实验6,华工电信数学实验,大二下

实验六 离散系统分析

一、实验目的

深刻理解离散时间系统的系统函数在分析离散系统的时域特性、频域特性以及稳定性中的重要作用及意义，熟练掌握利用MATLAB 分析离散系统的时域响应、频响特性和零极点的方法。掌握利用DTFT 和DFT 确定系统特性的原理和方法。

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。

1. 离散系统的时域响应

离散时间LTI 系统可用如下的线性常系数差分方程来描述：

][)]1([]1[][11N k y a N k y a k y a k y N N -+--++-+- ][)]1([]1[][110M k x b M k x b k x b k x b M M -+--++-+=-

已知输入信号x [k ]以及系统初始状态y[-1]，y[-2] ...，就可以求出系统的响应。MA TLAB 提供了计算差分方程的数值解的函数，可以计算上述差分方程描述的离散系统的单位脉冲响应、零状态响应和完全响应等。

在调用MA TLAB 函数时，需要利用描述该离散系统的系数函数。对差分方程进行Z 变换即可得系统函数：

)

()

(1)()()()1(111)1(1110z a z b z a z a z a z b z b z b b z X z Y z H N

N N N M M M M =++++++++==----------

在MA TLAB 中可使用向量a 和向量b 分别保存分母多项式和分子多项式的系数：

],,,,1[110-=N a a a a ],,,,[110M M b b b b b -=

这些系数均从z 0按z 的降幂排列。

(1) 离散系统的单位冲激响应h [k ]的计算

[h,k] = impz(b, a)：计算系统的单位脉冲响应h [k ]和相应的时间向量k ； 也可简写为：h = impz(b, a)。

其中：],,,,1[110-=N a a a a , ],,,,[110M M b b b b b -= 。

[h,k] = impz(b, a, n)：计算n 点单位脉冲响应h [k ]； 也可简写为：h = impz(b, a, n)。

impz(b, a)：绘制单位脉冲响应h [k ]的图形。

(2) 离散系统响应y [k ]的计算

y = filter(b, a, x)：计算系统在输入x 作用下的零状态响应y [k ]；

],,,,1[110-=N a a a a ],,,,[110M M b b b b b -=

y = filter(b, a, x, zi)：计算系统在输入x 和初始状态作用下的完全响应y [k ]。

zi 是由系统的初始状态经过filtic 函数转换而得到的初始条件：zi= filtic (b, a, Y0) ， Y0为系统的初始状态，Y0= [ y[-1]，y[-2]，y[-3]，...]。

例题：

已知系统函数为2

11

12.04.0121)(----++=z z z z H ，计算

(1) 离散系统的单位脉冲响应；

(2) 输入x [k ]＝ u [k ]，求系统的零状态响应y [k ]；

(3) 输入x [k ]＝ u [k ]，初始条件y [-1]＝ 1， y [-2]＝ 2，求系统的完全响应y [k ]。

Matlab 程序如下：

% (1) 计算前40个点的单位脉冲响应N =40; a=[1,0.4,-0.12]; b=[1,2]; y=impz(b,a,N); stem(y)

xlabel('k');title('h[k]')

051015

2025303540

k

h[k]

% (2) 计算前100个点的零状态响应N=100; b=[1,2]; a=[1,0.4,-0.12]; x=ones(1,N); y=filter(b,a,x)

% (3) 计算前100个时刻的完全响应

% filter(b,a,x,zi)中的初始值zi 不是y [-1]＝ 1， y [-2]＝ 2，它可以由filtic 函数计算。 N=100;

b=[1,2]; a=[1,0.4,-0.12]; x=ones(1,N);

zi=filtic(b,a,[1,2]); y=filter(b,a,x,zi);

2．离散系统的系统函数零极点分析

离散LTI 系统的系统函数H (z )可以表示为零极点形式：

)

)...()(()

)...()((1)()()(2121)1(111)1(1110N M N N N N M M M M p z p z p z z z z z z z k z a z a z a z b z b z b b z X z Y z H ------=++++++++==----------

使用MATLAB 提供的roots 函数计算离散系统的零极点； 使用zplane 函数绘制离散系统的零极点分布图。

注意：在利用这些函数时，要求H (z )的分子多项式和分母多项式的系数的个数相等，若不等则需要补零。

例题：

已知系统函数为2

11

12.04.0121)(----++=z z z z H ， 计算该系统函数的零极点，并画出系统函

数零极点分布图。

Matlab 程序如下： b=[1,2,0]; a=[1,0.4,-0.12]; z=roots(b) p=roots(a) zplane(b,a)

-1

-0.5

0.5

1

Real Part

I m a g i n a r y P a r t

3．离散系统的频率响应

当离散因果LTI 系统的系统函数H (z )的极点全部位于z 平面单位圆内时，系统的频率响应可由H (z )求出，即

)(j j e j e )e ()()e (j ΩΩ=Ω==Ω?H z H H z

[H, w]=freqz(b, a, n)： 计算系统的n 点频率响应H ，w 为频率点向量。 H=freqz(b, a, w) ：计算系统在指定频率点向量w 上的频响； freqz(b,a)： 绘制频率响应曲线。

其中：b 和a 分别为系统函数H (z )的分子分母系数矩阵；

例题：

已知某离散系统的系统函数为：2

11

5.011)(---+-+=z

z z z H ，分析系统的幅频特性。 Matlab 程序如下： b=[1,1]; a=[1,-1,0.5];

