《信号与系统分析》
实验教案
王土央
教学实践部电路中心
2009年2月
实验一 时域分析
一. 实验目的
1. 研究动态网络的阶跃信号、冲激信号、阶跃响应、冲激响应及两 者之间的关系，用示波器观测其波形。
2. 验证卷积积分法。
二. 教学重点和难点
1. 重点：了解理想信号、阶跃信号和冲激信号，在实验过程中一般 用方波信号和窄脉冲代替冲激信号。
2. 难点：示波器、信号源和实验箱的使用方法。
三. 参考资料
1．《信号与系统》，作者：奥本海姆等；
2．《信号与系统》，作者：王应生等；
3．《信号与系统实验?设计?仿真》，作者：严俊等；
四. 教学过程
1. 讲解实验原理
2. 介绍各实验仪器
3. 讲解实验内容与步骤
4. 实验报告要求
5. 布置思考题
五. 实验原理
1. 冲激信号是阶跃信号的微分dt t dU t )()(=
δ 2. 冲激响应也是阶跃响应的微分dt
t dW t h )()(= 3. 某一信号)(t f 通过一线性系统后的响应为)()()(t h t f t y *=。 六. 实验设备
1. 双踪示波器SS7802 一台
2. 函数信号发生器EE1643 一台
3. 信号系统实验箱 TPE-SS6 一台
七. 实验内容与步骤
（一）观察冲激信号与阶跃信号之间的关系
1. 按图1－3－1在实验箱上连接好线路。
2. 输入端输入v V KHz f P iP 65==-，的方波信号。
3. 示波器测量输入)(t u 、输出波形)(t δ，记录波形，并将其分别与阶跃信号
和冲激信号相比较（参见图1－3－2）。
图1－3－1 微分电路 图1－3－2阶跃信号与冲激信号
提醒学生注意：1. 熟悉信号实验箱，信号源，示波器等仪器的使用方法。
2．了解理想信号阶跃信号，冲激信号在实验室一般用方波信号和
窄脉冲来替代。
（二） 观察阶跃响应与冲激响应之间的关系（激励为阶跃信号的响应为阶跃响应，
激励为冲激信号的响应为冲激响应。）
1．先获得阶跃响应)(t w
2．再观察冲激响应)(t h
3．观察阶跃响应与冲激响应之间的关系。
强调：两波形的上半部分完全一致（下半部分是由于方波的下跳沿所引起，即非理想阶跃信号所致）。
图1－3－5 冲激响应 图1－3－6 实验电路
图1－3－7阶跃响应的微分
注意：该图与实际的图有区别，要求学生不要照抄。
（三）验证卷积积分法
1. 按图1－3－3在实验箱上连接好线路，在输入端输入方波信号，)(t f 为方
波，KHz f 1=，v 2=-P iP V 。
2. 用示波器观察并记录输入信号)(t f 波形，输出信号)(t g 波形。
3. 将)(t g 波形与)()(t h t f *计算结果的图形进行比较。验证卷积积分法。 注意：要求学生一定要将实测图)(t g 画出，课后与理论计算的图进行比较，进一步
理解信号卷积的概念和意义。
八. 实验报告要求
1. 整理实验结果。
2.画出实验各步骤的波形图（时间轴对应）。
3.将卷积积分法的验证方法和过程整理记录下来。
九.思考题
1．解释实验波形与理想（冲激、阶跃）波形有差异的原因。
2．)(
t
f 如何计算？
h
)(t
十．下次实验内容的预习要求（信号的分解与合成实验）：
1．学会用软件Multisim。特别要了解电路的连接方法;示波器，信号源等仪器的使用方法，周期，幅度的测量方法。
2．按指导书中的电路设计举例和实验要求设计好电路。
3．按设计性实验报告要求，写好预习报告。
实验二 信号的分解与合成
一. 实验目的
1. 观察信号波形的分解与合成，加深对信号频谱的理解。
2. 学会用软件Multisim 进行信号的分解和合成。
二. 教学重点和难点
1. 重点：学会设计电路，对不同频率的方波信号进行分解与合成。
2. 难点：电路参数的设计，示波器读取波形的幅值、周期。
三. 实验原理
任何电信号都可由不同频率、不同幅度和不同初相的正弦信号叠加而成。对于周期性信号，其各次谐波的频率为基波频率的整数倍，而非周期性信号则包含有从零到无穷大的所有频率分量，每个分量的幅度都趋向无限小，但其相对大小是不同的。
当)(t f 为一周期性方波（幅度为m V ），其傅立叶级数展开为
])5s i n (5
1)3s i n (31[s i n (4)(111 +++=
t t t V t f m ωωωπ 四. 实验仪器与设备
1. 微机 一台
2. 软件Multisim 一套
五. 实验内容与步骤
1． 将30KHz 的方波信号分解出一、三、五次谐波； 首先在电子工作台上画出待分析的电路（参考下图）。
图1－3－8 信号分解与合成的电路
函数信号发生器的设置：
波形选择：方波频率：30KHz
占空比：50% 信号幅度：1V
再用示波器分别观测方波信号波形，一、三、五次谐波波形，合成波波形，测量周期，幅度。
2．画出各实验步骤的波形图（时间轴对应），标明周期，幅度。
实验注意:(1)电路连接的节点问题。
（2）示波器的连接点。
（3）周期，幅度的测量方法。
图1－3－9 方波的分解与合成
六.实验报告要求
1.整理实验结果。
2. 画出各实验步骤的波形图（时间轴对应），测量周期，幅度。
七.思考题
比较输入方波和合成波，说明异同。
实验三 信号的频谱分析
一．实验目的
1．观测周期矩形脉冲的频谱特性；
2．掌握对信号振幅频谱的顺序分析法——外差法；
二．实验原理
外差法的原理框图如图1－3－10所示。
图1－3－10 外差法原理图
1. sn f 为被测的方波脉冲信号，信号中包含着各次谐波分量n f f f 21 、。（图1－3－11）
2. L f 为本振频率。为保证两者混频后的差频等于混频器输出回路的谐振频率(KHz 1)，则L f 的取值应为各谐波分量的频率加KHz 1，满足KHz f f sn L 1=-。例如，基波频率为KHz 5，则对应的L f 应为KHz 6；二次谐波频率为KHz 10，则L f 应为KHz 11，……。直至被测信号中90%以上分量的频率和振幅全部测出(至少完成两个包络以上的测试)。值得注意的是，这个差频信号的幅度是正比于被测信号sn f 各频率分量的振幅。
3. 窄带选频滤波器：其作用是进一步保证差频输出信号KHz 1的准确性和纯净度。
4. 放大器：对输出信号进一步放大，以足够的幅度呈现在示波器上和毫伏表上，便于读数。
图1－3－11 振幅频谱图
三．实验设备
1．信号与系统实验箱 一台
2． 双踪示波器SS7802 一台
3．低频毫伏表 一台
4．函数信号发生器EE1643 一台
四．实验内容与步骤：
(一) 测试KHz f 5=，脉宽s μτ50=，幅度为mv 200峰峰值的矩形正脉冲的频谱。
1．在实验箱上接好线路
2．输入信号的设置:
