MATLAB实习报告.docx
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MATLAB实习报告.docx
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MATLAB实习报告
基于MATLAB的专业课应用设计实训报告
学院
信息电子技术
专业
通信工程
班级
一班
学号
12109940612
姓名
杨连月
指导教师
单琳娜
2014年7月25日
运用MATLAB方法用于系统函数的分析
实验题目:
如图所示网络中,L=2H,C=0.1F,R=10Ω。
(1)写出电压转移函数H(s)=V2(s)/E(s);
(2)画出s平面零极点分布;(3)求冲激响应、阶跃响应。
实验目的:
1、学习并掌握Matlab软件的使用方法
2、运用Matlab方法对系统函数进行直观的动态的分析。
实验原理:
1、Matlab的简介:
MATLAB是矩阵实验室(MatrixLaboratory)的简称,是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
MATLAB的应用范围非常广泛,包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。
附加的工具箱(单独提供的专用MATLAB函数集)扩展了MATLAB环境,以解决这些应用领域内特定类型的问题。
2、H(s)的零、极点分布与时域特性的关系:
由于复频域内的系统函数H(s)对应着时域内系统的冲激响应h(t),所以极点在s平面上的位置确定了冲激响应h(t)的变化模式,而零点的位置只影响冲激响应的幅度和相位,而对冲激响应的变化模式没有影响。
3、设有系统函数H(s),运用Matlab时,当画零、极点图时,直接应用pzmap函数,调用形式pzmap(sys)。
借助tf又可获的sys,即sys=tf(b,a),式中b和a分别为H(s)的分子和分母多项式的系数。
实验步骤:
运用信号的知识解出系统函数,利用MATLAB软件求出我们需要的结果
1)此题程序:
b=[4];a=[115];
zs=roots(b)
ps=roots(a)
plot(real(zs),imag(zs),'go',real(ps),imag(ps),'mx','markersize',12);
grid;legend('零点','极点');
symst
sys=tf(b,a);
t=0:
0.1:
10;
h=impulse(b,a)%求函数的冲激响应
g=step(b,a)%求函数的阶跃响应
运行结果:
s平面的零极点分布如图:
求的冲激响应与阶跃响应如下:
>>ljd
h=
0
0.3412
0.6399
0.8885
1.0815
1.2164
1.2931
1.3134
1.2816
1.2032
1.0854
0.9360
0.7634
0.5764
0.3832
0.1919
0.0097
-0.1572
-0.3038
-0.4261
-0.5216
-0.5888
-0.6276
-0.6390
-0.6248
-0.5879
-0.5315
-0.4596
-0.3762
-0.2855
-0.1916
-0.0984
-0.0095
0.0722
0.1441
0.2043
0.2515
0.2849
0.3046
0.3108
0.3046
0.2872
0.2603
0.2257
0.1853
0.1414
0.0957
0.0504
0.0069
-0.0330
-0.0683
-0.0979
-0.1212
-0.1379
-0.1478
-0.1512
-0.1485
-0.1403
-0.1274
-0.1108
-0.0913
-0.0700
-0.0478
-0.0257
-0.0045
0.0150
0.0323
0.0469
0.0584
0.0667
0.0717
0.0735
0.0724
0.0685
0.0624
0.0544
0.0450
0.0346
0.0239
0.0131
0.0027
-0.0068
-0.0153
-0.0225
-0.0281
-0.0323
-0.0348
-0.0358
-0.0353
-0.0335
-0.0305
-0.0267
-0.0221
-0.0171
-0.0119
-0.0067
-0.0016
0.0031
0.0072
0.0107
0.0136
0.0156
0.0169
0.0174
0.0172
0.0163
0.0149
0.0131
0.0109
0.0085
0.0059
0.0034
0.0009
-0.0014
-0.0034
-0.0051
-0.0065
-0.0075
-0.0082
-0.0085
-0.0084
-0.0080
-0.0073
-0.0064
-0.0054
-0.0042
-0.0030
-0.0017
-0.0005
0.0006
0.0016
0.0025
0.0031
0.0036
g=
0
0.0156
0.0600
0.1290
0.2179
0.3215
0.4345
0.5519
0.6688
0.7807
0.8837
0.9746
1.0510
1.1113
1.1544
1.1801
1.1891
1.1823
1.1615
1.1285
1.0858
1.0357
0.9809
0.9238
0.8669
0.8123
0.7619
0.7173
0.6798
0.6500
0.6286
0.6156
0.6108
0.6137
0.6235
0.6392
0.6597
0.6839
0.7105
0.7382
0.7659
0.7926
0.8172
0.8391
0.8576
0.8723
0.8829
0.8895
0.8920
0.8908
0.8862
0.8787
0.8688
0.8571
0.8443
0.8308
0.8173
0.8043
0.7923
0.7815
0.7725
0.7652
0.7599
0.7566
0.7553
0.7558
0.7579
0.7615
0.7662
0.7719
0.7781
0.7847
0.7912
0.7976
0.8035
0.8087
0.8132
0.8168
0.8194
0.8210
0.8217
0.8216
0.8206
0.8188
0.8166
0.8138
0.8108
0.8076
0.8044
0.8014
0.7985
0.7959
0.7937
0.7919
0.7906
0.7898
0.7894
0.7895
0.7900
0.7908
0.7919
0.7932
0.7947
0.7962
0.7978
0.7993
0.8007
0.8019
0.8030
0.8039
0.8045
0.8049
0.8051
0.8051
0.8049
0.8045
0.8040
0.8034
0.8026
0.8019
0.8011
0.8004
0.7997
0.7991
0.7986
0.7981
0.7978
0.7976
0.7975
0.7975
0.7976
0.7978
0.7980
0.7984
g=step(b,a)%求函数的阶跃响应如图:
h=impulse(b,a)%求函数的冲激响响应如图:
求得零极点如下:
zs=
Emptymatrix:
0-by-1
ps=
-0.5000+2.1794i
-0.5000-2.1794i
实验分析:
首先根据电路写出电压转移函数,H(s)=R/s^2RLC+sL+R,将L=2H,C=0.1F,R=10Ω带入得H(s)=5/s^2+s+5
实验总结:
这次实验是运用Matlab对系统函数进行直观的动态的分析。
我们大二的时候学习过Matlab,但是在这以后的学习过程中并没有予以真正的应用,所以,本次实验我们不仅要重新学习Matlab的使用方法,而且把它直接应用到我们的项目中。
这样,我们就必须自己查找资料,自学Matlab,以便能够更好的完成项目,而这又在无形中加深了我们对系统函数的理解并强化了我们对所学知识的记忆。
在用Matlab对系统函数进行分析之后,和理论分析相比较是一致的。
这就是实践与理论相结合,更是很好的理解求出系统函数的阶跃响应和冲激响应。
在这次设计中,我遇到过很多困难,比如只出现图形,不出现结果,或者只出现结果没有图形,经过反复的研究,反复的测试,侥幸的是无意中找到了错误,最后感谢单老师在学习和实验项目中对我的指导!
我们希望能在以后的学习过程有更多类似的实验项目,因为这不仅增加了学习兴趣,更是提高了我们的学习与思考能力。
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