文档介绍：ge
燕山大学
课程设计说明书
题目:Z变换-反变换求系统响应及稳定性判断
学院(系): 电气工程学院
年级专业: 07级仪表2班
学号:
学生姓名:
指导教师:
教师职称:
燕山大学课程设计(论文)任务书
院(系):电气工程学院基层教学单位:自动化仪表系
学号
学生姓名
专业(班级)
07级仪表2班
设计题目
Z变换-反变换求系统响应及稳定性判断
设
计
技
术
参
数
传递函数的分子系数a1,a2,a3……和分母系数b1,b2,b3……
设
计
要
求
利用Z变换-反变换的方法求取系统的响应,判定系统的稳定性
设计三个离散线性定常系统(其中包括稳定的和不稳定的),并利用Z变换和反变换的方法计算系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应,并通过极点判定系统的稳定性。
工
作
量
工
作
计
划
7月5日:上午:讲课,总体安排,布置设计题目,借阅书籍;
下午:阅读文献
7月6日: 相关理论学习方法设计;
7月7日—15日:程序设计
参
考
资
料
. 机械工业出版社,2009年
薛年喜 MATLAB在数字信号处理中的应用清华大学出版社2003年
吴湘淇肖煕郝晓莉信号系统与信号处理的软硬件实现电子工业出版社2002年
. 北京航空航天大学出版社,2005年
指导教师签字
基层教学单位主任签字
说明:此表一式四份,学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
年月日
目录
第1章摘要 1
1引言 1
第2章基本原理 2
MATLAB及数字信号处理 2
Z变换与Z反变换的概念与原理 2
8
第3章程序实现及结果分析 9
学习心得 13
第1章摘要
介绍了Z变换及其逆变换的基本概念,论述了利用极点判断方法判定系统稳定性的原理和系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应,并用MATLAB具体实现了的程序。任何系统在扰动作用下都会偏离原平衡状态,,是指系统在扰动消失后,,只有稳定的系统才值得分析与研究,,线性系统稳定的充分必要条件。利用极点判断系统的稳定性,该方法最有效,其计算相对复杂,而matlab又能利用其工具箱快速计算出一个系统的零极点坐标并能绘制出系统的零极点分布图,用户可以直观地判定一个系统是否稳定,简便快捷。利用matlab分析控制系统的稳定性及系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应,具有运算简单、操作方便、处理速度快、分析结果准确可靠等优点。由此可见,MATLAB为工程技术人员分析、设计较优的控制系统提供了强有力的工具。
[关键词]MATLAB;控制系统;Z变换及反变换;稳定性;极点;单位脉冲响应;单位阶跃响应
第2章基本原理
MATLAB及数字信号处理
MATLAB是矩阵实验室之意。除具备卓越的数值计算能力外,它还提供了专业水平的符号计算,文字处理,可视化建模仿真和实时控制等功能。
MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,,FORTRAN,c++ ,JAVA的支持. 可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用。
信号是数字信号处理领域中最基本、最重要的概念。简单的说,信号就是信息的载体,是信息的物理体现。信号既可以分为时间连续、幅度也连续的模拟信号和在时间和幅度上都经过量化的数字信号,也可以划分为连续时间信号和离散时间信号。几乎在科学技术的每一领域,为了,为了信号的提取,都要进行信号处理,就是一数值计算的方法对信号进行采集,变换,综合,估计,与识别的加工处理过程,借以达到提取信息和便于应用的目的。随着计算机和信息科学的飞速发展,信号处理已经逐渐发展为一门独立的学科,是信息科学的重要组成部分。在语音处理,雷达,航空,航天,地质勘探,通信,生物医学工程等众多领域得到了广泛应用。
MATLAB软件,在数字信号处理方面具有得天独厚的优势。利用目录下的系统函数,用户可以实现波形的产生,信号的变换,滤波,功率谱估计,系统设计与稳定性分析,小波信号分析等众多功能。本文既是以数字信号处理的理论为基础,应用MATLAB软件用Z变换与Z反变换设计控制系统并分析稳定性的一个具体事例。