sn f ：mv KHz f 200V s 505P -P S ===，，μτ的正脉冲，由实验箱上的信号源输出。
L f ：其频率先从KHz 6开始，依次改变至KHz 11，KHz 16，……KHz 41，其幅度均为mv V P P L 600=-的正弦信号，由函数信号发生器正输出口（50Ω）输出。
3．在L f 各频率点附近进行微调，使示波器上显示的输出波形最好，毫伏表的读数为最大，记下此时对应的频率值和毫伏表的读数（Cn 值）。完成表1－3—1内容的测试。
表格中：sn f 为L f 实测值减KHz 1的频率值。
n C 为毫伏表上对应于各频率分量的振幅值。
(二) 测试KHz f 5=，脉宽s μτ25=，幅度为mv 200峰峰值的矩形正脉冲的频谱(选作)。
(三) 测试KHz f 5.2=，脉宽s μτ50=，幅度为mv 200峰峰值的矩形正脉冲的频谱(选作)。
表1－3－1
五．实验报告要求
1. 整理实验数据。
2. 根据实验结果分别画出振幅频谱图。
六．思考题
1．比较不同的f ，不同的τ时矩形脉冲的频谱图，说明它们的异同点。
2．指出矩形脉冲频谱的零点。
实验注意事项：
（1）本振信号由EE1643输出。
（2）了解最大输出法。
（3）1/τ点为零点。
（4）f sn =f l －1kHz ――sn f 为L f 实测值减KHz 1的频率值。
实验四 抽样定理
一． 实验目的
验证抽样定理，加深对抽样定理的理解。
二． 实验基本原理
一个有限频带的信号如包含的最高频率成分为m f ，则以大于m f 2的频
率对其进行取样。该信号就被取样值完全确定（称为抽样信号），将取样信号通过一个理想的低通滤波器，就能恢复其原信号。
一个有限频带信号)(t f ，经过)(t s 抽样后得到离散信号)(t f s ，称)(t f s 为抽样信号，有
)()()(t s t f t f s = （1－3－1）
满足抽样定理的条件下，再经过截止频率c ω满足：m s c m ωωωω-<<的低通滤波器后，基本恢复原来的连续信号。
令连续信号)(t f 的傅立叶变换为)]([)(t f F F =ω
抽样脉冲序列)(t s 的傅立叶变换为)]([)(t s F S =ω
抽样后信号)(t f s 的傅立叶变换为)]([)(t f F F s s =ω
若抽样用均匀抽样，抽样周期为s T ，抽样角频率为
s
s s T f ππω22== (1－3—2) 当)(t s 是周期矩形脉冲时，有
)()2
(2)()]([s n s s n n Sa T E S t s F ωωδτωτπω-==∑+∞-∞= (1－3—3) 式中，E 为矩形脉冲的幅值，τ为矩形脉冲的宽度，)(ωS 是间隔为s n ω的冲激序列，
其包络线按Sa 函数规律变化。
根据频域卷积定理有
)()(21)]()([)]([)(ωωπ
ωS F t s t f F t f F F s s *=== (1－3—4) 由式（1－3－3），式（1－3－4）得：
)()2
()(s n s s s n F n Sa T E F ωωτωτω-=∑+∞-∞= (1－3－5) 由抽样信号的傅立叶分析知：时域抽样则频域重复。所以抽样后信号的频谱包括了原连续信号的频谱及无限个原信号频谱的重复平移，其平移的中心频率为抽样频率s f 及其整数倍s f 2，s f 3，……当抽样脉冲序列)(t S 为周期矩形窄脉冲时，称为“自然抽样”，抽样后信号的频谱平移的幅值，按照Sa 函数的规律衰减。
其原理框图如图1－3－12所示
图1－3－12 抽样定理原理框图
信号的抽样和恢复频谱的变化过程：
图1－3－13 信号的抽样和恢复过程
图中，)(ωS 的重复频率m s ωω2≥。若低通滤波器LP 2是截止频率为c ω，为m s c m ωωωω-≤≤的理想低通滤波器，则)(t f s 通过LP 2后输出的)(2t f 与)(1t f 具有相同的频谱。
三． 实验设备
1．SS7802示波器 一台
2．信号与系统实验箱 一台
3．函数信号发生器EE1643 一台
四． 实验内容与步骤
（一）正弦信号的抽样
1．按图1－3－12电路连接线路 2．信号的设置：mv V KHz f P iP 6001==-，的被抽样正弦信号由实验箱上的信号源输出。抽样脉冲)(t S 频率s v V KHz f P iP μτ20310===-，，的负脉冲由函数信号发生器50Ω输出口输出，其频率、幅度、脉宽均由示波器测得。
3．示波器分别测出)()()()()(21t f t f t S t f t f s 、、、、各波形，了解信号时域的变化过程并记录波形，测量周期，幅度。
4．向下改变抽样脉冲)(t S 频率，观察)(2t f 波形，记录)(2t f 波形开始失真
的抽样频率。
（二）方波信号的抽样
将实验内容（一）中被抽样正弦信号改为mv V Hz f P iP 600200==-，的方波信号，抽样脉冲)(t S 不变，重复实验（一）中3、4的内容。
五． 实验报告要求
1．整理实验数据。
2．画出各实验波形，并与各对应的频域的图形相比较。
3．对最低抽样频率的理解。
六． 思考题
1．在本实验中，被抽样方波的最高频率为多少？为什么？
实验注意：（1）抽样脉冲)(t S 由EE1643输出。
（2）测量f s 时，是测抽样包络的周期，幅度。
实验五 采样定理
一. 实验目的
1． 用计算机仿真的方法验证采样定理，加深对采样定理的理解。 2． 了解采样信号的恢复过程。
二. 实验原理
一个连续时间信号)(t f ，经过)(t s 采样后得到离散信号)(t f s ，称)(t f s 为采样信号，有
)()()(t s t f t f s = （1－3－6）
满足采样定理的条件下，再经过截止频率c ω满足：m s c m ωωωω-<<的低通滤波器后，基本恢复原来的连续信号。
令连续信号)(t f 的傅立叶变换为)]([)(t f F F =ω
采样脉冲序列)(t s 的傅立叶变换为)]([)(t s F S =ω
采样后信号)(t f s 的傅立叶变换为)]([)(t f F F s s =ω
若采用均匀采样，采样周期为s T ，采样角频率为
s s s T f ππω22=
= (1－3－7) 当)(t s 是周期矩形脉冲时，有
)()2
(2)()]([s n s s n n Sa T E S t s F ωωδτωτπω-==∑+∞-∞= (1－3－8)
式中，E 为矩形脉冲的幅值，τ为矩形脉冲的宽度，)(ωS 是间隔为s n ω的冲激序列，其包络线按Sa 函数规律变化。
根据频域卷积定理有
)()(21)]()([)]([)(ωωπ
