信号与系统仿真实验——实验三连续系统频率响应特性分析及系统函数极零点分布特性

素颜马尾好姑娘i 2023-10-05 19:25 8阅读 0赞

## 【 实验目的】 ##

1.利用MATLAB分析连续系统频率响应特性；  
2.通过系统极、零点分布分析系统时域、频域特性

## 【 实验内容】 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyMDc4OTM0_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

## 【 实验方法】 ##

1.系统的频率响应特性可以通过函数freqs( )函数得到，其基本调用格式如下：  
h=freqs(b,a,w) % b,a分别表示系统函数的分子、分母的系数相量，w是定义的计算系统频率响应特性的频率范围向量，通常的定义方式为：w=w1:p:w2，向量则h返回在向量w所定义的频率点上，系统频率响应的样值。利用plot( )函数和abs( )和angle( )函数可以绘出系统幅度、相位频率响应特性曲线。  
2.系统的冲激响应可以利用以前用过的函数impulse( b,a,t )实现。  
3.作系统的相频特性时，如果相频特性曲线不连续(相频特性显示范围为：-~ )，可以借助函数unwrap( )函数可以得到连续变化的系统频率响应特性曲线，若h为得到的系统频率响应的样值，实验中可以比较：plot(w,angle(h)) 与 plot(w,unwrap(angle(h)))；会发现如果原来系统相频特性曲线不连续，通过unwrap( )函数可以得到连续的特性曲线。

## 【 实验报告要求】 ##

1.  对实验内容(一)：观查记录频率响应特性曲线的特点，并比较图二和图三系统频率特性曲线的差异；
2.  对实验(二)：记录不同K值的冲激响应波形，并判断稳定性。

## Matlab程序一： ##

w=-6*pi:0.01:6*pi;%频率w轴设置                      
    b=[1,0];a=[1,5];%b,a分别表示系统函数的分子、分母的系数相量
    H=freqs(b,a,w);%用freqs()函数求得系统的频率响应特性
    subplot(2,1,1);%作图区域划分
    plot(w,abs(H));%幅频特性曲线
    xlabel('w(rad/s)');ylabel('abs(H(w))');
    title('幅频特性曲线Make by 磊');
    subplot(2,1,2);%作图区域划分
    plot(w,angle(H));%相频特性曲线
    xlabel('w(rad/s)');ylabel('phi(w)');
    title('相频特性曲线Make by 磊');

## 运行结果一： ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyMDc4OTM0_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

## Matlab程序二： ##

w=-6*pi:0.01:6*pi; %频率w轴设置                     
    b=[5];a=[1,5];%b,a分别表示系统函数的分子、分母的系数相量
    H=freqs(b,a,w);%用freqs()函数求得系统的频率响应特性
    subplot(2,1,1);%作图区域划分
    plot(w,abs(H));%幅频特性曲线
    xlabel('w(rad/s)');ylabel('abs(H(w))');
    title('幅频特性曲线Make by 磊');
    subplot(2,1,2);%作图区域划分
    plot(w,angle(H));%相频特性曲线
    xlabel('w(rad/s)');ylabel('phi(w)');
    title('相频特性曲线Make by 磊');

## 运行结果二： ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyMDc4OTM0_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

## Matlab程序三： ##

w=-6*pi:0.01:6*pi;%频率w轴设置                      
    b=[10];a=[0.8,4,10];%b,a分别表示系统函数的分子、分母的系数相量
    H=freqs(b,a,w);%用freqs()函数求得系统的频率响应特性
    subplot(2,1,1);%作图区域划分
    plot(w,abs(H));%幅频特性曲线
    xlabel('w(rad/s)');ylabel('abs(H(w))');
    title('幅频特性曲线Make by 磊');
    subplot(2,1,2);%作图区域划分
    plot(w,angle(H));%相频特性曲线
    xlabel('w(rad/s)');ylabel('phi(w)');
    title('相频特性曲线Make by 磊');

## 运行结果三： ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyMDc4OTM0_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

## Matlab程序四： ##

w=0:0.01:6*pi;%频率w轴设置                      
    b=[1];a=[1,1,-2];%k=0;%b,a分别表示系统函数的分子、分母的系数相量
    y=impulse(b,a,w);%系统冲激响应
    subplot(3,1,1);%作图区域划分
    plot(w,y);
    xlabel('t(sec)');
    ylabel('y(t)');
    title('冲激响应曲线Make by 磊');
    b=[1];a=[1,1,0];%k=2
    y=impulse(b,a,w);
    subplot(3,1,2);%作图区域划分
    plot(w,y);
    xlabel('t(sec)');
    ylabel('y(t)');
    title('冲激响应曲线Make by 磊');
    b=[1];a=[1,1,2];%k=4
    y=impulse(b,a,w);
    subplot(3,1,3);%作图区域划分
    plot(w,y);
    xlabel('t(sec)');
    ylabel('y(t)');
    title('冲激响应曲线Make by 磊');

## 运行结果四： ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyMDc4OTM0_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]

**本人能力有限，解释尚不清楚明了，如遇任何问题，大家可留言或私信。后续将程序文件打包上传，供大家学习使用。**

**本文希望对大家有帮助，当然上文若有不妥之处，欢迎指正。**

**分享决定高度，学习拉开差距**

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyMDc4OTM0_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210207210434786.bmp?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyMDc4OTM0,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyMDc4OTM0_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210207210728230.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyMDc4OTM0,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyMDc4OTM0_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210207210759964.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyMDc4OTM0,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyMDc4OTM0_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210207210830881.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyMDc4OTM0,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyMDc4OTM0_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210207210907179.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyMDc4OTM0,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center