稳态和暂态信号与系统

针对暂态信号的时频分布特点,提出了采用小波包的去噪新方 法。首 先采用小波包变换对暂态信号进行多尺度分解,搜索子频带范数随尺度变化而增大并达到峰 值的子频带,然后对子频带内的小波系数进行阈值处理,最后进行信号重构。理论分析和实 验结果表明本方法简单、有效。

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- 1 - -

实验一 用同时分析法观测50Hz非正弦周期信号的分解与合成

一、 实验目的

1、用同时分析法观测50Hz非正弦周期信号的频谱，并与其傅立叶级数各项的频率与系数作比较。

2、观测基波和其谐波的合成。 二、实验设备

1、信号与系统实验箱： TKSS－B型

2、双踪示波器：GOS—620型

三、实验原理

1、一个非正弦周期函数可以用一系列频率成整数倍的正弦函数来表示，其中与非正弦具有相同频率的成分称为基波或一次谐波，其它成分则根据其频率为基波频率的2、3、4、?、n等倍数分别称二次、三次、四次、?、n次谐波，其幅度将随谐波次数的增加而减小，直至无穷小。

2、不同频率的谐波可以合成一个非正弦周期波，反过来，一个非正弦周期波也可以分解为无限个不同频率的谐波成分。

3、一个非正弦周期函数可用傅立叶级数来表示，级数各项系数之间的关系可用一个频谱来表示，不同的非正弦周期函数具有不同的频谱图，各种不同波形及其傅氏级数表达式见表1-1，方波频谱图如图1-1表示

图1-1 方波频谱图

表1-1 各种不同波形的傅立叶级数表达式

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1、方波

4um111

长沙理工大学电力系统暂态分析

第一章

1、电力系统运行状态的分类

答：电力系统的运行状态分为稳态运行和暂态过程两种，其中暂态过程又分为波过程、电磁暂态过程和机电暂态过程。波过程主要研究与大气过电压和操作过电压有关的电压波和电流波的传递过程；电磁过渡过程主要研究与各种短路故障和断线故障有关的电压、电流的变化，有时也涉及功率的变化；机电暂态过程主要研究电力系统受到干扰时，发电机转速、功角、功率的变化。

2、电力系统的干扰指什么？

答：电力系统的干扰指任何可以引起系统参数变化的事件。例如短路故障、电力元件的投入和退出等。

3、为什么说电力系统的稳定运行状态是一种相对稳定的运行状态？

答：由于实际电力系统的参数时时刻刻都在变化，所以电力系统总是处在暂态过程之中，如果其运行参量变化持续在某一平均值附近做微小的变化，我们就认为其运行参量是常数（平均值），系统处于稳定工作状态。由此可见系统的稳定运行状态实际是一种相对稳定的工作状态。

4、为简化计算在电力系统电磁暂态过程分析和机电暂态过程分析中都采用了那些基本假设？

答：电磁暂态分析过程中假设系统频率不变，即认为系统机电暂态过程还没有开始；机电暂态过程中假设发电机内部的机电暂态过程已经结束。 第一章：

1、

艾 欣 电话80795848 13501121641 办公室 教五C416 aixin@ncepu.edu.cn

暂态第1章习题 思考题：

1-1 电力系统的故障类型都有哪些？ 1-2 短路计算的意义是什么？ 1-3 无限大电源的特点是什么？

1-4 无限大电源发生三相短路以后，短路回路电流包括一个周期分量和一个非周期分量，为什么？ 1-5 “空载短路”的含义是什么？

1-6 短路回路的时间常数与非周期分量电流是什么关系？ 1-7 什么是冲击电流？它最大有多大？ 1-8 *什么是电力系统的脆弱性？ 计算题：

1-1 分别用精确计算法和近似计算法计算下图系统的标幺值参数。（P9例1-2）

图1-1

1-2无限大电源供电系统发生空载三相短路，短路时A相电压相角过零，假设短路回路为纯电抗电路，且短路电流周期分量电流幅值是Im，求短路瞬间B、C相非周期分量电流的初始值是多少？

暂态第2章习题

思考题：

2-1 Park变换的数学意义和物理意义是什么？

2-2 写出同步发电机定子、转子绕组正电流产生正磁链的有阻尼绕组发电机d、q、0系统的磁链方程。 2-3 同步发电机在abc坐标系的磁链方程中，指出下列自感、

信号与系统实验 杭州电子科技大学通信工程学院

信号与系统实验

实验二：离散时间系统的时域分析

小组成员：

黄涛 13084220 胡焰焰 13084219 洪燕东 13084217

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信号与系统实验 杭州电子科技大学通信工程学院

【实验目的】

1. 通过matlab仿真一些简单的离散时间系统，并研究它们的时域特性。 2. 掌握利用matlab工具箱求解LTI系统的单位冲激响应。

【实验原理】

1.离散时间系统的时域特性 1.1线性定义

对离散时间系统，若y1[n]和y2[n]分别是输入序列x1[n]和x2[n]的响应， 若输入

x3[n]?x1[n]?x2[n] (2.1)

的输出响应为

y3[n]?y1[n]?y2[n] (2.2)

该性质对任意输入x1[n]和x2[n]都成立，称为叠加性。

若输入

x4[n]??x1[n]