[H,w]=freqz(b,a); plot(w,abs(H))

xlabel('Frequency(rad)'); ylabel('Magnitude');

title('Magnitude response');

4．利用DTFT 和DFT 确定离散系统的特性

在很多情况下，需要根据LTI 系统的输入和输出对系统进行辨识，即通过测量系统在已知输入x [k ]激励下的响应y [k ]来确定系统的特性。

若系统的脉冲响应为h [k ]，由于存在y [k ]=x [k ]* h [k ]，因而可在时域通过解卷积方法求解h [k ]。

在实际应用中，进行信号解卷积比较困难。因此，通常从频域来分析系统，这样就可以将时域的卷积转变为频域的乘积，从而通过分析系统输入序列和输出序列的频率特性来确定系统的频率特性)e (j Ω

H ，再由)e (j Ω

H 得到系统的脉冲响应h [k ]。

若该LTI 系统输入x [k ]的DTFT 为)e (j Ω

X , 系统输出y [k ]的DTFT 为)e

(j Ω

Y ，则系统的频

率特性可表示为：)

e ()e ()e (j j j ΩΩΩ

=X Y H 。

有限长序列的DTFT 可以利用FFT 计算出其在区间[)π2,0∈Ω内的N 个等间隔频率点上的样点值：

X = fft(x,N); Y = fft(y,N);

再利用 H = Y./X 和 h = ifft(H,N) 可以得到系统的单位脉冲响应h [k ]。

三. 实验内容

1. 已知某离散LTI 系统的差分方程为：

]2[0675.0]1[1349.0][0675.0]2[4128.0]1[143.1][-+-+=-+--k x k x k x k y k y k y

(1) 初始状态2]2[,1]1[=-=-y y ，输入k u k x [][=，计算系统的完全相应。 (2) 当以下3个信号分别通过离散系统时，分别计算离散系统的零状态响应：

][10

7cos ][,][5cos ][,][10cos ][321k u k k x k u k k x k u k k x ??

?

??=??? ??=??? ??=π

ππ

(3) 该系统具有什么特性？

2．已知某因果LTI 离散系统的系统函数为：

4

3214

32104033.02605.08264.0035.1103571.01428.02143.01428.003571.0)(--------+-+-++++=z

z z z z z z z z H

(1) 计算系统的单位脉冲响应。 (2) 当信号][2cos ][4cos ][][k u k k u k k u k x ??

?

??+???

??+=ππ通过系统时，计算系统的零状 态响应。

3．已知LTI 系统的输入输出序列分别为

(a) ][41][2141][,

][21][k u k u k y k u k x k

k k

???

??+??? ??=???

??=

(b) ]1[41][41][,

][41][1

-?

?

? ??-??? ??=??

?

??=-k u k u k y k u k x k k

k

(1) 利用系统辨识原理从频域分别求解系统的单位脉冲响应][k h . (2) 利用解析方法确定)(Ω

j e

H ，并求出系统的单位脉冲响应][k h 。比较解析方法与系统辨

识方法得到的系统单位脉冲响应，分析误差原因。

4．利用load mtlb 命令读入一段语音信号得到序列][k x ，然后在该段语音信号中加入500Hz 的正弦型干扰信号得到信号][k y ，利用FFT 分析其频谱。 (1) 下列数字滤波器能够滤除信号][k y 中500Hz 正弦型干扰信号

4

3214

3219453.0494.3172.5594.316877.0509.2664.3509.26877.0)(--------+-+-+-+-=z

z z z z z z z z H

利用zplane 命令做出其零极点分布图，利用freqz 命令分析该滤波器的幅频特性和相频特性，比较零极点分布与滤波器频率特性的关系。

(2) 利用该数字滤波器滤除信号中的噪声，利用FFT 观察其频谱，利用sound 函数播放处理前后的信号，比较处理前后的效果。

四．实验思考题

1. 系统函数的零极点对系统频率特性有何影响？

2. 对于因果稳定实系数的低通、高通、带通、带阻数字滤波器，零极点分布有何特点？

3. 离散系统的系统函数的零极点对系统脉冲响应有何影响？

4. 若某因果系统不稳定，有哪些主要措施可使之稳定？

5.从频域利用DFT确定离散LTI系统的特性，一般会产生哪些误差，如何改善？

6. 若使用DFT对连续LTI系统进行辨识，需要解决哪些问题？

信号与系统实验2

实验报告 实验二连续时间系统的时域分析 一、实验目的： 1、掌握用Matlab进行卷积运算的数值方法和解析方法,加深对卷积积分的理解。 2、学习利用Matlab实现LTI系统的冲激响应、阶跃响应和零状态响应。 二、实验内容及步骤 实验前，必须首先阅读本实验原理，读懂所给出的全部范例程序。实验开始时，先在计算机上运行这些范例程序，观察所得到的信号的波形图。并结合范例程序应该完成的工作，进一步分析程序中各个语句的作用，从而真正理解这些程序。

1、 编写程序Q2_1，完成)(1t f 与)(2t f 两函数的卷积运算。 2、 编写程序Q2_2，完成)(1t f 与)(2t f 两函数的卷积运算。 3、编写程序Q2_3。利用程序Q2_1，验证卷积的相关性质。 (a) 验证性质：)()(*)(t x t t x =δ (b) 验证性质： )()(*)(00t t x t t t x -=-δ 4、编写程序Q2_4。某线性时不变系统的方程为 )(8)(2)(6)(5)(t f t f t y t y t y +'=+'+''， (a)系统的冲激响应和阶跃响应。 (b)输入()()t f t e u t -=，求系统的零状态响应)(t y zs 。 三. 实验结果 一： dt=0.01 t1=0:dt:2 f1=0.5*t1 t2=0:dt:2 f2=0.5*t2 f=dt*conv(f1,f2) t=0:0.01:4 plot(t,f);axis([-1 5 0 0.8])