ωS F t s t f F t f F F s s *=== (1－3－9) 由式（1-3-8），式（1-3-9）得：
)()2
()(s n s s s n F n Sa T E F ωωτωτω-=∑+∞-∞= (1－3－10) 由采样信号得傅立叶分析知：时域采样则频域重复。所以采样后信号的频谱包括了原连续信号的频谱及无限个原信号频谱的重复平移，其平移的中心频率为采样频率s f 及其整数倍s f 2，s f 3，……当采样脉冲序列)(t S 为周期矩形窄脉冲时，称为“自然采样”，采样后信号的频谱平移的幅值，按照Sa 函数的规律衰减。
原信号得以恢复的条件是采样频率m s f f 2≥。这就是著名的“采样定理”，m f 为连续时间信号的带宽。称m s f f 2=为最低采样频率，也称为“奈奎斯特频率”（Nyquist Frequency ）。
图1－3－14为信号采样与恢复的电路，三极管Q1起倒相作用。三极管Q2，当基极为高电位时导通，在“1”端输入脉冲出现时处于截止状态而起到开关作用，当Q2处于截止状态时，采样信号通过跟随器Q3输出，输出端按一个π型的LC 低通滤波器。
图1－3－14 信号的采样和恢复电路
三．实验设备
计算机 一台
软件Multisim 一套
四．实验内容与步骤
1．首先在原理图窗口画好电路图，根据要求设置好参数。信号源的设置：)1(V 为脉冲信号，v V 3=，KHz f 25=，占空比为30％；)9(V 为正弦信号，mv V 300=，KHz f 1=。然后用示波器在“10”端观察，得到采样信号；再经过滤波器恢复后，在“11”端观测其波形。要求画出各点波形，记录周期，幅度。
2．保持电路参数不变，将脉冲输入信号频率改变为KHz 5，占空比10％，观察“10”、“11”端的波形并记录周期，幅度。
五．实验报告要求
1．整理实验数据。
2．画出各实验波形，并与各对应的频域的图形相比较。
六．思考题
1．怎样理解最低抽样频率。
图1－3－15 正弦信号的采样与恢复
实验注意：（1）该图与实际的图有区别，请学生不要照抄。
（2）测量采样后脉冲信号V（10）时是测采样包络的周期，幅度。
第1章 信号与系统的基本概念 1.1 引言 系统是一个广泛使用的概念，指由多个元件组成的相互作用、相互依存的整体。我们学习过“电路分析原理”的课程，电路是典型的系统，由电阻、电容、电感和电源等元件组成。我们还熟悉汽车在路面运动的过程，汽车、路面、空气组成一个力学系统。更为复杂一些的系统如电力系统，它包括若干发电厂、变电站、输电网和电力用户等，大的电网可以跨越数千公里。 我们在观察、分析和描述一个系统时，总要借助于对系统中一些元件状态的观测和分析。例如，在分析一个电路时，会计算或测量电路中一些位置的电压和电流随时间的变化；在分析一个汽车的运动时，会计算或观测驱动力、阻力、位置、速度和加速度等状态变量随时间的变化。系统状态变量随时间变化的关系称为信号，包含了系统变化的信息。 很多实际系统的状态变量是非电的，我们经常使用各种各样的传感器，把非电的状态变量转换为电的变量，得到便于测量的电信号。 隐去不同信号所代表的具体物理意义，信号就可以抽象为函数，即变量随时间变化的关系。信号用函数表示，可以是数学表达式，或是波形，或是数据列表。在本课程中，信号和函数的表述经常不加区分。 信号和系统分析的最基本的任务是获得信号的特点和系统的特性。系统的分析和描述借助于建立系统输入信号和输出信号之间关系，因此信号分析和系统分析是密切相关的。 系统的特性千变万化，其中最重要的区别是线性和非线性、时不变和时变。这些区别导致分析方法的重要差别。本课程的内容限于线性时不变系统。 我们最熟悉的信号和系统分析方法是时域分析，即分析信号随时间变化的波形。例如，对于一个电压测量系统，要判断测量的准确度，可以直接分析比较被测的电压波形)(in t v （测量系统输入信号）和测量得到的波形)(out t v （测量系统输出信号），观察它们之间的相似程度。为了充分地和规范地描述测量系统的特性，经常给系统输入一个阶跃电压信号，得到系统的阶跃响应，图1-1是典型的波形，通过阶跃响应的电压上升时间（电压从10％上升至90％的时间）和过冲（百分比）等特征量，表述测量系统的特性，上升时间和过冲越小，系统特性越好。其中电压上升时间反映了系统的响应速度，小的上升时间对应快的响应速度。如果被测电压快速变化，而测量系统的响应特性相对较慢，则必然产生较大的测量误差。 信号与系统分析的另一种方法是频域分析。信号频域分析的基本原理是把信号分解为不同频率三角信号的叠加，观察信号所包含的各频率分量的幅值和相位，得到信号的频谱特性。图1-2是从时域和频域观察一个周期矩形波信号的示意图，由此可以看到信号频域和时域的关系。系统的频域分析是观察系统对不同频率激励信号的响应，得到系统的频率响应特性。频域分析的重要优点包括：（1）对信号变化的快慢和系统的响应速度给出定量的描述。例如，当我们要用一个示波器观察一个信号时，需要了解信号的频谱特性和示波器的模拟带宽，当示波器的模拟带宽能够覆盖被测信号的频率范围时，可以保证测量的准确。（2）
《信号与系统及MATLAB实现》实验指导书
前言 长期以来，《信号与系统》课程一直采用单一理论教学方式，同学们依靠做习题来巩固和理解教学内容，虽然手工演算训练了计算能力和思维方法，但是由于本课程数学公式推导较多，概念抽象，常需画各种波形，作题时难免花费很多时间，现在，我们给同学们介绍一种国际上公认的优秀科技应用软件MA TLAB，借助它我们可以在电脑上轻松地完成许多习题的演算和波形的绘制。 MA TLAB的功能非常强大，我们此处仅用到它的一部分，在后续课程中我们还会用到它，在未来地科学研究和工程设计中有可能继续用它，所以有兴趣的同学，可以对MA TLAB 再多了解一些。 MA TLAB究竟有那些特点呢？ 1．高效的数值计算和符号计算功能，使我们从繁杂的数学运算分析中解脱出来； 2．完备的图形处理功能，实现计算结果和编程的可视化； 3．友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言，易于学习和掌握； 4．功能丰富的应用工具箱，为我们提供了大量方便实用的处理工具； MA TLAB的这些特点，深受大家欢迎，由于个人电脑地普及，目前许多学校已将它做为本科生必须掌握的一种软件。正是基于这些背景，我们编写了这本《信号与系统及MA TLAB实现》指导书，内容包括信号的MA TLAB表示、基本运算、系统的时域分析、频域分析、S域分析、状态变量分析等。通过这些练习，同学们在学习《信号与系统》的同时，掌握MA TLAB的基本应用，学会应用MA TLAB的数值计算和符号计算功能，摆脱烦琐的数学运算，从而更注重于信号与系统的基本分析方法和应用的理解与思考，将课程的重点、难点及部分习题用MA TLAB进行形象、直观的可视化计算机模拟与仿真实现，加深对信号与系统的基本原理、方法及应用的理解，为学习后续课程打好基础。另外同学们在进行实验时，最好事先预习一些MA TLAB的有关知识，以便更好地完成实验，同时实验中也可利用MA TLAB的help命令了解具体语句以及指令的使用方法。
