Matlab计算信号和的卷积,求解微分方程的阶跃响应、冲激响应和零状态响应

article/2025/9/15 19:16:13

参考资料:

连续时间系统的时域分析涉及到的Matlab函数:

step:用于计算连续时间系统的单位阶跃响应。

impulse:用于计算连续时间系统的单位冲激响应。

lsim:用于计算连续系统在任意输入作用下的响应。

dsolve:Symbolic Math Toolbox中的函数,用于求解常微分方程。

Conv求卷积

t=-1:0.01:5;
f1=((t>0)-(t>1)); %阶跃函数u(t)-u(t-1)
f2=((t>0)-(t>1));
f3=conv(f1,f2);f3=f3*0.01;
k=2*length(t)-1;
k3=linspace(2*t(1),2*t(end),k);subplot(2,2,1)
plot(t,f1);
title('f1(t)')
xlabel('t')
ylabel('f1(t)')subplot(2,2,2)
plot(t,f2)
title('f2(t)')
xlabel('t')
ylabel('f2(t)')subplot(2,2,3)
plot(k3,f3);
h=get(gca,'position');
h(3)=2.5*h(3);
set(gca,'position',h);
title('f(t)=f1(t)*f2(t)');
xlabel('t');
ylabel('f(t)');

运行结果如图:

 

t=-1:0.01:5;
f1=(t>0);
f2=exp(-2*t).*(t>0);
f3=conv(f1,f2);f3=f3*0.01;
k=2*length(t)-1;
k3=linspace(2*t(1),2*t(end),k);subplot(2,2,1)
plot(t,f1);
title('f1(t)')
xlabel('t')
ylabel('f1(t)')subplot(2,2,2)
plot(t,f2)
title('f2(t)')
xlabel('t')
ylabel('f2(t)')subplot(2,2,3)
plot(k3,f3);
h=get(gca,'position');
h(3)=2.5*h(3);
set(gca,'position',h);
title('f(t)=f1(t)*f2(t)');
xlabel('t');
ylabel('f(t)');

运行结果如图:

 

t=[0:0.01:10];
a=[1 3 2]%等式左边系数数组
b=[1 3]%等式右边数组
x=exp(-3*t).*(t>0);%输入信号s=step(b,a,t)%单位阶跃响应
subplot(2,2,1);
plot(t,s);grid on;
xlabel('t');
ylabel('g(t)');
title('Step Response');%单位阶跃响应h=impulse(b,a,t);%单位冲激响应
subplot(2,2,2);
plot(t,h);grid on;
xlabel('t');
ylabel('h(t)');
title('Impulse Response');%单位冲激响应y=conv(x,h)*0.01%零状态响应
subplot(2,2,3);
plot(t,y([1:length(t)]));grid on;
xlabel('t');
ylabel('r_{st}(t)');
title('r_{zs}(t)=x(t)*h(t)\Delta=0.01');%零状态响应标题

运行结果如图:

 

t = [0:0.01:6];
x = exp(-2*t);
h = (t>0);
y = conv(x,h)*0.01;
y1 = 0.5*(1-exp(-2*t));plot(t,y([1:length(t)]),'-.',t,y1,'r');
xlabel('t');ylabel('y(t)');
title('y(t)=x(t)*h(t)\Delta=0.01');
legend('近似值','解析式')

运行结果如图:

 

 

 


http://chatgpt.dhexx.cn/article/s7ddvnkn.shtml

相关文章

实验二 信号与系统Matlab 求系统的冲激响应、阶跃响应、零状态响应

** 实验二 ** 实验内容 题目一: clear all; ts0;te5;dt0.01; num[0 3 2]; den[1 5 6]; systf(num,den); tts:dt:te; yimpulse(sys,t); plot(t,y);grid;xlabel(time(sec));ylabel(h(t))题目二: clear all; ts0;te5;dt0.01; num[0 0 1]; den[2 1 8];%…

二阶电路的零状态响应

二阶电路零状态响应公式推导 下图所示电路在 时电容和电感上储能都为零,即 , , t0 时开关闭合,电压源 Us 开始对电路供电。现讨论 时响应的变化规律。 电路的 KVL 方程为换路后电路的初始状态为 0 ,即, …

【Matlab】系统的响应分析

前言 一个信号系统课程中使用Matlab对系统的零状态响应、零输入响应、完全响应、冲激响应、阶跃响应求解、波形生成以及分析的实验。 一、内容 设系统的微分方程为: 激励为: 起始状态条件为: 、 可求得 零输入响应: 零状…

一阶电路零输入和零状态响应

零状态响应 以RC电路为例 目的:求响应。也就是Uc 步骤: 列KVL。因为含有动态元件,所以是微分方程。 解微分方程就能得到Uc。*是一阶线性,套公式就能得到通解。 特解(强制分量):与输入激励的变化…

信号与系统:拉式变换(s域)求解电路的零输入、零状态响应

信号与系统:拉式变换(s域)求解电路的零输入、零状态响应讲解及例题 用拉氏变换求解电路, 本质上与拉氏变换解微分方程是一回事. 在时域求解电路问题, 可转化为求微分方程的初值问题, 而用s域模型求解电路,可以把复杂的微分方程转化为代数方程…