二： dt=0.01 t=-3:dt:3 t1=-6:dt:6 ft1=2*rectpuls(t,2) ft2=rectpuls(t,4) y=dt*conv(ft1,ft2) plot(t1,y) axis([-4 4 0 5]) 以上两题出现错误点：（1）最开始模仿例1的写法用function [f,k]=sconv，总提示出现 错误 （2）t0+t2 ≤ t ≤ t1+t3 不大能理解的运用个特点，在编写的时候总是被忽略。导致t和t1设置的长度总出错。 三： （a） dt=0.01 t=0:dt:2 t0=0 t1=0:dt:2t2=0:dt:2

华南理工大学土木工程专业本科教学计划

华南理工大学土木工程专业本科教学计划 工程力学创新班（本硕、本博连读） Engineering Mechanics 专业代码：080102(本科)、0801（硕士）、080102（博士） 学制：4年（本科）、3+1+2年（硕士）、3+1+4年（博士） 培养目标： 本专业培养的是热爱祖国，德智体全面发展，以力学专业知识和分析方法从事高水平科技研究的优秀人才。 目标1：（扎实的基础知识）培养学生具有扎实的力学基础知识，为高层次的力学基础研究和工程应用研究选拔一批优秀人才。 目标2：（解决问题能力）培养学生解决与力学有关的工程技术问题的理论分析能力和实验技能。 目标3：（团队合作与领导能力）培养学生在团队中的沟通和合作能力，特别是在重大科研与工程项目中的协调能力。 目标4：（工程系统认知能力）鼓励学生从实际工程中提取与力学相关的科学技术问题，并且应用所学知识解决问题，服务工程实践。 目标5：（专业的社会影响评价能力）培养学生综合应用理论分析、实验研究、数值仿真的能力，合理解决工程实际问题。 目标6：（全球意识能力）培养学生能够适应全球化的发展需求，具备国际竞争的能力。 目标7：（终身学习能力）培养学生具备终身学习能力，持久地应用力学理论知识、计算方法和实验技术等解决工程科学问题。 专业特色： 采用本硕博一体化的人才培养模式，缩短学制，保证必要的力学基础知识和专业技能的培养；加强数学、力学基础知识，培养实验和计算能力，结合土木、机械和航空航天等工程背景，进行宽口径大类培养；实行导师制，引导学生参与学科前沿研究，加强国际化交流，重视工程实践，培养高水平复合型人才。 培养要求： 课程目标体系构成，每门课的设置都有相对应的培养目的，即学生所获得相应的知识、能力和素质。 知识架构： A1 文学、历史、哲学、艺术的基本知识；

华南理工大学信号与系统实验报告材料

Experiment Export Name: Student No: Institute:

Dec 26, 2011 Experiment Purposes 1. Be familiar with the software Environment and Programming flow in MATLAB5.3. 2. Learn how to draw the signal waveform and determine the signal properties. 3. Calculate the convolution, frequency response and system output by using the functions: conv, freqz, freqs and filter. Experiment Contents

实验项目一：MATLAB编程基础及典型实例 ①画出离散时间正弦信号并确定基波周期(注：pi 表示圆周率) 1 x1[n]=sin(pi*4/4)*cos(pi*n/4) 2 x2[n]=cos(pi*n/4)*cos(pi*n/4) 3 x3[n]=sin(pi*n/4)*cos(pi*n/8) program for matlab n=0:31; x1=sin(pi*n/4).*cos(pi*n/4); x2=cos(pi*n/4).*cos(pi*n/4); x3=sin(pi*n/4).*cos(pi*n/8); subplot(3,1,1); stem(n,x1); title('x1'); subplot(3,1,2); stem(n,x2); title('x2'); subplot(3,1,3); stem(n,x3); title('x3'); grid on;

华南理工大学数学实验图像形状及颜色畸变校正

《数学实验》报告 实验六图像形状及颜色畸变的校正 一、实验目的与要求 让学生了解数字图像的数学表达及相关概念，通过实验让学生加深对数学在相关学科的应用价值的认识，培养学生的实际操作能力，并引导他们建立基础学科在处理具体问题时方法上的联系。 二、实验内容 1．任意选取一幅颜色畸变的图像，按照本实验的算法做出校正，对校正效果进行分析。

2．任意选取一幅图像模糊的图像，按照本实验的算法做出校正，对校正效果进行分析。 3．提出图像校正的其他方法，并与本实验的算法做比较分析。 三．实验过程 1.选取一幅颜色畸变的图像，按照本实验的算法做出校正。 首先，先通过观察各维度直方图的像素点的像素值在区间[0，255]上的分布情况，来了解图像颜色畸变问题出现的具体原因。为此，先编写一个显示各维度灰度直方图的程序。 具体程序如下： function show (path) I=imread(path); J1=I(:,:,1); J2=I(:,:,2); J3=I(:,:,3); subplot(3,1,1); %将窗口分割为三行一列，下图显示于第一行 imhist(J1); %显示灰度直方图 title('显示第一维灰度直方图'); %图释 subplot(3,1,2); %将窗口分割为三行一列，下图显示于第一行 imhist(J2); %显示灰度直方图 title('显示第二维灰度直方图'); %图释 subplot(3,1,3); %将窗口分割为三行一列，下图显示于第一行 imhist(J3); %显示灰度直方图 title('显示第三维灰度直方图'); %图释 程序截图如图1.1所示；