第三章习题解答 3.2 求下列方波形的傅里叶变换。 (a) 解： 110 2 ()()11()2 t j t t j t t j t t j t j a F j f t e dt e e dt j e t tS e j ωωωωωωω ωω-----=-=?= -==?? (b) 解： 20 00 2 2 ()1 1 1()[]1 (1) 1 (1) t j t t j t t t j t j t t t j t j t j t j t j t j t t F e dt e e dt tde j j j te e dt j e e e j e ωωωωωωωωωωωτ ω τωτω ω τω ωττω----------=-=?= =??-=-=+-= +-???? (c) 解： 1 31 1 2 2 11()()2 211 1 ()()22 1 1 ()cos 2 1 ()2 1()211 12() 2() 2 2 j t j t j t j t j t j t j t j t F t e dt e e e dt e e dt e e j j ωπ π ωππ ωωπ π ωωπ ωππ ωω-------+---+--=?=+?=+=- -+?? ? ()()()()22221 111 [][]2222 j j j j e e e e j j ππππ ωωωωππωω----++=?--?--+
2222sin()sin()cos ()cos () cos 2222()()2222 ππππ ωωωωωωπωππππωωωω-+?++?-?=+== -+-- (d)解： 242 22()()22 22()()2 2 ()()()()2 2 2 2 ()sin 1()21()2112()2() sin[(22() 2() T j t T T j t j t j t T T j t j t T T T j t j t T T T T T T j j j j F t e dt e e e dt j e e dt j e e T e e e e j j j j ωωωωωωωωωωωωωωω--Ω-Ω--Ω--Ω+-Ω--Ω+--Ω--Ω-Ω+-Ω+=Ω?=-= --=-Ω-Ω+Ω---= + =?Ω-?Ω+???)]sin[()] 2()() T j j ωωωωΩ++Ω-Ω+ 3.3依据上题中a,b 的结果，利用傅里叶变换的性质，求题图3.3所示各信号的傅里叶变换. (a) 解：11111()()()f t f t f t =-- 11()f t 就是3.2中(a)的1()f t 如果1()()f t F ω?，则1()()f t F ω-?- 11111111122 2 ()()()()()sin()42 ( )[]sin( )sin ()2 2 2 2 j j a f t f t f t F F t S e e j j τ τ ω ω ωωωτ ωτ τωτ ωττωτ ω-∴=--?--=??-= ? = (b) 解：2()()()f t g t g t στ=+,而()( )2 a g t S τωτ τ? 2()(3)2()a a F S S ωσωω∴=+ 如利用3.2中(a)的结论来解，有： 211'()(3)(1)f t f t f t ττ=+++，其中,'2τστ==. 3211'()()()(3)2()j j a a F e F e F S S ωωττωωωσωω∴=?+?=+ (如()()f t F ω?，则0 0()()j t f t t e F ωω±?) 2()f t
北京联合大学 实验报告 课程（项目）名称： 信号与系统分析 学 院： 自动化学院 专 业： 信息处理与智能技术 班 级： 0910030204 学 号：2009100302440 姓 名： 韩禹辉 成 绩： 2011年 5 月 21 日 实验二 连续系统的时域分析 冲激响应与阶跃响应实验 一、实验目的 1.观察典型二阶电路的阶跃响应与冲激响应的波形和相关参数，并研究参数变化对响应状态的影响. 2.掌握系统阶跃响应与冲激响应的观测方法. 3.理解系统阶跃响应与冲激响应的关系. 二、实验设备 PC 机一台，TD-SAS 系列教学实验系统一套. 三、实验原理 本实验是观察典型的二阶系统的阶跃响应和冲激响应的三种不同状态.二阶系统的微分方程通式为： 2()2()()()n n y t ay t y t f t ωω'''++= 其特征根为： 1,2a λ=-对于不同的a 和n ω值，特征根四种不同的情况，如表2-1-1所示，分别对应两个不等实根、两个相等实根、共轭复根和共轭虚根.相应的冲激响应和阶跃响应波形如图2-1-1所示. 表2-1-1 二阶系统的冲激响应和阶跃响应
图2-1-1二阶系统的冲激响应和阶跃响应 本实验电路采用由运放组成的典型二阶电路，如图2-1-2所示，它与RLC 串联电路构成二阶系统完成如图2-1-3所示的功能.实验中通过调节器Rp 便可以使系统处于不同的状态. 图2-1-2 由运放构成的二阶电路 图2-1-3 RLC 二阶电路 通过电路图可以得到该系统的微分方程为： 从公式可以得到：
由上式得到系统响应的三种状态： （1）当n a ω>时，即Rp>4K Ω时，系统有两个不等实根，处于过阻尼状态； （2）当n a ω=时，即Rp=4K Ω时，系统有两个相等实根处于临界阻尼状态； （3）当n a ω<时，即Rp<4K Ω时，系统有一对共轭复根，处于欠阻尼状态. 四、实验步骤 本实验在阶跃与冲激响应单元完成. 1．阶跃响应观察 （1）使信号发生器输出幅值2V 、频率为1Hz 、占空比为50%的脉冲信号，其中每个高电平作为一次阶跃输入.将脉冲信号接入IN 端. （2）用示波器同时测量IN 和OUT 两端，记录当电位器Rp 值分别为1.5K 、4K 和8K 时OUT 端的波形. 使用万用表测量电位器阻值时，先关闭实验箱电源开关，将短路块N 断开，这样电位器就从电路中断开，并且测量时应当注意表笔的正负端应和测量点的正负端一致.然后再打开实验箱电源开关，测量完后将短路块闭合，使电位器重新接入电路. （3）分别保存Rp 值在上述取值时的阶跃响应波形，并加以比较看是否满足图2-1-1（b ）所述.