信号与系统实验 杭州电子科技大学通信工程学院

信号与系统实验

实验三：信号的卷积

小组成员：

黄涛 13084220 胡焰焰 13084219 洪燕东 13084217

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信号与系统实验 杭州电子科技大学通信工程学院

一、实验目的

1. 理解卷积的物理意义；

2. 掌握运用计算机进行卷积运算的原理和方法； 3. 熟悉卷积运算函数conv的应用； 二、预习内容

1. 卷积的定义及物理意义； 2. 卷积计算的图解法； 3. 卷积的应用 三、实验原理说明 1.卷积的定义

连续时间和离散时间卷积的定义分别如下所示：

2.卷积的计算

由于计算机技术的发展，通过编程的方法来计算卷积积分和卷积和已经不再是冗繁的工作，并可以获得足够的精度，因此信号的时域卷积分析法在系统分析中得到了广泛的应用。 卷积积分的数值运算可以应用信号的分段求和来实现，即： 数值运算只求当 时的信号值 ，则由上式可以得到：

上式中实际上就是连续信号 等间隔均匀抽样的离散序列 的卷积和，当 足够小的时候 就是信号卷积积分的数值近

x(t)211.21解

t2x(2?t)21t01234?2?101?1?1x(t?1)22x(2t?1)11t?1?10123?32?1?12012t?1

x(4?t/2)21t04681012?1[x(t)?x(?t)]u(t)33x(t)[?(t?3)??(t?)]221?3232200t0t(?1)2?1(?1)2

1.27

（a）y(t)?x(t?2)?x(2?t)

① 因为y(0)?忆的。

x(?2)?x(2)，在t?0的输出与前后时刻的输入都有关，所以系统是记

② 已知y1(t)?x1(t?2)?x1(2?t)，y2(t)?x2(t?2)?x2(2?t)。当

x2(t)?x1(t?t0)时，

y2(t)?x1(t?2?t0)?x1(2?t?t0)，而y1(t?t0)?x1(t?t0?2)?x1(2?t?t0)，

所以：y2(t)?y1(t?t0)。因而系统是时变的。

③已知y1(t)?x1(t?2)?x1(2?t)，y2(t)?x2(t?2)?x2(2?t)，

y3(t)?x3(t?2)?x3(2?t)，

当x3(t)?x1(t)?x2(t)时，y3(t)?[x1(t?2)?x2(t?2)]?[x1(2?t)?x2(2?t)] 所以y

信 号 与 系 统

实 验 报 告

实验四

实验名称：信号抽样与调制解调

指导老师： 苏永新

班 级： 09通信工程

学 号： 2009963924

姓 名： 王维

实验四 信号抽样与调制解调

一、实验目的

1、进一步理解信号的抽样及抽样定理； 2、进一步掌握抽样信号的频谱分析；

3、掌握和理解信号抽样以及信号重建的原理； 4、掌握傅里叶变换在信号调制与解调中的应用。

基本要求：掌握并理解“抽样”的概念，理解抽样信号的频谱特征。深刻理解抽样定理及其重要意义。一般理解信号重建的物理过程以及内插公式所描述的信号重建原理。理解频率混叠的概念。理解调制与解调的基本概念，理解信号调制过程中的频谱搬移。掌握利用MATLAB仿真正弦幅度调制与解调的方法。

二、实验原理及方法 1、信号的抽样及抽样定理

抽样（Sampling），就是从连续时间信号中抽取一系列的信号样本，从而，得到一个离散时间序列（Discrete-time sequence），这个离散序列经量化（Quantize）后，就成为所谓的数字信号（Digital Signal）。今天，很多信号在传输与处理时，都是采用数字系统（Digital system）进行的，但是，数字系

实验六 离散线性时不变系统分析 一、实验目的

1. 掌握离散LSI系统的单位序列响应、单位阶跃响应和任意激励下响应的MATLAB求解方法。

2. 掌握离散LSI系统的频域分析方法； 3. 掌握离散LSI系统的复频域分析方法；

4. 掌握离散LSI系统的零极点分布与系统特性的关系。 二、实验原理及方法 离散LSI系统的时域分析

描述一个N阶线性时不变离散时间系统的数学模型是线性常系统差分方程，N阶LSI离散系统的差分方程一般形式为

k?0?aky(n?k)??bix(n?i) （6.1）

i?0NM也可用系统函数来表示

Y(z)H(z)??X(z)?bziM?i?azkk?0i?0N?kb(z)b0?b1z?1?b2z?2???bMz?M?? （6.2） a(z)1?a1z?1?a2z?2???aNz?N系统函数H(z)反映了系统响应和激励间的关系。一旦上式中ak，bi的数据确定了，系统的性质也就确定了。特别注意a0必须进行归一化处理，即a0?1。

对于复杂信号激励下的线性系统，可以将激励信号在时域中分解为单位序列或单位阶跃序列的线性叠加，把这些单元激励信号分别加于系统求其响应，然后把这

信号与系统试卷（5）

（满分：100分，所有答案一律写在答题纸上）

考试班级 学号 姓名 成绩 考试日期： 年 月 日， 阅卷教师： 考试时间 120分钟，试卷题共3页

1 （每小题8分，共16分）绘出下列函数的图形

(1) 已知一连续时间信号x(t)如图所示，试概略画出信号y(t)=x(2-t/3)的波形图。

X(t) 2 1 -1 0 1 2 3 t

题 1（1）图

(2) 一个线性时不变系统的输入f(t)和冲击响应h(t)如下图所示，试求系统的零状态响应，并画出波形。

f(t