高等数学B上—华工平时作业2018秋

华南理工大学网络教育学院 2018–2019学年度第一学期 《高等数学》（上）作业 1、 求函数() f x = 解：因x ≥0，1-x>0,所以0≤x<1 2、 设函数1arctan =y x ，求dy 。 解 dy=d(arctan1/x)=1/(1+(1/x)^2)d(1/x)=x^2/(1+x^2)(-1/x^2)dx=-1/(1+x^2)d x 3、 设ln ln 0xy x y ++=确定()y y x =，求 dy dx 。 解：等式两边对x 求导，得： y+x(dy/dx)+1/y(dy+dx)+1/x=0 解得dy/dx=-(y+1/x)/(x+1/y)=-[(xy+1)/x]/[(xy+1)/y]=-y/x 4、 求极限01lim tan 2x x e x →-。 解：由于当x →0时，e^x-1~x,tan2x~2x,lim(x →0)e^x-1/tan2x=lim(x →0)x/2x=1/2 5、 求函数x y xe =的单调区间和极值。 解：定义域为R,y'=e^x(1+x),因e^x 恒大于0,故由y'=0,可得x=-1,故增函数区间(-1,+∞)，减函数区间（-∞，-1），x=-1时,极小值为xe^x=-1e^-1=-1/e 6、 求112dx x =-?(-1/2)ln|1-2x|+C 解：原式=(-1/2)∫d(1-2x)/(1-2x) =(-1/2)ln|1-2x|+C ，其中C 是任意常数。 7、 求曲线=x y e ，直线0=x ，1=x 及x 轴所围成的图形的面积。 解：∫[0,1] e^x dx= e^x |(x=1) - e^x | (x=0)=e^1-e^0= e - 1

信号与系统实验2

信号与系统实验 信息学院 通信工程 20101060163 荣华杰 8.1已知描述连续时间系统的微分方程和激烈信号f （t ）为y''(t)+4y'(t)+2y(t)=f''(t)+3f(t),f(t)=) (t u e t -试用MATLAB 的lsim 函数求出上述系统在0-10秒时间零状态响应y （t ）的值，并绘出系统零状态响应的时域仿真波形。 y''(t)+4y'(t)+2y(t)=f''(t)+3f(t),f(t)=)(t u e t - a=[1 4 2]; b=[1 0 3]; sys=tf(b,a); t=0:1:10; f=exp(-(t)); y=lsim(sys,f,t) y = 1.0000 0.1721 0.3629 0.3138 0.2162 0.1356 0.0811 0.0472 0.0271 0.0153 0.0086 波形图： a=[1 4 2]; b=[1 3]; sys=tf(b,a); t=0:0.01:10; f=exp(-2*t); lsim(sys,f,t) 8.3已知描述系统的微分方程如下，试用MATLAB 求系统在0-10秒时间范围内冲激响应和阶跃响应的数值解，并绘出系统冲击响应和阶跃响应的时域波形。 （3）y''(t)+4y'(t)+5y(t)=f'(t) 冲激响应数值解： a=[1 4 5]; b=[1 0]; y=impulse(b,a,0:1:10) y =1.0000

-0.1546 -0.0409 -0.0032 0.0003 0.0001 0.0000 -0.0000 -0.0000 -0.0000 0.0000 阶跃响应数值解： a=[1 4 5]; b=[1 0]; y=step(b,a,0:1:10) y = 0 0.1139 0.0167 0.0003 -0.0003 -0.0000 -0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 -0.0000 冲激响应、阶跃响应的时域波形： a=[1 4 5]; b=[1 0]; subplot(1,2,1) step(b,a,10) subplot(1,2,2) impulse(b,a,10) 8.4已知描述离散系统的差分方程和输入系列x（n）如下，试用MATLAB的filter函数求出上述系统在0-20时间采样点范围内零状态响应y（n）的系列样值，并绘出系统零状态响应的时域波形。（2）y(n)+(1/2)y(n-1)=x(n)+2x(n-1),x(n)=2cos(n*pi/3)*u(n) 零状态响应y（n）的系列样值: a=[1 1/2]; b=[1 2];

