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文档介绍

文档介绍:实验5-连续时间系统的复频域分析
一,实验目的
针对拉普拉斯变换及其反变换,了解定义、并掌握matlab实现方法;掌握连续时间系统函数的定义和复频域分析方法;利用MATLAB加深掌握系统零极点和系统分布。
二,实验原理
1.
实验5-连续时间系统的复频域分析
一,实验目的
针对拉普拉斯变换及其反变换,了解定义、并掌握matlab实现方法;掌握连续时间系统函数的定义和复频域分析方法;利用MATLAB加深掌握系统零极点和系统分布。
二,实验原理

调用laplace和ilaplace函数表示拉氏变换和拉氏反变换:
L=laplace(F)符号表达式F的拉氏变换,F中时间变量为t,返回变量为s的结果表达式。
L=laplace(F,t)用t替换结果中的变量s。
F=ilaplace(L)以s为变量的符号表达式L的拉氏反变换,返回时间变量为t的结果表达式。
F=ilaplace(L,x)用x替换结果中的变量t。


求多项式的根可以通过roots来实现:
r=roots(c) c为多项式的系数向量,返回值r为多项式的根向量。
绘制系统函数的零极点分布图,可调用pzmap函数:
Pzmap(sys)绘出由系统模型sys描述的系统的零极点分布图。
[p,z]=pzmap(sys)返回极点和零点,不绘出分布图。
三,实验内容
(1)已知系统的冲激响应h(t)=u(t)-u(t-2),输入信号x(t)=u(t),试采用复频域的方法求解系统的响应,编写MATLAB程序实现。
MATLAB程序如下:
syms t h x y H X
该因果系统所有极点位于s面左半平面,所以是稳定系统。
HS=S2+1S5+2S4-3S3+3S2+3S+2
MATLAB程序如下:
b = [1,0,1]
a=[1,2,-3,3,3,2]
H = tf(b,a)
figure
pzmap(H)
axis([-,,-,])
figure
impulse(H)
程序执行结果如下:
该因果系统的极点不全位于S 平面的左半平面,所以系统是不稳定系统。
(3)已知连续时间系统函数的极点位置分别如下所示:
试用MATLAB绘制下述6种不同情况下,系统函数的零极点分布图,并绘制响应冲激响应的时域波形,观察并分析系统函数极点位置对冲激响应时域特性的影响。
①p=0
z = []
p = [0]
k = [1]
[b,a] = zp2tf(z,p,k)
sys = tf(b,a)
pzmap(sys)
impulse(sys)
②p=-2
z = []
p = [-2]
k = [1]
[b,a] = zp2tf(z,p,k)
sys = tf(b,a)
pzmap(sys)
impulse(sys)

③p=2
z = []
p = [2]
k = [1]
[b,a] = zp2tf(z,p,k)
sys = tf(b,a)
pzmap(sys)
impulse(sys)
④p1=2j,p2=-2j
z = []
p = [2j,-2j]
k = [1]
[b,a] = zp2tf(z,p,k)
sys = tf(b,a)
pzmap(sys)
impulse(sys)
axis([0,8,-2,2])
⑤p1=-1+4j,p2=-1-4j
z = []
p = [-1+4j,-1-4j]
k = [1]
[b,a] = zp2tf(z,p,k)
sys = tf(b,a)
pzmap(sys)
impulse(sys)
axis([0,6,-,])
⑥p1=1+4j,p2=1-4j
z = []
p = [1+4j,1-4j]
k = [1]
[b,a] = zp2tf(z,p,k)
sys = tf(b,a)
pzmap(sys)
impulse(sys)
答:由程序执行结果可以看出,在无零点的情况下:
当极点唯一且在原点时,h(t)为常数;
当极点唯一且是负实数时,h(t)为递减的指数函数;
当极点唯一且是正实数时,h(t)为递增的指数函数;
当H(s)有两个互为共轭的极点时,h(t)有sint因子;
当H(s)有两个互为共轭的极点且他们位于右半平面时,h(t)还有-et因子;
当H(s)有两个互为