【信号与系统试验】主要涉及三个关键概念:信号的产生、连续时间的系统响应和信号的卷积。这些是信号处理和控制系统理论的基础。
1. **信号的产生**:
- **单位矩形脉冲函数(g6(t)或门函数)**:在MATLAB中,可以使用`rectpuls()`函数生成单位矩形脉冲。它是一个在指定区间内为1,其余为0的函数。在实验中,我们看到`t=-6:0.01:6`定义了时间轴,`rectpuls(t,6)`则表示矩形脉冲的宽度为6。
- **单位冲激函数(δ(t))**:通常用矩形脉冲函数作为δ(t)的近似,当矩形脉冲的宽度τ趋近于0时,其幅值趋近于1/τ。实验中通过比较τ=0.2和τ=0.1的情况展示了这种近似。
- **信号的周期计算**:实验中提到了两个信号f1(t)和f2(t)。f1(t)是由两个不同频率的余弦波合成的,而f2(t)是余弦平方波。周期可以通过分析信号的频率成分来确定。
2. **连续时间的系统响应**:
- **单位阶跃响应(g(t))**:在MATLAB中,`step()`函数用于求解线性时不变系统的单位阶跃响应。实验中比较了三个不同的传递函数H(p),并利用`plot()`在同一图上画出了它们的响应。
- **单位冲激响应(h(t))和系统零状态响应(y(t))**:对于输入信号为余弦函数的系统,`impulse()`函数计算单位冲激响应,而`lsim()`函数用于得到特定输入下的系统零状态响应。在实验中,输入信号为cos(t)的单位阶跃信号,然后计算和画出响应曲线。
- **零输入响应(yx(t))、零状态响应(yf(t))和全响应(y(t))**:`lsim()`函数同样可以用于求解零输入响应和零状态响应。实验中给出了系统初始条件和输入信号,通过组合这三种响应,绘制了它们在时间域上的图形。
3. **信号的卷积**:
- **卷积运算**是信号处理中的重要运算,它描述了一个信号通过线性系统后的响应。在MATLAB中,`conv()`函数用于计算两个信号的卷积。实验中,给定了两个连续时间信号f1(t)和f2(t),通过卷积运算得到了它们的卷积y(t),并使用`plot()`函数绘制了结果。
这些实验操作和分析加深了对信号产生、系统响应以及卷积运算的理解,为后续的信号处理和控制系统设计提供了实践基础。通过MATLAB的模拟,可以直观地观察和分析信号的性质和系统的行为,有助于理论知识的巩固和实际应用能力的提升。