数学建模参考书大全

专业性参考书(这方面书籍很多，仅列几本供参考) ： 1、数学模型，姜启源编，高等教育出版社(1987年第一版，1993年第二版，2003年第三版，2011年第四版;第一版在1992年国家教委举办的第二届全国优秀教材评选中获"全国优秀教材奖"). 2.数学模型与计算机模拟，江裕钊、辛培情编，电子科技大学出版社，(1989). 3.数学模型选谈(走向数学从书)，华罗庚，王元著，王克译，湖南教育出版社;(1991). 4.数学建模--方法与范例，寿纪麟等编，西安交通大学出版社(1993). 5.数学模型，濮定国、田蔚文主编，东南大学出版社(1994). 6..数学模型，朱思铭、李尚廉编，中山大学出版社，(1995) 7.数学模型，陈义华编著，重庆大学出版社，(1995) 8.数学模型建模分析，蔡常丰编著，科学出版社，(1995). 9.数学建模竞赛教程，李尚志主编，江苏教育出版社，(1996). 10.数学建模入门，徐全智、杨晋浩编，成都电子科大出版社，(1996). 11.数学建模，沈继红、施久玉、高振滨、张晓威编，哈尔滨工程大学出版社，(1996). 12.数学模型基础，王树禾编著，中国科学技术大学出版社，(1996). 13.数学模型方法，齐欢编著，华中理工大学出版社，(1996). 14.数学建模与实验，南京地区工科院校数学建模与工业数学讨论班编，河海大学出版社，(1996). 15.数学模型与数学建模，刘来福、曾文艺编，北京师范大学出版杜(1997). 16. 数学建模，袁震东、洪渊、林武忠、蒋鲁敏编，华东师范大学出版社。 17.数学模型，谭永基，俞文吡编，复旦大学出版社，(1997). 18.数学模型实用教程，费培之、程中瑗层主编，四川大学出版社，(1998).

高等数学(B)下年华南理工大学平时作业

前半部分作业题,后半部分为作业答案 各科随堂练习、平时作业(yaoyao9894) 《高等数学B(下) 》练习题 2020年3月 一、判断题 1、就是二阶微分方程、 2、 (1)若就是二阶线性齐次方程得两个特解, 则就是该方程得通解、 (2)若就是二阶线性齐次方程得两个线性无关得特解, 即则就是该方程得通解、 3、 (1)若两个向量垂直,则 (2)若两个向量垂直,则 (3)若两个向量平行,则 (4)若两个向量平行,则 4、 (1)若函数在点全微分存在,则在点偏导数也存在、 (2)若函数在点偏导数存在,则在点全微分也存在、 5、 (1)设连续函数,则二重积分表示以曲面为顶、以区域为底得曲顶柱体得体积、 (2)二重积分表示以曲面为顶、以区域为底得曲顶柱体得体积、 6、 (1)若在处取得极大值,且在点偏导数存在,则 就是函数得驻点、 (2)若在处取得极大值,则就是函数得驻点、 7、 (1)若,则数项级数收敛、 (2)若数项级数收敛,则、 8、 (1)若级数收敛,则级数也收敛、 (2)若级数收敛,则级数也收敛、 9、 (1)调与级数发散、 (2)级数收敛、 10、 (1)若区域关于轴对称,函数关于就是偶函数,则 (2)若区域关于轴对称,函数关于就是奇函数,则 二、填空题(考试为选择题) 1、一阶微分方程得类型就是______________________________、 2、已知平面与__________、 3、函数定义域为__________、 4、在处得两个偏导数为__________、

5、 z z a Ω==若是由圆锥面所围成的闭区域,则三重积分 化为柱面坐标系下得三次积分为 __________、 6、 等比级数得敛散性为__________、 三、解答题 1、 求微分方程得通解、 2、 123(2,1,4),(1,3,2),(0,2,3).M M M ---求经过三点的平面方程 3、 若,其中求z 得两个偏导数、 4、 求椭球面在点处得切平面方程与法线方程、 5、 21x y z Ω++=若是由平面与三个坐标面所围成的闭区域,计算三重积分 以下为答案部分 《 高等数学B(下) 》练习题 2020年3月 一、判断题 1、 就是二阶微分方程、 (×) 2、 (1)若就是二阶线性齐次方程得两个特解,则就是该方程得通解、 (×) (2)若就是二阶线性齐次方程得两个线性无关得特解,即则就是该方程得通解、(√) 3、 (1)若两个向量垂直,则(×) （2）若两个向量垂直,则(√) (3)若两个向量平行,则(√) (4)若两个向量平行,则(×) 4. (1)若函数在点全微分存在,则在点偏导数也存在、(√) (2)若函数在点偏导数存在,则在点全微分也存在、(×) 5、 (1)设连续函数,则二重积分表示以曲面为顶、以区域为底得

华南理工大学_高等数学B下随堂练习参考答案

华南理工大学网络教育平台-*高等数学B(下)-随堂练习参考答案2013-4-10 1.函数定义域为（） （A）（B）（C）（D） 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：C 问题解析： 2.函数定义域为（） （A）（B）（C）（D） 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：D 问题解析： 3.函数定义域为（） （A）（B）（C）（D） 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：C 问题解析：

4.函数定义域为（） （A）（B）（C）（D） 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：B 问题解析： 5.,则的定义域为（） （A）（B） （C）（D） 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：C 问题解析： 6.下列函数为同一函数的是（） （A）（B） （C）（D） 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：D 问题解析：

7. （A）（B）（C）（D） 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：A 问题解析： 8. （A）（B） （C）（D） 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：B 问题解析： 9. （A）（B）（C）（D） 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：D 问题解析： 10. （A）（B）（C）（D） 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：C

问题解析： 11. （A）（B）（C）（D） 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：B 问题解析： 12. （A）（B）（C）（D） 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：A 问题解析： 13. （A）（B）0 （C）（D） 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：C 问题解析： 14. （A）（B）0 （C）（D） 答题： A. B. C. D. （已提交）

