东南大学信息学院2012年MATLAB上机考试题及答案.docVIP

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： 程序； 运行结果及其分析； 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： 求其极零点图，判断系统的稳定性，画出系统的频谱特性； 当系统输入信号为：，时，画出系统的输出。 (1) 代码如下： clc clear b=[1 1 0]; 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， 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； 画出系统的单位脉冲响应。 （1）代码如下： clc clear b=[1 11 30 0]; a=[1 9 45 97 50]; 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=[1 3 2;0 1 3;1 1 0]; B=[0;1;2]; X=inv(A)*B; %求解方程组 x0=[X(2),X(3)]; figure b=[1 3]; a=[1 3 2]; sys=tf(b,a); [A B C D]=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; for i=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