信息系统分析与设计考试题库及答案 一,选择填空 1. 信息按照( )可以分为战略信息,战术信息和作业信息)可以分为战略信息,战术信息和作业信息. A. 应用领域 B. 加工顺序 C. 管理的层次 D. 反映形式 答案: C 2. 按照处理的对象,可把组织的信息系统分为 ( ) 和管理信息系统两大类. A. 电子数据处理系统 B. 作业信息系统 C. 决策支持系统 D. 情报处理系统 答案: B 3. 信息系统对管理职能的支持,归根到底是对 ( ) 的支持. A. 计划 B. 组织 C. 控制 D. 决策 答案: D 4. 业务系统规划法(BSP)的核心是( ) A. 明确企业目标 B. 定义(识别)业务过程 C. 进行数据分析 D. 确定信息结构 答案: C 5. 下面哪一项企业关键成功因素的特点是错误的: ( ). A. 少量的易于识别的可操作的目标 B. 可确保企业的成功 C. 由企业的所有CSF决定组织的信息需求 答案: B 6. 下面哪一项不是信息系统局部开发层次的优势:( ). A. 相对简单的IT开发 B. 帮助理论的证明 C. 组织变化的阻力最小 D. 优化组织过程 答案: D 7. 一般子系统的划分是在系统( )阶段,根据对系统的功能/数据分析的结果提出的. A. 需求分析 B. 逻辑阶段 C. 总体设计 D. 详细设计 答案: A 8. 在新产品开发机构重组中,以开发某一新产品为目标,组织集设计,工艺,生产,供应,检验人员为一体的承包组,打破部门的界限,实行团队管理,以及将设计,工艺,生产制造并行交叉的作业管理,这属于( ). A. 功能内的BPR B. 组织间的BPR C. 功能间的BPR D. 功能内的BPR 答案: C 9. 数据存贮设计则根据数据资源分布具体确定了数据存贮的( ). A. 逻辑方式 B. 物理方式 答案: A 10. 信息系统流程图是以新系统的( )为基础绘制的. A. E-R图 B. 管理功能图 C. 业务流程图 D. 数据流程图 答案: D 11. 在关系规范化过程中,一般来讲,满足( )的关系即可满足信息处理的要求,就可以认为是比较规范的关系. A. 第一范式 B. 第二范式 C. 第三范式 D. BC范式 答案: C 12. RUP中的软件生命周期在时间上被分解为四个顺序的阶段,分别是:初始阶段(Inception),细化阶段(Elaboration),构造阶段(Construction)和交付阶段(Transition),每个阶段结束于一个主要的里程碑(Major Milestones).构建阶段结束时是第三个重要的里程碑:初始功能(Initial Operational)里程碑.
信号与系统综合实验项目doc 信号与系统综合实验项目 (竞 实 验 指 导 项目一 用MATLAB 验证时域抽样定理 目的： 通过MATLAB 编程实现对时域抽样定理的验证，加深抽样定理的明白得。同时训练应用运算机分析咨询题的能力。 任务： 连续信号f(t)=cos(8*pi*t)+2*sin(40*pi*t)+cos(24*pi*t)，通过理想抽样后得到抽样信号fs(t)，通过理想低通滤波器后重构信号f(t)。 方法： 1、确定f(t)的最高频率fm 。关于无限带宽信号，确定最高频率fm 的方法：设其频谱的模降到10-5左右时的频率为fm 。 2、确定Nyquist 抽样间隔T N 。选定两个抽样时刻：T S 第1章 信号与系统的基本概念 1.1 引言 系统是一个广泛使用的概念，指由多个元件组成的相互作用、相互依存的整体。我们学习过“电路分析原理”的课程，电路是典型的系统，由电阻、电容、电感和电源等元件组成。我们还熟悉汽车在路面运动的过程，汽车、路面、空气组成一个力学系统。更为复杂一些的系统如电力系统，它包括若干发电厂、变电站、输电网和电力用户等，大的电网可以跨越数千公里。 我们在观察、分析和描述一个系统时，总要借助于对系统中一些元件状态的观测和分析。例如，在分析一个电路时，会计算或测量电路中一些位置的电压和电流随时间的变化；在分析一个汽车的运动时，会计算或观测驱动力、阻力、位置、速度和加速度等状态变量随时间的变化。系统状态变量随时间变化的关系称为信号，包含了系统变化的信息。 很多实际系统的状态变量是非电的，我们经常使用各种各样的传感器，把非电的状态变量转换为电的变量，得到便于测量的电信号。 隐去不同信号所代表的具体物理意义，信号就可以抽象为函数，即变量随时间变化的关系。信号用函数表示，可以是数学表达式，或是波形，或是数据列表。在本课程中，信号和函数的表述经常不加区分。 信号和系统分析的最基本的任务是获得信号的特点和系统的特性。系统的分析和描述借助于建立系统输入信号和输出信号之间关系，因此信号分析和系统分析是密切相关的。 系统的特性千变万化，其中最重要的区别是线性和非线性、时不变和时变。这些区别导致分析方法的重要差别。本课程的内容限于线性时不变系统。 我们最熟悉的信号和系统分析方法是时域分析，即分析信号随时间变化的波形。例如，对于一个电压测量系统，要判断测量的准确度，可以直接分析比较被测的电压波形)(in t v （测量系统输入信号）和测量得到的波形)(out t v （测量系统输出信号），观察它们之间的相似程度。为了充分地和规范地描述测量系统的特性，经常给系统输入一个阶跃电压信号，得到系统的阶跃响应，图1-1是典型的波形，通过阶跃响应的电压上升时间（电压从10％上升至90％的时间）和过冲（百分比）等特征量，表述测量系统的特性，上升时间和过冲越小，系统特性越好。其中电压上升时间反映了系统的响应速度，小的上升时间对应快的响应速度。如果被测电压快速变化，而测量系统的响应特性相对较慢，则必然产生较大的测量误差。 信号与系统分析的另一种方法是频域分析。信号频域分析的基本原理是把信号分解为不 实验三信号的频谱分析 1方波信号的分解与合成实验 1实验目的 1. 了解方波的傅立叶级数展开和频谱特性。 2. 掌握方波信号在时域上进行分解与合成的方法。 3. 掌握方波谐波分量的幅值和相位对信号合成的影响。 2 实验设备 PC机一台，TD－SAS系列教学实验系统一套。 3 实验原理及内容 1. 信号的傅立叶级数展开与频谱分析 信号的时域特性和频域特性是对信号的两种不同的描述方式。对于一个时域的周期信号f(t)，只要满足狄利克莱条件，就可以将其展开成傅立叶级数： 如果将式中同频率项合并，可以写成如下形式： 从式中可以看出，信号f(t)是由直流分量和许多余弦（或正弦）分量组成。其中第一项A0/2是常数项，它是周期信号中所包含的直流分量；式中第二项A1cos(Ωt+φ1)称为基波，它的角频率与原周期信号相同，A1是基波振幅，φ1是基波初相角；式中第三项A2cos(Ωt+φ2)称为二次谐波，它的频率是基波的二倍，A2是基波振幅，φ2是基波初相角。依此类推，还有三次、四次等高次谐波分量。 2. 方波信号的频谱 将方波信号展开成傅立叶级数为： n=1，3，5… 此公式说明，方波信号中只含有一、三、五等奇次谐波分量，并且其各奇次谐波分量的幅值逐渐减小，初相角为零。图3-1-1为一个周期方波信号的组成情况，由图可见，当它包含的分量越多时，波形越接近于原来的方波信号，还可以看出频率较低的谐波分量振幅较大，它们组成方波的主体，而频率较高的谐波分量振幅较小，它们主要影响波形的细节。 （a）基波（b）基波＋三次谐波 （c）基波＋三次谐波＋五次谐波 （d）基波＋三次谐波＋五次谐波＋七次谐波 （e）基波＋三次谐波＋五次谐波＋七次谐波＋九次谐波 图3-1-1方波的合成 3. 方波信号的分解 方波信号的分解的基本工作原理是采用多个带通滤波器，把它们的中心频率分别调到被测信号的各个频率分量上，当被测信号同时加到多路滤波器上，中心频率与信号所包含的某次谐波分量频率一致的滤波器便有输出。在被测信号发生的实际时间内可以同时测得信号所包含的各频率分量。