信号与系统实验6

信号与系统实验（六） 班级11083415 章仕波（11081522） 刘贺洋（11081515） 实验内容 1离散时间傅里叶变换 (1)下面参考程序是如下序列在范围44πωπ-≤≤的离散时间傅里叶变换 ()210.6j j j e F e e ω ω ω --+=- %计算离散时间傅里叶变换的频率样本 clear all; w=-4*pi;8*pi/511;4*pi; num=[2 1]; den=[1 -0.6]; h=freqz(num,den,w); subplot(2,1,1) plot(w/pi,real(h)); grid; title(‘实部’) xlabel(‘omega/\pi ’); ylabel(‘振幅’); subplot(2,1,2) plot(w/pi, imag(h)); grid; title(‘虚部’) xlabel(‘omega/\pi ’); ylabel(‘振幅’); figure; subplot(2,1,1) plot(w/pi, abs(h)); grid; title(‘幅度谱’) xlabel(‘omega/\pi ’); ylabel(‘振幅’); subplot(2,1,2) plot(w/pi, angle (h)); grid; title(‘相位谱’) xlabel(‘omega/\pi ’); ylabel(‘以弧度为单位的相位’); 修改程序，在范围0ωπ≤≤内计算如下有限长序列的离散时间傅里叶变换 h[n]=[1 2 3 4 5 6 7 8 9] (2)利用(1)的程序，通过比较结果的幅度谱和相位谱，验证离散时间傅里叶变换的时移

华工电信信号与系统实验报告二(杨萃老师)

实验报告（二） 姓名：陈耿涛 学号：201030271709 班级：信工五班 日期：2012年4月23号实验（二）周期信号傅里叶分析及其MATLAB实现 ———特征函数在LTI系统傅里叶分析中的应用 一、实验目的 1、掌握特征函数在系统响应分析中的作用 2、正确理解滤波的概念 二、实验内容 1、定义一个包含在区间0≤n≥10上的x[n]向量x2，并利用y2=filter(h,1,x2);计算在 这个区间内的卷积结果，利用stem([0:10]，y2)画出这一结果，并确认与图2.2一致。 2、LTI系统的特征函数： 现考虑下列各输入信号： x1n=e j(π/4)n x2n=sin?(πn 8+π 16 ) x3n=(9/10)n x4n=n+1 当每个信号是由下面线性常系数差分方程： y[n]-0.25y[n-1]=x[n]+0.9x[n-1] （3.3） 描述的因果LTI的输入时，要计算输出y1[n]—y4[n]. （a）利用冒号（：）算符，创建一个包含在区间?20≤n≤100内时间序号的向量n,利用这个向量，定义x1,x2,x3和x4为包含这四个信号x1[n]—x4[n]在向量n 区间内的值。 （b）定义向量a和b用以表征由（3.3）式所表示的系统，用这两个向量和filter 计算当输入分别是x1—x4时，包含由（3.3）式表征的系统输出的向量y1,y2,y3和y4。对于每个输出，在区间0≤n≤100上画出适当标注的图。对于y1需要分别画出实部和虚部的图。将输入和输出的图作比较，指出哪些输入时这个LTI系统的特征函数。 （c）要确认哪些输入时特征函数，并计算对这些特征函数相应的特征值。利用向量H=y./x证明，它计算出在每个时间序号上输入和输出序列的比值。对每个输入/输出信号对计算H1—H2，并在区间0≤n≤100内画出适当标注的H图。 3、有下列信号： x1n=1,0≤n≤7

华南理工大学信号与系统实验,电信学院

实验三 利用DFT 分析连续信号频谱 一、实验目的 应用离散傅里叶变换(DFT)，分析模拟信号x (t )的频谱。深刻理解利用DFT 分析模拟信号频谱的原理，分析过程中出现的现象及解决方法。 二、 实验原理 连续周期信号相对于离散周期信号，连续非周期信号相对于离散非周期信号，都可以通过时域抽样定理建立相互关系。因此，在离散信号的DFT 分析方法基础上，增加时域抽样的步骤，就可以实现连续信号的DFT 分析。 三、实验内容 1. 利用FFT 分析信号)(e )(2t u t x t -=的频谱。 (1) 确定DFT 计算的各参数（抽样间隔，截短长度，频谱分辨率等）； 答：选取fm=25Hz 为近似的最高频率，则抽样间隔T=)2/(1m f =0.02s 选取6=p T s 进行分析，则截短点数为N==T T p /300 采用矩形窗，确定频域抽样点数为512点。 Matlab 函数如下：%对连续信号x=e(-2t)分析 fsam=50;Tp=6; N=512; T=1/fsam; t=0:T:Tp; x=exp(-2*t); X=T*fft(x,N); subplot(2,1,1);plot(t,x); xlabel('t');title('时域波形 N=512');legend('理论值'); w=(-N/2:N/2-1)*(2*pi/N)*fsam; y=1./(j*w+2); subplot(2,1,2);plot(w,abs(fftshift(X)),w,abs(y),'r-.'); title('幅度谱 N=512');xlabel('w'); legend('理论值','计算值',0); axis([-10,10,0,1.4])

信号与系统实验二

实验二 常用信号分类与观察 一、实验目的 1、观察常用信号的波形特点及产生方法。 2、学会使用示波器对常用波形参数的测量。 二、实验内容 1、信号的种类相当的多，这里列出了几种典型的信号，便于观察。 2、这些信号可以应用到后面的“基本运算单元”和“无失真传输系统分析”中。 三、实验仪器 1、信号与系统实验箱一台（主板）。 2、20MHz 双踪示波器一台。 四、实验原理 对于一个系统特性的研究，其中重要的一个方面是研究它的输入输出关系，即在一特定的输入信号下，系统对应的输出响应信号。因而对信号的研究是对系统研究的出发点，是对系统特性观察的基本手段与方法。在本实验中，将对常用信号和特性进行分析、研究。 信号可以表示为一个或多个变量的函数，在这里仅对一维信号进行研究，自变量为时间。常用信号有：指数信号、正弦信号、指数衰减正弦信号、抽样信号、钟形信号、脉冲信号等。 1、正弦信号：其表达式为)sin()(θω+=t K t f ，其信号的参数：振幅K 、角频率ω、与初始相位θ。其波形如下图所示： 图 1-5-1 正弦信号 2、指数信号：指数信号可表示为at Ke t f =)(。对于不同的a 取值，其波形表现为不同的形式，如下图所示：

