在MATLAB软件下进行LTI连续系统的分析仿真.doc

前言 人们之间的交流是通过消息的传播来实现的，信号则是消息的表现形式，消息是信号的具体内容。 《信号与系统》课程是一门实用性较强、涉及面较广的专业基础课，该课程是将学生从电路分析的知识领域引入信号处理与传输领域的关键性课程,对后续专业课起着承上启下的作用. 该课的基本方法和理论大量应用于计算机信息处理的各个领域,特别是通信、数字语音处理、数字图像处理、数字信号分析等领域,应用更为广泛。 近年来，计算机多媒体教序手段的运用逐步普及，大量优秀的科学计算和系统仿真软件不断涌现，为我们实现计算机辅助教学和学生上机实验提供了很好的平台。通过对这些软件的分析和对比，我们选择MATLAB语言作为辅助教学工具，借助MATLAB强大的计算能力和图形表现能力，将《信号与系统》中的概念、方法和相应的结果，以图形的形式直观地展现给我们，大大的方便我们迅速掌握和理解老师上课教的有关信号与系统的知识。 MATLAB 是MathWork 公司于1984 年推出的一套面向工程和科学运算的高性能软件。它具有强大的矩阵计算能力和良好的图形可视化功能，为用户提供了非常直观和简洁的程序开发环境，因此被称为第四代计算机语言。MATLAB 强大的图形处理功能及符号运算功能，为我们实现信号的可视化及系统分析提供了强有力的工具。MATLAB 强大的工具箱函数可以分析连续信号、连续系统，同样也可以分析离散信号、离散系统，并可以对信号进行各种分析域计算，如相加、相乘、移位、反折、傅里叶变换、拉氏变换、Z 变换等等多种计算。 此次课程设计是在MATLAB软件下进行LTI连续系统的分析仿真，有助于我对该连续信号的分析和理解。MATLAB 强大的功能为此次求连续信号冲激阶跃响应、系统零输入、零状态响应，及幅频相频等各种信号求解提供很好的视觉效果，对我们有很大的学习帮助。 工程概况 此次的信号与系统课程设计的任务是在MATLAB软件下进行LTI连续系统的分析仿真。技术内容是：根据时域分析原理，利用MATLAB软件求解系统零状态响应，冲激响应。技术指标是：冲激响应函数impulse(b,a)，阶跃响应step(b,a)，零状态lsim(b,a,x,t)。在做课程设计中首先是对MATLAB软件的了解和认识，掌握一些MATLAB软件的基本常用函数的用法，对MATLAB软件进行程序操作。同时利用MATLAB软件也能对书本上的知识进行验证，在MATLAB软件下编写函数程序，然后运行程序，与书本上的信号的求解进行对照分析和比较。对MATLAB软件进行一定的了解和运用之后，开始做此次课程设计——LTI连续系统的分析仿真，用MATLAB软件对此次课程设计的系统零状态响应、冲激响应进行绘图求解，并且记录其分析过程。对所做的LTI连续系统的分析仿真课程设计完成以后撰写论文，说明自己的实习过程和实习心得等内容。 正文 3.1设计的目的和意义 3.1.1设计目的 熟悉MATLAB软件，并掌握和运用MATLAB软件执行一些简单的命令，利用该软件完成给定的实验内容：LTI连续系统的分析仿真。 （1）熟悉和掌握常用的用于信号与系统时域仿真分析的MATLAB函数； （2）掌握连续时间信号的MATLAB产生，掌握连续时间信号的MATLAB编程； （3）牢固掌握系统的单位冲激响应，阶跃响应，零输入响应，零状态响应等的概念； （4）掌握利用MATLB中的Simulink软件来对系统中的模型进行仿真和分析； 掌握MATLAB描述LTI系统的常用方法及有关函数，并学会利用MATLAB求解LTI系统响应，绘制相应曲线。 基本要求：掌握用MATLAB描述连续时间信号和离散时间信号的方法，能够编写MATLAB程序，实现各种信号的时域变换和运算，并且以图形的方式再现各种信号的波形。掌握线性时不变连续系统的时域数学模型用MATLAB描述的方法，掌握零状态、零输入、阶跃响应等方程的求解编程，并能用Simulink对一些系统进行仿真。 3.1.2 设计意义 通过此次课程设使我能够掌握MATLAB软件的一些基本知识，通过MATLAB能够实现连续信号的表示及可视化用MATLAB 分析常用连续时间信号的时域特性用MATLAB 求连续熟悉MATLAB软件平台； 掌握MATLAB编程方法常用语句可视化绘图技术； 编程实现常用信号及其运算MATLAB方法。MATLAB软件 MATLAB 强大的图形处理功能及符号运算功能,为我们实现信号的可视化及系统分析提供了强有力的工具。 MATLAB 强大的工具箱函数可以分析连续信号、连续系统，以下是对MATLAB软件的一些基本应用： 3.3.2连续系统 （1）系统的冲激和阶跃响应 冲击响应：一个LTI系统，当其初始状态为零时，输入为单位冲击函数所引起的响应称为单位冲激响应，简称冲激响应。 阶跃