本实验便是采用此方法，实验中共有5路滤波器，分别对应方波的一、 三、五、七、九次分量。 4. 信号的合成 本实验将分解出的1路基波分量和4路谐波分量通过一个加法器，合成为原输入的方波信号，信号合成电路图如图3-1-2所示。 图3-1-2 学生实验报告 （理工类） 课程名称：信号与线性系统专业班级：M11通信工程 学生学号：1121413017 学生姓名：王金龙 所属院部：龙蟠学院指导教师：杨娟 20 11 ——20 12 学年第 1 学期 金陵科技学院教务处制 实验报告书写要求 实验报告原则上要求学生手写，要求书写工整。若因课程特点需打印的，要遵照以下字体、字号、间距等的具体要求。纸张一律采用A4的纸张。 实验报告书写说明 实验报告中一至四项内容为必填项，包括实验目的和要求；实验仪器和设备；实验内容与过程；实验结果与分析。各院部可根据学科特点和实验具体要求增加项目。 填写注意事项 （1）细致观察，及时、准确、如实记录。 （2）准确说明，层次清晰。 （3）尽量采用专用术语来说明事物。 （4）外文、符号、公式要准确，应使用统一规定的名词和符号。 （5）应独立完成实验报告的书写，严禁抄袭、复印，一经发现，以零分论处。 实验报告批改说明 实验报告的批改要及时、认真、仔细，一律用红色笔批改。实验报告的批改成绩采用百分制，具体评分标准由各院部自行制定。 实验报告装订要求 实验批改完毕后，任课老师将每门课程的每个实验项目的实验报告以自然班为单位、按学号升序排列，装订成册，并附上一份该门课程的实验大纲。 实验项目名称：常用连续信号的表示 实验学时： 2学时 同组学生姓名： 无 实验地点： A207 实验日期： 11.12.6 实验成绩： 批改教师： 杨娟 批改时间： 一、实验目的和要求 熟悉MATLAB 软件；利用MATLAB 软件，绘制出常用的连续时间信号。 二、实验仪器和设备 586以上计算机，装有MATLAB7.0软件 三、实验过程 1. 绘制正弦信号)t Asin t (f 0?ω+=（），其中A=1，πω2=，6/π?=； 2. 绘制指数信号at Ae t (f =），其中A=1，0.4a -=； 3. 绘制矩形脉冲信号，脉冲宽度为2； 4. 绘制三角波脉冲信号，脉冲宽度为4；斜度为0.5； 5. 对上题三角波脉冲信号进行尺度变换，分别得出)2t (f ，)2t 2(f -； 6. 绘制抽样函数Sa （t ）,t 取值在-3π到+3π之间； 7. 绘制周期矩形脉冲信号，参数自定； 8. 绘制周期三角脉冲信号，参数自定。 四、实验结果与分析 1．制正弦信号)t Asin t (f 0?ω+=（），其中A=1，πω2=，6/π?= 实验代码： A=1; 鞋店进销存管理系统 一.项目背景 随着计算机技术的不断发展, 它已经成为人们工作和生活中不可缺少的工具。早在1954年，银行、大公司和大企业纷纷采用计算机进行账户和账目管理、生产管理、库存管理、销售管理、统计报表等。从数据的收集、存储、整理到检索统计，应用的范围日益扩大，使计算机的应用很快超过科学计算，成为最大的计算机应用领域。 鞋店管理的特点是信息处理量比较大，所存的鞋种类多，而且由于进货单、销售单、需求单等单据发行量特别大，关联信息多，查询和统计的方式各不相同等原因,因此在管理上实现起来有一定困难。在管理的过程中经常会出现信息的重复传递，单据报表种类繁多，各个部门管理规格不统一等问题。 在本系统的设计过程中，为了克服这些困难，满足计算机管理的需要,我们采取了下面的一些原则： 1、统一各种原始单据的格式，统一账目和报表的格式。 2、删除不必要的管理冗余，实现管理规范化、科学化。 3、程序代码标准化，软件统一化，确保软件的可维护性和实用性。 4、界面尽量简单化，做到实用，方便，尽量满足书店中不同层次员工 的需要。 二.定义 “鞋店进销存管理系统”为用户提供添加、修改、查询、退货操作等服务。用户在登陆界面输入用户名，密码后系统核对正确进入系统内部。系统就要求用户选择事务类型（添加、修改、查询、退货等），直至用户选择退出应用服务，询问用户是否退出应用服务，如果用户选择结束，系统重回登陆界面。用户进入添加界面后，首先可以输入的数字必须大于等于100），否则系统显示输入有误。用户点击确认后，由系统查询，判断该取值是否超出库存量，如果没有，则系统会显示确认界面，用户单点击“确认”后，系统自动生成账单，并在后台进行工作，系统进行清 广州大学 综合设计性实验 报告册 实验项目选频网络的设计及应用研究 学院物电学院年级专业班电子131 姓名朱大神学号成绩 实验地点电子楼316 指导老师 《综合设计性实验》预习报告 实验项目：选频网络的设计及应用研究 一 引言： 选频网络在信号分解、振荡电路及其收音机等方面有诸多应用。比如，利用选频网络可以挑选出一个周期信号中的基波和高次谐波。选频网络的类型和结构有很多，本实验将通过设计有源带通滤波器实现选频。 二 实验目的： （1）熟悉选频网络特性、结构及其应用，掌握选频网络的特点及其设计方法。 （2）学会使用交流毫伏表和示波器测定选频网络的幅频特性和相频特性。 （3）学会使用Multisim 进行电路仿真。 三 实验原理： 带通滤波器： 这种滤波器的作用是只允许在某一个通频带范围内的信号通过，而比通频带下限频率低和比上限频率高的信号均加以衰减和抑制。 典型的带通滤波器可以从二阶低通滤波器中将其中一级改成高通而成，如图1所示。 电路性能参数可由下面各式求出。 通带增益：CB R R R R A f vp 144+= 其中B 为通频带宽。 中心频率：)1 1(121 3 12 20R R C R f += π 通带宽度：)2 1(14 321R R R R R C B f -+= 品质因数：B f Q 0 = 此电路的优点是，改变f R 和4R 的比值，就可以改变通带宽度B 而不会影响中心频率0f 。 四 实验内容： 设计一个中心频率Hz f 20000=，品质因数5>Q 的带通滤波器。 五 重点问题： （1）确定带通滤波器的中心频率、上限频率及下限频率。 （2）验证滤波器是否能筛选出方波的三次谐波。 六 参考文献： [1]熊伟等.Multisim 7 电路设计及仿真应用.北京：清华大学出版社，2005. [2]吴正光，郑颜.电子技术实验仿真与实践.北京：科学出版社，2008. [4]童诗白等.模拟电子技术基础（第三版）.北京：高等教育出版社， 2001. 图1 二阶带通滤波器 Who are the typical stakeholders in an information system?what are their roles? system owners System owners is an information system s sponsor and executive advocate,usually responsible for funding the project of developing,operating,and maintaining the information system. System owners usually come from the ranks of management.For medium to large information systems,system owners are usually middle or executive managers.For smaller systems,system owners may be middle managers or supervisors.system users System user is a customer who will use or is affected by an information system on a regular basis capturing,validating,entering,responding