图 1-5-2 指数信号 3、指数衰减正弦信号：其表达式为 ?? ???><=-)0()sin()0(0)(t t Ke t t f at ω 其波形如下图： 图 1-5-3 指数衰减正弦信号 4、抽样信号：其表达式为： sin ()t Sa t t = 。)(t Sa 是一个偶函数，t = ±π,±2π,…,±n π时，函数值为零。该函数在很多应用场合具有独特的运用。其信号如下图所示：

华工数学实验--古典概型

《数学实验》报告 学院：电子信息学院 专业班级：信息工程电联班 学号： 姓名： 实验名称：古典概型 实验日期： 2016.6.14

古典概型 1．实验目的 ◆掌握古典概型的计算机模拟方法； ◆通过随机实验了解古典概型的频数、概率含义及其关系； ◆借助高尔顿钉板实验进一步认识分布和数学期望的实质； ◆进一步理解中心极限定理的本质及其重要意义。 2．实验任务 1 . A、B两人赌博，将两颗骰子掷一次，若其点数和为7则A 赢，为10则B赢，为其他点则平分赌注。试求两人分配赌注的比例。（请用理论和实验相结合的方法完成） 2. 电力供应问题。某车间有200台车床互相独立的工作， 由于经常需要检修、测量、调换刀具等种种原因需要停车，这使每台车床的开工率只有60％。而每台车床开动时需耗电1kW，显然向该车间供电200kW可以保证有足够电力供这些车床使用，但是在电力比较紧张的情况下，给这个车间供给电力太多将造成浪费，太少又影响生产。如何解决这一矛盾？(模拟法？) 一种解决方案是保证有基本足够的电力供应该车间，比如要求在8小时的生产过程中允许有半分钟的电力不足，半分钟约占8小时的0.1％，用概率论的语言就是：应供应多少电力才能以99.9％的概率保证不会因为电力不足而影响生产？ 问题1：计算分布函数在某些点的取值F(m)，m＝0，1，2，…，200，并将它绘于图上，辅助某些必要的计算，求出问题中所需要的供电功率数 问题2：将8小时按半分钟分成若干时间段，共有8*60*2＝960个

时间段。用二项分布模拟8小时车床运行的情况。观察已算得的供电功率数是否能基本满足车间正常工作，写出你的结论。 3.实验过程 3.1实验原理 Rand(m,n)：产生m×n个(0,1)区间中的随机数，并将这些随机数存于一个m×n矩阵中。每次调用rand(m,n)的结果都会不同 3.2算法与编程 3.2.1 function p=stake(n) awin=0;bwin=0;equal=0; for i=1:n s0=randi([1,6],1,2); s=s0(1)+s0(2); if s==7 awin=awin+1; else if s==10 bwin=bwin+1; else equal=equal+1; end end end p=(awin+equal*0.5)/(bwin+equal*0.5); end 实验结果 >> stake(1000000) ans =

华工信号与系统实验五信工7班

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。 1. 连续系统的时域响应 连续时间LTI 系统可用如下的线性常系数微分方程来描述： 。 已知输入信号x (t )以及系统初始状态，就可以求出系统的 响应。MATLAB 提供了微分方程的数值计算的函数，可以计算上述n 阶微分方程描述的连续系统的响应，包括系统的单位冲激响应、单位阶跃响应、零输入响应、零状态响应和完全响应。 在调用MATLAB 函数时，需要利用连续系统对应的系数函数。对微分方程进行Laplace 变换即可得系统函数： 在MATLAB 中可使用向量和向量分别保存分母多项式和分子多项式的系数： 这些系数均按s 的降幂直至s 0排列。 (1) 连续系统的单位冲激响应h (t )的计算 impulse(sys)计算并画出系统的冲激响应。参数：sys 可由函数tf(b,a)获得。其中： )()( )()(01)1(1)(t y a t y a t y a t y a n n n n ++++-- )()( )()(01)1(1)(t x b t x b t x b t x b m m m m ++++=-- )0(,),0('),0() 1(--- - n y y y 0 11 10 111)()()(a s a s a s a b s b s b s b s X s Y s H n n n n m m m m ++++++++==---- ],,,,[011a a a a a n n -=],,,,[011b b b b b m m -=

高等数学-微积分下-试卷系列-华南理工大学(12)