MATLAB——求系统的零状态响应

题目: 已知系统的微分方程为: d 2 y ( t ) d t 2 2 d y ( t ) d t 100 y ( t ) f ( t ) \dfrac{d^2y(t)}{dt^2}2\dfrac{dy(t)}{dt}100y(t)f(t) dt2d2y(t)​2dtdy(t)​100y(t)f(t) 系统的输入信号为: f ( t ) 10 s i n ( 2 π t ) f(t)10…

连续时间系统的冲激响应和零状态响应

实验原理 线性时不变系统用微分方程描述: y(n)(t)an-1y(n-1)(t)…a1y(1)(t)a0y(t)bmf(m)(t)bm-1f(m-1)(t)…b1f(1)(t)b0f(t) (2-1) (1)系统的零状态响应可通过求解初始状态为零的微分方程得到。 在MATLAB中,用lsim函数求解LTI的…

信号与系统——零输入与零状态响应之间的比较

引言 在学习零输入与零状态响应之前,我们应该知道什么是全响应。全响应(complete response)是零输入响应和零状态响应叠加的结果,也体现了线性电路的叠加性。 即:全响应 零输入响应 零状态响应 零输入响应 没有外加激励信号的作用&am…

信号与系统 - 零输入响应和零状态响应

概念 完全响应零输入响应yzi(t) 零状态响应 yzs(t) 举例

概念:微分方程的解、瞬态响应、稳态响应、自由响应、强迫响应、零输入响应、零状态响应

要理解这几个概念,首先要从“微分方程的解“的结构说起, 参考:《常系数线性微分方程的解法》 (1) (2) 我们对物理系统进行建模时,列出的微分方程多为”非齐次、线性“&#xff0c…

零输入响应,零状态响应和完全响应

动态电路分析 实际上就是有电容和电感的电路。由于他们能贮存能量,并独立作为电压源和电流源,从以下三种情况分析(均为一阶电路) 零输入响应 无信号作用,由初始时刻的储能所产生的响应。即没有独立电源接入&#xf…

零输入响应与零状态响应响应

零输入响应与零状态响应 零输入响应与零状态响应1、 零输入响应2、零状态响应3、两种响应的区别4、两种响应的判断方法5、两种响应的求解方法6、两种响应之间的联系 零输入响应与零状态响应 这两个响应在大学的电路中,是有详细介绍的,学习的目的是为了&…

连续系统的零状态响应与零输入响应

写在前面:本文仅浅略介绍连续系统零状态响应与零输入响应的概念及其求解方法,本文参考书籍为《信号与线性系统分析》第五版以及百度。 目录 1.什么是连续系统?以及连续系统的求解。 2.连续系统的零输入响应 3.连续系统的零状态响应 1.什…

第三章 系统的时域分析

线性时不变系统描述 连续系统: 连续系统由线性常系数微分方程描述 特性: 输入为x(t),输出y(t) 则,输入为x(t)的线性变化,积分,微分时,输出也对应的变化。 离散系统: 一般使用 线性常系数差分…

信号之零输入和零状态响应

文章目录 一、全响应1.符号2.特性 二、零输入响应y~zi~(t)1.步骤2.例题: 三、零状态响应y~zs~(t)1.系数匹配法2.步骤3.例题 一、全响应 1.符号 零输入响应(zero input): y x ( t ) y z i ( t ) y_x(t)\quad y_{zi}(t) yx​(t)yzi​(t)零状态响应(zero …

《信号与系统》自然/受迫响应、零输入/零状态响应及系统初始状态

前言 博主在本科期间并未学过信号与系统这门课程,且之前的高数复变电路都是60飘过,因此直到考研期间学习信号与系统一时间感觉一窍不通,许多地方不能理解,再加上我们所用参考教材是本校老师编写,并非奥郑吴“三大名著…

创业计划书

要求 清楚明了、真实可信、简明扼要、图表、逻辑性强、佐证材料 作用:指明目标 给员工绘制蓝图给投资方看 创业须知 创业创意选择要差异化、尽量避免同仁化 多了解法律知识 如何介绍自己的公司或产品 a. 模板法:(公司的名称)提供的(产品或服务)利…

一个创业公司的融资流程?

https://www.sohu.com/a/202743405_100010072 笔者最近参加了几次路演会,看到很多熟悉的项目,有些在此之前已经拿到好几份term sheet。本以为这些创始人是来融下一轮的,等他们登台路演时才发现,他们还是在融之前的轮次。会后&…

Hadoop 服务器集群搭建

背景简介: 服务器分类: 体型: 小型机 大型机 X86服务器(PC server) 品牌: IBM HP Dell 曙光 浪潮等 X86服务器中有 IBM HP Dell 曙光 浪潮 重要元素: CPU(核数4 6 8 10..) 内存(成对出现) 硬盘 等 实验真是场景下搭建服务器集群, 最终效果,通过远程或在某局域网中在…

CentOS7 集群搭建

环境准备 1、VMware Workstation 16 Pro 2、CentOS-7-x86_64-DVD-2009.iso 3、SSH 连接改工具 finashell 一、安装 centos VMware安装CentOS7超详细版_Xiao J.的博客-CSDN博客_vmware安装centos7 如果网络无法打开或者网段不在同一网段,则检查本机上的下面两个…