信号与系统基础及应用

《信号与系统》基础知识学习指导

第一章 信号与系统的基本概念

1．单位冲激信号的脉冲幅度为 ，脉冲强度为 ，持续时间为 。 2．单位抽样序列 （是/不是）奇异函数。

3．离散信号两个序号之间的序列值为 （零/无定义）。

4．虚指数序列的低频位置位于π的 倍附近，高频位置位于?的 倍附近。 5．虚指数序列的谐波个数为 （有限/无限）多个。 6．线性系统的三个性质为 、 和 。

7．系统的输出是由输入引起的，它的输出不能领先于输入，这种性质称为 。 8．若系统输入有界输出也有界，则系统满足 性。 9．系统输入输出关系为x(t)?y(t)，若其满足x(t?t0)?y(t?t0)，则其具有 性。 10．积分

62(?5?3t?8)?(t?1)dt的结果为 。 tt??4?211．普通函数x(t)与?(t?t0)的乘积为 。

第二章 连续时间系统的时域分析

1．连续时间系统的时域数学模型为 。

2．系统的微分方程的齐次解

MATLAB论文

MATLAB在“自动控制原理”课堂教学中的应用

学号：2010111165

姓名：黄健

1

班级：电工1011

2

MATLAB在“自动控制原理”课堂教学中的应用

摘要：根据“自动控制原理”的课程特点和目前在教学中存在的问题，结合教学实践提出借助MATLAB工具辅助课堂板书教学的现代化教学手段，从而促进教学质量的提高。 关键词：自动控制原理；教学手段；MATLAB

“自动控制原理”是自动化专业、农业电气化、电气工程、通信与电子等专业的基础课程，用来指导自动控制系统分析和设计，其概念、方法和体系已经渗透到许多学科领域。

该课程的主要特点是理论性强、内容丰富、概念抽象、数学含量大、公式多、习题多、计算繁杂，学生容易产生厌学情绪，教学效果不够理想。[1]为了改变这种状况，提高教学质量，改善教学效果，在教学方法方面，根据课程内容的安排，需采用多媒体与传统板书教学相结合、启发与讨论相结合、师生交流与习题辅导相结合等灵活多样的教学方法，提高学生学习的积极性和主动性，改善教学效果。

一、借助MATLAB工具辅助课堂板书教学

传统的教学方法，往往是“满堂灌”和

MATLAB论文

MATLAB在“自动控制原理”课堂教学中的应用

学号：2010111165

姓名：黄健

1

班级：电工1011

2

MATLAB在“自动控制原理”课堂教学中的应用

摘要：根据“自动控制原理”的课程特点和目前在教学中存在的问题，结合教学实践提出借助MATLAB工具辅助课堂板书教学的现代化教学手段，从而促进教学质量的提高。 关键词：自动控制原理；教学手段；MATLAB

“自动控制原理”是自动化专业、农业电气化、电气工程、通信与电子等专业的基础课程，用来指导自动控制系统分析和设计，其概念、方法和体系已经渗透到许多学科领域。

该课程的主要特点是理论性强、内容丰富、概念抽象、数学含量大、公式多、习题多、计算繁杂，学生容易产生厌学情绪，教学效果不够理想。[1]为了改变这种状况，提高教学质量，改善教学效果，在教学方法方面，根据课程内容的安排，需采用多媒体与传统板书教学相结合、启发与讨论相结合、师生交流与习题辅导相结合等灵活多样的教学方法，提高学生学习的积极性和主动性，改善教学效果。

一、借助MATLAB工具辅助课堂板书教学

传统的教学方法，往往是“满堂灌”和

书名：信号与系统——时域、频域分析及MATLAB软件的应用 作者：吴新余 周井泉 沈元隆 页数：417页 开数：16开 字数：680千字

出版日期：1999年12月第1版 2000年5月第2次印刷 出版社：电子工业出版社

书号：ISBN 7–5053–5669–0 定价：35．00元

内容简介

本书为一本面向21世纪教学的有关信号与系统分析的教材。全书共分为八章，即信号与系统的基本概念，卷积积分，傅分变换，系统的性能分析，Z变换，状态变量分析以及Matlab软件在信号与系统分析中的应用。

本书各章附加了与内容相配合的例题和习题，书末附有习题答案，以便于自学。为了适应科技形势迅速发展的需要，本书加强了学生计算机应用能力的培养。编排了30余个Matlab应用程序以供学生训练用。

本书可作为通信、电子和自控类的各种专业本科生的教材，也可供有关技术人员参考。 未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。 版权所有，翻印必究。

作者简介

吴新余，男，1939年8月生，1962年毕业于哈军工航空系，现为南京邮电学院电子工程系教授(1992)，IEEE高级会员(1994)。在1986—1998年间，曾三次赴美国芝加哥伊里诺

信号与系统试题1 第一部分 选择题（共32分）

一、单项选择题(本大题共16小题，每小题2分，共32分。在每小题的四个备选答案中，选

出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内) 1．积分

???te?2??(?)d?等于（ ）

A．?(t) C．2?(t) B．?(t)

D．?(t)??(t)

dy(t)?2y(t)?f(t)，若y(0?)?1,f(t)?sin2t?(t)，解得全响应为dt2．已知系统微分方程为

y(t)?5?2t22e?sin(2t?45?)，t≥0。全响应中sin(2t?45?)为（ ） 444A．零输入响应分量 B．零状态响应分量

C．自由响应分量 D．稳态响应分量

3．系统结构框图如图示，该系统的单位冲激响应h(t)满足的方程式为（ ）

A．C．

dy(t)?y(t)?x(t) dtdh(t)?h(t)??(t) dtB．h(t)?x(t)?y(t) D．h(t)??(t)?y(t)