to,storing,and exchanging data and System users make up information workers in any information system. system designer System designer is a who translates system user s business requirements and constrains technical solutions.She or he designs the computer databases,inputs,screens,networks,and software that will meet the system user s requirements.system builder System builder is a technical specialist who constructs information systems and components based on the design specifications generated by the system designers. systems analyst Systems analyst is a specialist who studies the problems and needs of an organization to determine how people,data,processes,and information technology and best accomplish improvements for the business. What are the differences between the role of system analysts and the role of the rest of the stakeholders? ing,val information. the vast major ing, entering ajority majority of the echnical technical special specialist trains into techn outputs,scr ments 中南大学 信号与系统试验报告 姓名: 学号: 专业班级:自动化 实验一 基本信号的生成 1．实验目的 ● 学会使用MATLAB 产生各种常见的连续时间信号与离散时间信号； ● 通过MATLAB 中的绘图工具对产生的信号进行观察，加深对常用信号的 理解； ● 熟悉MATLAB 的基本操作，以及一些基本函数的使用，为以后的实验奠 定基础。 2．实验内容 ⑴ 运行以上九个例子程序，掌握一些常用基本信号的特点及其MATLAB 实现方法；改变有关参数，进一步观察信号波形的变化。 ⑵ 在 k [10:10]=- 范围内产生并画出以下信号： a) 1f [k][k]δ=； b) 2f [k][k+2]δ=； c) 3f [k][k-4]δ=； d) 4f [k]2[k+2][k-4]δδ=-。 源程序： k=-10:10; f1k=[zeros(1,10),1,zeros(1,10)]; subplot(2,2,1) stem(k,f1k) title('f1[k]') f2k=[zeros(1,8),1,zeros(1,12)]; subplot(2,2,2) stem(k,f2k) title('f2[k]') f3k=[zeros(1,14),1,zeros(1,6)]; subplot(2,2,3) stem(k,f3k) title('f3[k]') f4k=2*f2k-f3k; subplot(2,2,4) stem(k,f4k) title('f4[k]') ⑶ 在 k [0:31]=范围内产生并画出以下信号： a) ()()k k 144f [k]sin cos π π=； b) ()2k 24f [k]cos π =； c) ()()k k 348f [k]sin cos π π=。 请问这三个信号的基波周期分别是多少？ 源程序： k=0:31; f1k=sin(pi/4*k).*cos(pi/4*k); subplot(3,1,1) stem(k,f1k) title('f1[k]') f2k=(cos(pi/4*k)).^2; subplot(3,1,2) stem(k,f2k) title('f2[k]') f3k=sin(pi/4*k).*cos(pi/8*k); subplot(3,1,3) stem(k,f3k) title('f3[k]') 其中f1[k]的基波周期是4, f2[k]的基波周期是4, f3[k]的基波周期是16。 2016-2017学年第一学期 信号与系统实验报告 班级： 姓名： 学号： 成绩： 指导教师： 实验一常见信号的MATLAB 表示及运算 一．实验目的 1．熟悉常见信号的意义、特性及波形 2．学会使用MATLAB 表示信号的方法并绘制信号波形 3. 掌握使用MATLAB 进行信号基本运算的指令 4. 熟悉用MATLAB 实现卷积积分的方法 二．实验原理 信号一般是随时间而变化的某些物理量。按照自变量的取值是否连续，信号分为连续时间信号和离散时间信号，一般用()f t 和()f k 来表示。若对信号进行时域分析，就需要绘制其波形，如果信号比较复杂，则手工绘制波形就变得很困难，且难以精确。MATLAB 强大的图形处理功能及符号运算功能，为实现信号的可视化及其时域分析提供了强有力的工具。 根据MATLAB 的数值计算功能和符号运算功能，在MATLAB 中，信号有两种表示方法，一种是用向量来表示，另一种则是用符号运算的方法。在采用适当的MATLAB 语句表示出信号后，就可以利用MATLAB 中的绘图命令绘制出直观的信号波形了。下面分别介绍连续时间信号和离散时间信号的MATLAB 表示及其波形绘制方法。 1.连续时间信号 所谓连续时间信号，是指其自变量的取值是连续的，并且除了若干不连续的点外，对于一切自变量的取值，信号都有确定的值与之对应。从严格意义上讲，MATLAB 并不能处理连续信号。在MATLAB 中，是用连续信号在等时间间隔点上的样值来近似表示的，当取样时间间隔足够小时，这些离散的样值就能较好地近似出连续信号。在MATLAB 中连续信号可用向量或符号运算功能来表示。 ⑴ 向量表示法 对于连续时间信号()f t ，可以用两个行向量f 和t 来表示，其中向量t 是用形如12::t t p t 的命令定义的时间范围向量，其中，1t 为信号起始时间，2t 为终止时间，p 为时间间隔。向量f 为连续信号()f t 在向量t 所定义的时间点上的样值。 说明：plot 是常用的绘制连续信号波形的函数。 严格说来，MATLAB 不能表示连续信号，所以，在用plot()命令绘制波形时，要对自变量t 进行取值，MATLAB 会分别计算对应点上的函数值，然后将各个数据点通过折线连接起来绘制图形，从而形成连续的曲线。因此，绘制的只是近似波形，而且，其精度取决于t 的取样间隔。t 的取样间隔越小，即点与点之间的距离越小，则近似程度越好，曲线越光滑。例如：图1-1是在取样间隔为p=0.5时绘制的波形，而图1-2是在取样间隔p=0.1时绘制的波形，两相对照，可以看出图1-2要比图1-1光滑得多。 读《系统分析与设计方法》一书有感 作为一个软件专业的学生，理解和掌握系统分析与设计的知识是必不可少的。在阅读《系统分析与设计方法》一书中以及加上老师教导，我学到了很多东西，收获不少。 系统就是由若干可以相互区别、由相互联系并且各自独立的单元组成各个子系统之间同样是独立而又相互联系的。系统具有集合性、相关性、目的性、整体性和环境适应性。