下要求求解：

1）求其极零点图，判断系统的稳定性，画出系统的频谱特性；

2）当系统输入信号为：

，

时，画出系统的输出。

（1）代码如下：

clc

clear

b=[110];

a=[1,-1,0.81];

sys=tf（b,a,-1）;

figure

pzmap（sys）;

saveas（gcf,'p1_1','bmp'）;

figure

w=0:

0.1:

20;

freqz（b,a,w）;

saveas（gcf,'p1_2','bmp'）;

%第二问开始

figure;

n=0:

50;

x=5+cos（0.2*pi*n）+2*sin（0.7*pi*n）;

lsim（sys,x）

saveas（gcf,'p1_3','bmp'）;

运行结果如下：

图1-1

图1-2

系统极零图如图1-1所示，通过该离散系统的极零图可以看出，极点全部都在单位圆内，所以系统是稳定的。

系统的频谱特性曲线如图1-2所示

（2）运行结果如下图所示

图1-3

图1-3为系统在x（n）激励下的输出，其中灰色部分为输入信号，蓝色为输出信号。

二、系统传递函数为

，

1）画出系统的零极点图，判断稳定性；

2）给定频率范围为[0,10]，步长为0.1，画出其频率响应；

3）画出系统的单位脉冲响应。

（1）代码如下：

clc

clear

b=[111300];

a=[19459750];

sys=tf（b,a）;

figure

pzmap（sys）;

saveas（gcf,'p2_1','bmp'）;

%第二问

figure

w=0:

0.1:

10;

freqs（b,a,w）;

saveas（gcf,'p2_2','bmp'）;

%第三问

figure

impulse（sys）;

saveas（gcf,'p2_3','bmp'）;

运行结果如下：

图2-1

极零图如上图所示，该连续系统的极点均在左半平面，所以系统稳定。

（2）系统的频率响应如下图所示：

图2-2

（3）该系统的单位脉冲响应如下图所示：

图2-3

三、系统传递函数为

，初始状态为

，激励信号为

，求系统的零输入、零状态和全响应。

由题目条件可以得到方程组：

q’’（0）+3q’（0）+2q（0）=0;

q’（0）+3q（0）=1;

q’’（0）+3q’（0）=2;

求得x0=[q’（0）q（0）]=[4-1]

代码如下：

clc

clear

A=[132;013;110];

B=[0;1;2];

X=inv（A）*B;%求解方程组

x0=[X

（2）,X（3）];

figure

b=[13];

a=[132];

sys=tf（b,a）;

[ABCD]=tf2ss（b,a）;

sys=ss（A,B,C,D）;

t=0:

0.1:

10;

z=zeros（size（t））;

e=exp（-2*t）.*（e（t）-e（t-6））;

subplot（3,1,1）;

lsim（sys,z,t,x0）

title（'零输入响应'）

subplot（3,1,2）;

lsim（sys,e,t）

title（'零状态响应'）

subplot（3,1,3）;

lsim（sys,e,t,x0）;

title（'全响应'）

saveas（gcf,'p3_1','bmp'）;

运行结果如下：

图3-1

四、信号

，以

进行采样，N分别为

（1）N＝70、

（2）N＝200，给出两种条件下信号x（t）的频谱图（用FFT命令），并分析差异以及产生差异的原因。

代码如下：

clc

clear

N=70;%第二次改为N=200

n=0:

N-1;

t=0.01*n;

F=zeros（1,1000）

x=2*sin（4*pi*t）+5*cos（8*pi*t）;

F（1:

N）=x;

fori=1:

N

w（i）=（i-1）*0.2*pi;

end

figure;

G=fft（F,N）/100;%取样间隔0.01s

subplot（2,1,1）;

plot（abs（G）,'r'）;xlabel（'w'）;ylabel（'G'）;

title（['N=',num2str（N）]）

subplot（2,1,2）;

plot（angle（G））;xlabel（'w'）;ylabel（'Phi'）;

saveas（gcf,'p4_1','bmp'）;%第二次改为p4_2

运行结果如下：

图4-1

图4-2

N=70和N=200相比较，N=200的频谱图像在频率边缘非常“陡”，产生了截断效应，原因是N=200时，原函数是周期函数。