東南大学信息学院短学期《信号与系统matlab实践》(2013年)考试题目答案.doc

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： 程序； 运行结果及其分析； 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=[1 11 30 0]; den=[1 9 45 97 50]; 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=[1 0 0]; den=[1 0.8 0.5]; 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=[2 4]; den=[1 6 15 24]; [A B C D]=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)); for m=1:length(w) for k=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)); for m=1:length(w) for k=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)