4．信号f1(t),f2(t)波形如图所示，设f(t)?f1(t)*f2(t)，则f(0)为（ ）

A．1 B．2 C．3 D．4

5．已知信号f

信号与系统试题1 第一部分 选择题（共32分）

一、单项选择题(本大题共16小题，每小题2分，共32分。在每小题的四个备选答案中，选

出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内) 1．积分

???te?2??(?)d?等于（ ）

A．?(t) C．2?(t) B．?(t)

D．?(t)??(t)

dy(t)?2y(t)?f(t)，若y(0?)?1,f(t)?sin2t?(t)，解得全响应为dt2．已知系统微分方程为

y(t)?5?2t22e?sin(2t?45?)，t≥0。全响应中sin(2t?45?)为（ ） 444A．零输入响应分量 B．零状态响应分量

C．自由响应分量 D．稳态响应分量

3．系统结构框图如图示，该系统的单位冲激响应h(t)满足的方程式为（ ）

A．C．

dy(t)?y(t)?x(t) dtdh(t)?h(t)??(t) dtB．h(t)?x(t)?y(t) D．h(t)??(t)?y(t)

4．信号f1(t),f2(t)波形如图所示，设f(t)?f1(t)*f2(t)，则f(0)为（ ）

A．1 B．2 C．3 D．4

5．已知信号f

信号与系统试题1 第一部分 选择题（共32分）

一、单项选择题(本大题共16小题，每小题2分，共32分。在每小题的四个备选答案中，选

出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内) 1．积分

???te?2??(?)d?等于（ ）

A．?(t) C．2?(t) B．?(t)

D．?(t)??(t)

dy(t)?2y(t)?f(t)，若y(0?)?1,f(t)?sin2t?(t)，解得全响应为dt2．已知系统微分方程为

y(t)?5?2t22e?sin(2t?45?)，t≥0。全响应中sin(2t?45?)为（ ） 444A．零输入响应分量 B．零状态响应分量

C．自由响应分量 D．稳态响应分量

3．系统结构框图如图示，该系统的单位冲激响应h(t)满足的方程式为（ ）

A．C．

dy(t)?y(t)?x(t) dtdh(t)?h(t)??(t) dtB．h(t)?x(t)?y(t) D．h(t)??(t)?y(t)

4．信号f1(t),f2(t)波形如图所示，设f(t)?f1(t)*f2(t)，则f(0)为（ ）

A．1 B．2 C．3 D．4

5．已知信号f

信号与系统实验

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

实验四 信号的采样及恢复

一、实验目的

1、加深理解连续时间信号离散化过程中的数学概念和物理概念； 2、掌握对连续时间信号进行抽样和恢复的基本方法； 3、通过实验验证抽样定理。 二、实验内容

1、为了观察连续信号时域抽样时，抽样频率对抽样过程的影响，在[0，0.1]

区间上以50Hz的抽样频率对下列3个信号分别进行抽样，试画出抽样后序列的波形，并分析产生不同波形的原因，提出改进措施。

（1）x1(t)?cos(2??10t)

（2）x2(t)?cos(2??50t) （3）x3(t)?cos(2??100t)

2、产生幅度调制信号x(t)?cos(2?t)cos(200?t)，推导其频率特性，确定抽样频率，并绘出波形。

3、对连续信号x(t)?cos(4?t)进行抽样以得到离散序列，并进行重建。 （1）生成信号x(t)，时间t=0:0.001:4，画出x(t)的波形。

（2）以fsam?10Hz对信号进行抽样，画出在0?t?1范围内的抽样序列

??t?x(k)；利用抽样内插函数hr(t)?Sa??(T?1/fsam)恢复连续信号，画出

?T?重建信号xr(t)的波形。x(t)与xr(t)是否相同，为什么？ （3）将抽

学习内容及安排第一章 第二章 第三章 第四章 绪论(8学时) 连续时间系统的时域分析(6学时) 傅里叶变换(12学时) 连续时间系统的复频域分析 (10学时)

第五章第七章 第八章

傅里叶变换应用于通信系统 (6学时)离散时间系统的时域分析 (8学时) 离散时间系统的Z域分析 (10学时)

第十二章 系统的状态变量分析(4学时)信号分析；系统分析(分为连续系统和离散系统);

系统分析方法(三种重要分析域：时域，频域和复频域，Z域)

【例1】 判断下列信号是否为周期信号，若是，确定 其周期。 (1)f (t) = sin2t + cos3t (2)f (t) = cos2t + sinπt解：两个周期信号x(t),y(t)的周期分别为T1和T2,若其 周期之比T1 /T2为有理数，则其和信号x(t)+y(t)仍然是 周期信号，且其周期为T1和T2的最小公倍数。 (1)sin2t是周期信号，其角频率和周期分别为 ω1=2rad/s,T1= 2π/ω1=πs 。cos3t是周期信号，其角 频率和周期分别为ω2=3rad/s,T2= 2π/ω2= (2π/3) s 。 由于T1 /T2 = 3/2为有理数，故f (t)为周期信号，其周期 为T1和T2的最小公倍