《信号与系统matlab实践》考试题目答案.docx
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《信号与系统matlab实践》考试题目答案
MATLAB上机测验题
(考试时间:
2:
10----4:
10)
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、已知系统传递函数为:
,画出系统的零极点图,判断稳定性。
给定频率范围为[0,10],步长为0.1,画出其频率响应,同时求系统的单位脉冲响应曲线图。
源程序:
clear;
num=[111300];
den=[19459750];
figure
(1);
zplane(num,den);
title('系统的零极点图');
%极点均在虚轴左侧,系统稳定
w=0:
0.1:
10;
figure
(2);
freqs(num,den,w);
title('系统频率响应');
s=tf(num,den);
figure(3);
impulse(s);
title('单位脉冲响应曲线图');
运行结果:
(1)
极点均在虚轴左侧,系统稳定
(2)
(3)
二、系统函数,画出系统的幅频响应和相位响应图。
当系统输入为时,画出系统的输出。
源程序:
clear;
num=[100];
den=[10.80.5];
figure
(1);
freqz(num,den,128);
title('系统的幅频响应和相位响应图');
n=0:
200;
e=5+cos(0.2*pi*n)+2*sin(0.7*pi*n);
figure
(2);
s=tf(num,den,-1);
lsim(s,e);
title('激励作用下,系统的输出');
运行结果:
(1)
(2)灰色线为激励信号,蓝色线为系统输出信号
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。
源程序:
clear;
num=[24];
den=[161524];
[ABCD]=tf2ss(num,den);
s=ss(A,B,C,D);
%零输入响应
x0=[0,0,1/4]';
figure
(1);
initial(s,x0);
title('零输入响应');
%零状态响应
t=0:
0.05:
20;
e=10*exp(-0.5*t);
figure
(2);
lsim(s,e,t);
title('零状态响应');
%全响应
figure(3);
lsim(s,e,t,x0);
title('全响应');
运行结果:
(1)
(2)灰色线为激励信号,蓝色线为系统输出信号
(3)灰色线为激励信号,蓝色线为系统输出信号
四、衰减正弦信号为(n=0:
128),a=0.1,分别画出f=0.0625、f=0.4375时的时域波形以及频谱图,观察两种情况下频谱图的差异。
分析产生差异的原因。
源程序:
clear;
n=0:
128;
a=0.1;
f1=0.0625;
x1=exp(-a*n).*sin(2*pi*f1*n);
figure
(1);
stem(n,x1);
title('f=0.0625时域波形');
f2=0.4375;
x2=exp(-a*n).*sin(2*pi*f2*n);
figure
(2);
stem(n,x2);
title('f=0.4375时域波形');
w=-pi:
0.1:
pi;
ff=zeros(1,129);
f1=zeros(1,length(w));
form=1:
length(w)
fork=0:
128
ff(k+1)=x1(k+1)*exp(-1j*w(m)*k);
end
f1(m)=sum(ff);
end
figure(3);
subplot(2,1,1);
plot(w,abs(f1));
title('f=0.0625幅度频谱');
subplot(2,1,2);
plot(w,angle(f1));
title('f=0.0625相位频谱');
f2=zeros(1,length(w));
form=1:
length(w)
fork=0:
128
ff(k+1)=x2(k+1)*exp(-1j*w(m)*k);
end
f2(m)=sum(ff);
end
figure(4);
subplot(2,1,1);
plot(w,abs(f2));
title('f=0.4375幅度频谱');
subplot(2,1,2);
plot(w,angle(f2));
title('f=0.4375相位频谱');
运行结果:
(1)
(2)
(3)
(4)
分析:
f=0.0625是取样频率的整数倍,因此受截断效应小,而f=0.4375受截断效应大,产生了谱峰泄露。
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