在开发完成一个软件项目的过程中，系统工程必须经过开发阶段、建造阶段、运行阶段、更新阶段、维护阶段。 系统分析与设计的方法主要包括结构化生命周期法（又称瀑布法）、原型化方法（迭代法）、面向对象方法。 按时间过程来分，开发方法分为生命周期法和原型法，实际上还有许多处于中间状态的方法。原型法又按照对原型结果的处理方式分为试验原型法和演进原型法。试验原型法只把原型当成试验工具，试了以后就抛掉，根据试验的结论做出新的系统。演进原型法则把试好的结果保留，成为最终系统的一部分。 按照系统的分析要素，可以把开发方法分为三类： ①面向处理方法（Processing Oriented ，简称PO）。 ②面向数据方法（Data Oriented ，简称DO）。 ③面向对象的方法（Object Oriented ，简称OO）。 系统分析和设计应遵循的原则有： 系统开发是面向客户的，应从客户的角度考虑。 诸如系统开发生命周期之类的产品更新换代机构应该在所有的信息系统开发项目中建立起来。 信息系统开发的过程并不是一个顺序的过程，它允许步骤的重叠和倒转等。 如果系统的成功可能性受到很大限制时，应取消整个项目。 文档材料是系统开发生命周期中重要的可递交成果，应加以重视。 在本书的第一部分中，主要集中于系统分析和设计的整体描述，包括系统分析和设计方法的环境，信息系统构件，信息系统开发，项目管理。期中印象比较深刻的是系统开发过程的能力成熟度模型（CMMI）。信息系统和软件的CMM框架用来帮助改善其系统开发过程的成熟度。CMM包括了五个成熟度等级：初始级、可重复级、已定义级、已管理级、优化级。期中，每个等级都是下一个等级的必须条件。 在软件开发过程中需求分析阶段是至关重要的一个阶段，需求分析阶段可能被称为定义阶段或者逻辑设计阶段。需求分析阶段的第一个任务是确定需求，在这个阶段至少将目标转换成为满足其需要的功能需求和非功能需求的框架。在这个阶段需要交付的成果是功能需求和非功能需求的草稿。在初步定义完了功能需求和非功能需求后，得排列需求的优先次序。如果一个项目落后于进度或者超出预算，，知道哪个需求比其他需求更重要可能是很有用的。在排列需求的优先次 信号与系统实验实验报 告 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08] 实验五连续系统分析一、实验目的 深刻理解连续时间系统的系统函数在分析连续系统的时域特性、频域特性及稳定性中的重要作用及意义，掌握根据系统函数的零极点设计简单的滤波器的方法。掌握利用MATLAB分析连续系统的时域响应、频响特性和零极点的基本方法。 二、实验原理 MATLAB提供了许多可用于分析线性时不变连续系统的函数，主要包含有系统函数、系统时域响应、系统频域响应等分析函数。 三、实验内容 1.已知描述连续系统的微分方程为，输入，初始状态 ，计算该系统的响应，并与理论结果比较，列出系统响应分析的步骤。 实验代码： a=[1 10]; b=[2]; [A B C D]=tf2ss(b,a); sys=ss(A,B,C,D); t=0: :5; xt=t>0; sta=[1]; y=lsim(sys,xt,t,sta); subplot(3,1,1); plot(t,y); xlabel('t'); title('系统完全响应 y(t)'); subplot(3,1,2); plot(t,y,'-b'); hold on yt=4/5*exp(-10*t)+1/5; plot(t,yt,' : r'); legend('数值计算','理论计算'); hold off xlabel('t'); subplot(3, 1 ,3); k=y'-yt; plot(t,k); k(1) title('误差'); 实验结果： 结果分析： 理论值 y(t)=0. 8*exp(-10t)*u(t)+ 程序运行出的结果与理论预期结果相差较大误差随时间增大而变小，初始值相差最大，而后两曲线基本吻合，表明该算法的系统响应在终值附近有很高的契合度，而在初值附近有较大的误差。 2.已知连续时间系统的系统函数为，求输入分别为，， 时，系统地输出，并与理论结果比较。 a=[1,3,2,0]; b=[4,1]; sys=tf(b,a); t=0: :5; x1=t>0; x2=(sin(t)).*(t>0); x3=(exp(-t)).*(t>0); y1=lsim(sys,x1,t); y2=lsim(sys,x2,t); y3=lsim(sys,x3,t); subplot(3,1,1); plot(t,y1); xlabel('t'); title('X(t)=u(t)'); subplot(3,1,2); plot(t,y2); xlabel('t'); title('X(t)=sint*u(t)'); subplot(3, 1 ,3); plot(t,y3); xlabel('t'); title('X(t)=exp(-t)u(t)'); 实验结果： 结果分析： a=[1,3,2,0]; b=[4,1]; sys=tf(b,a); t=0: :5; x1=t>0; x2=(sin(t)).*(t>0); x3=(exp(-t)).*(t>0); y1=lsim(sys,x1,t); y2=lsim(sys,x2,t); y3=lsim(sys,x3,t); subplot(3,1,1); plot(t,y1,'-b'); 系统分析和设计方法（复习纲要） 目录 系统分析和设计方法 (1) 第一部分 (2) 第1章系统分析和设计方法的环境 (2) 一．基本概念 (2) 二．重点内容 (2) 第2章信息系统构件 (3) 一．基本概念 (3) 二．重点内容 (3) 第3章信息系统开发 (4) 一．基本概念 (4) 二．重点内容 (4) 第4章项目管理 (6) 一．基本概念 (6) 二．重点内容 (6) 第二部分 (6) 第5章系统分析 (6) 一．基本概念 (6) 二．重点内容 (7) 第6章需求获取的调查研究技术 (8) 一．基本概念 (8) 二．重点内容 (8) 第7章使用用例建模系统需求 (8) 一、基本概念 (8) 二、重点内容 (9) 第8章数据建模和分析 (9) 一．基本概念 (9) 二．重点内容 (10) 第9章过程建模 (10) 一．基本概念 (10) 二．重点内容 (11) 第10章使用UML进行面向对象分析和建模 (12) 一．基本概念 (12) 二．重点内容 (12) 第11章可行性妇女系和系统方案建议 (13) 一．基本概念 (13) 二．重点内容 (13) 第三部分系统设计方法 (14) 第一部分 第1章系统分析和设计方法的环境 一．基本概念 1.信息系统： 信息系统是人、数据、过程和信息技术之间相互作用，收集、处理、存储和提供支持企业运作的信息的集合体。 2. 二．重点内容 1. 七类信息系统应用： 事务处理系统、管理信息系统、决策信息系统、主管信息系统、专家系统、通信和协作系统、办公自动化系统 2.系统关联人员（参与者） 1）系统所有者： 2）系统用户： 内部系统用户（如技术人员、服务人员、中间经理、高层经历） 外部系统用户（顾客、供应商、合作伙伴） 3）系统设计人员（如网络架构师、数据库管理员、web架构师） 4）系统构造人员（应用程序员、系统程序员） 5）系统分析员 6）外部服务提供者 7）项目经理 3．系统分析员的角色 系统分析员既懂业务又懂技术，他们首先研究业务问题和机遇，然后把业务和信息需求转换为对基于计算机的信息系统的规格说明，而这个信息系统则由包括程序员在内的技术专家来实现。 4．系统分析员所需的技能 有效的信息技术知识 一半商业知识 通用的解决问题的技能 良好的与人沟通的能力。 良好的处理人际关系的能力。 灵活性和适应能力信号与系统基础知识
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