连续信号与系统时域分析-郑州轻工业大学实验报告

"该文档是郑州轻工业大学关于‘实验二连续信号与系统的时域分析’的报告，涉及Matlab在信号与系统分析中的应用。实验旨在让学生熟悉并掌握连续信号与系统的时域分析方法，包括对系统s域的描述、微分方程的求解以及特定输入信号下的系统响应模拟。" 实验内容主要分为三个部分： 1. **系统s域描述**：通过给定的多项式p=[1,7,16,12]，计算其根a，这一步骤是建立系统传递函数的关键，它用于分析系统动态特性。在s域中，传递函数可以表示为输出信号与输入信号之间的关系，有助于理解系统的稳定性和响应速度。 2. **微分方程求解及信号绘制**：利用给定的输入信号x(t)=cot(2*pi*t)和y(t)=exp(-t).*u，计算并绘制了多个信号的波形，包括z1(t), z2(t), z3(t), z4(t), z5(t)。这里的lsim函数用于模拟系统对输入信号的响应，显示了不同信号组合和时移下的系统行为。通过观察这些波形，可以直观地理解信号间的相互作用和系统动态特性。 3. **特定输入下的系统响应**：针对微分方程，当输入信号分别为f(t)=t^2和f(t)=e^(2t)时，求解了两种情况下的特解。使用tf函数创建了系统模型，并通过step函数展示了系统在不同输入下的阶跃响应。阶跃响应揭示了系统对阶跃输入的瞬态和稳态行为，对于理解系统的动态性能至关重要。 在进行连续信号与系统的时域分析时，通常会用到以下知识点： - **连续信号**：在时间上连续的信号，如正弦波、余弦波等，它们在实际工程中广泛存在。 - **系统的s域描述**：拉普拉斯变换用于将时域中的微分方程转换到s域，简化分析过程。 - **传递函数**：系统在s域中的数学表示，描述输入与输出之间的关系，是系统分析的重要工具。 - **微分方程求解**：在信号处理中，微分方程用来描述信号如何随时间变化或系统如何对输入做出反应。 - **Matlab的信号处理工具**：如lsim和step函数，用于模拟系统对输入信号的响应和展示系统阶跃响应。 - **时域分析**：研究信号在时间轴上的表现，如幅度、频率和相位，以及系统对不同输入信号的响应特性。 这个实验报告通过实例介绍了信号与系统分析的基本方法，对理解和应用这些理论知识有极大的帮助。通过Matlab的实践操作，学生能更深入地理解连续信号与系统在时域中的行为。