matlab中试在同一坐标下绘制周期方波的频谱(只绘制一次与三次谐波)与一阶、二阶系统的频率响应曲线,并分析时域响应的波形。

时间: 2024-03-26 16:35:27 浏览: 12
绘制周期方波的频谱,可以使用MATLAB中的fft函数。代码如下: ```matlab % 生成周期方波信号 t = 0:0.001:1; x = square(2*pi*5*t); % 计算FFT N = length(x); X = fft(x); P2 = abs(X/N); P1 = P2(1:N/2+1); P1(2:end-1) = 2*P1(2:end-1); f = 1000*(0:(N/2))/N; % 只绘制一次与三次谐波的频谱 subplot(2,1,1); plot(f(1:3), P1(1:3)); title('Periodic Square Wave Spectrum'); xlabel('Frequency (Hz)'); ylabel('Amplitude'); % 绘制一阶系统的频率响应曲线 R1 = 1000; C1 = 0.1e-6; H1 = tf([1/(R1*C1)],[1 1/(R1*C1)]); w = logspace(1,6,1000); [mag1,phase1] = bode(H1,w); subplot(2,2,3); semilogx(w,20*log10(mag1)); title('First-Order System Frequency Response'); xlabel('Frequency (rad/s)'); ylabel('Magnitude (dB)'); % 绘制二阶系统的频率响应曲线 R2 = 1000; C2 = 0.01e-6; H2 = tf([1/(R2*C2)^2],[1 2/(R2*C2) 1/(R2*C2)^2]); [mag2,phase2] = bode(H2,w); subplot(2,2,4); semilogx(w,20*log10(mag2)); title('Second-Order System Frequency Response'); xlabel('Frequency (rad/s)'); ylabel('Magnitude (dB)'); % 分析时域响应的波形 t = 0:0.00001:0.02; x = square(2*pi*1000*t); y1 = lsim(H1,x,t); y2 = lsim(H2,x,t); subplot(2,2,2); plot(t,x,'b',t,y1,'r'); title('First-Order System Time Domain Response'); xlabel('Time (s)'); ylabel('Amplitude'); legend('Input Signal','Output Signal'); subplot(2,2,1); plot(t,x,'b',t,y2,'r'); title('Second-Order System Time Domain Response'); xlabel('Time (s)'); ylabel('Amplitude'); legend('Input Signal','Output Signal'); ``` 解释一下代码: 1. 首先生成周期方波信号,使用MATLAB的square函数实现。 2. 然后使用fft函数计算出信号的频谱。注意,要将得到的FFT结果除以信号长度,才是真正的幅度值。 3. 绘制频谱图,只绘制一次与三次谐波,使用MATLAB的subplot函数实现。 4. 定义一阶和二阶系统的传递函数,使用MATLAB的tf函数实现。 5. 计算一阶和二阶系统的频率响应曲线,使用MATLAB的bode函数实现。 6. 绘制一阶和二阶系统的频率响应曲线,使用MATLAB的semilogx函数实现。 7. 生成输入信号,并使用lsim函数计算一阶和二阶系统的时域响应。注意,在计算时域响应时,需要先定义时间范围。 8. 绘制一阶和二阶系统的时域响应波形,使用MATLAB的subplot函数实现。 以上代码可以绘制周期方波的频谱、一阶和二阶系统的频率响应曲线,以及一阶和二阶系统的时域响应波形。在绘制时域响应波形时,可以看出一阶系统对信号的响应有一定的延迟,而二阶系统对信号的响应有更多的振荡。

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