" 2003-2004高等数学下册期中考试试卷 姓名： 班级： 成绩单号： 一、填空题（48?） 1、设{}{}4,3,4,2,2,1a b =-=，则()b a 2、与直线112211-=+=+z y x 及112x y t z t =??=+??=+? 都平行，且过原点的平面方程为 。 3、设()(),,sin ,arctan z f u v u xy v y ===，又f 为任意可微函数，则z x ?=? # ，z y ?=? 。 4、设()2,x y u f x y e ==，则2u x y ?=?? ，其中f 具有连续二阶偏导数 5、设函数z x xy xyz =++在点()1,0,3M 的所有方向导数中，最大的方向导数沿方向 6、设L 为()2220x y R R +=>在第二象限部分，则积分L xyds =? 7、设L 为抛物线21y x =+从点()0,1到点()1,2的一段，则积分()()22L x y dx y x dy -++=? 8、设∑为平面1x y z ++=在第一卦限部分，则积分()x y z ∑++=?? 9、交换积分的次序()22141,x x dx f x y dy --=?? 10、曲面1xy yz zx ++=在点()3,1,2-处的切平面方程为 ，法线方程为 "

22:2D x y x +≤，由二重积分的几何意义知D = 。 二、（8）设(),u z x y =由方程222z x y z y f y ??++=? ??? 确定，试证： ()22222z z x y z xy xz x y ??--+=??，其中f 具有一阶连续偏导数 三、（8）设22,3x z y f y y ??=? ??? ，又f 具有连续的二阶偏导数，求22z y ?? 四、（8）计算xy D ye dxdy ??，其中D 是由直线1,2,2x x y ===和双曲线1y x = 所围成 五、（8）设由曲面22z x y =+与2z =所围成的立体中每点的密度与该 点到平面xOy 的距离成正比，试求该立体的质量 六、（7）计算积分()()22L y x dy x y dx +++?，其中L 是沿着半圆1y =的逆时针方向 七、% 八、 （7）计算积分1dS z ∑??，其中∑是球面2222x y z R ++=被锥面222 x y z z ?+=> ? 所截的部分 九、（7）计算积分∑ ??，其中∑是柱面221x z +=被平面0,2y y ==所 截的部分外侧 十、（7）求曲线2222221622224 x y z x y z x y z ?++=??+++++=??的最低点与最高点的坐标

答案-信号与系统实验报告.

大连理工大学 本科实验报告 课程名称：___信号与系统实验学院：信息与通信工程学院专业：电子信息工程 班级： 学号： 学生姓名： 2012年12月11日

信号与系统实验 项目列表 信号的频谱图 Signals Frequency Spectrum 连续时间系统分析 Analysis for Continuous-time System 信号抽样 Signal Sampling 离散时间LTI系统分析 Analysis for Discrete-time LTI System 语音信号的调制解调 Modulation and Demodulation for Audio Signals Simulink?模拟信号的调制解调 Modulation and Demodulation for Analog Signals in Simulink ?

实验1信号的频谱图 一、实验目的 1. 掌握周期信号的傅里叶级数展开； 2. 掌握周期信号的有限项傅里叶级数逼近； 3. 掌握周期信号的频谱分析； 4. 掌握连续非周期信号的傅立叶变换； 5. 掌握傅立叶变换的性质。 二、实战演练（5道题） 1.已知周期三角信号如下图1-5所示，试求出该信号的傅里叶级数，利用MA TLAB编程 实现其各次谐波的叠加，并验证其收敛性。 解： 调试程序如下： clc clear t=-2:0.001:2; omega=pi; y=-(sawtooth(pi*t,0.5)/2+0.5)+1; plot(t,y),grid on; xlabel('t'),ylabel('周期三角波信号'); axis([-2 2 -0.5 1.5]) n_max=[1 3 5 11 47]; N=length(n_max); for k=1:N n=1:2: n_max(k); c=n.^2; b=4./(pi*pi*c); x=b*cos(omega*n'*t)+0.5; figure; plot(t,y,'b'); hold on; plot(t,x,'r'); hold off; xlabel('t'),ylabel('部分和的波形'); axis([-2 2 -0.5 1.5]);grid on; title(['最大谐波数=',num2str(n_max(k))]) end 运行结果如下：

信号与系统实验2

信号与系统实验 信息学院通信工程 20101060163 荣华杰 e t- 8.1已知描述连续时间系统的微分方程和激烈信号f（t）为y''(t)+4y'(t)+2y(t)=f''(t)+3f(t),f(t)=)(t u 试用MATLAB的lsim函数求出上述系统在0-10秒时间零状态响应y（t）的值，并绘出系统零状态响应的时域仿真波形。 e t- y''(t)+4y'(t)+2y(t)=f''(t)+3f(t),f(t)=)(t u a=[1 4 2]; b=[1 0 3]; sys=tf(b,a); t=0:1:10; f=exp(-(t)); y=lsim(sys,f,t) y = 1.0000 0.1721 0.3629 0.3138 0.2162 0.1356 0.0811 0.0472 0.0271 0.0153 0.0086 波形图： a=[1 4 2]; b=[1 3]; sys=tf(b,a); t=0:0.01:10; f=exp(-2*t); lsim(sys,f,t)

8.3已知描述系统的微分方程如下，试用MATLAB求系统在0-10秒时间范围内冲激响应和阶跃响应的数值解，并绘出系统冲击响应和阶跃响应的时域波形。 （3）y''(t)+4y'(t)+5y(t)=f'(t) 冲激响应数值解： a=[1 4 5]; b=[1 0]; y=impulse(b,a,0:1:10) y =1.0000 -0.1546 -0.0409 -0.0032 0.0003 0.0001 0.0000 -0.0000 -0.0000 -0.0000 0.0000 阶跃响应数值解： a=[1 4 5]; b=[1 0]; y=step(b,a,0:1:10) y = 0 0.1139 0.0167 0.0003 -0.0003 -0.0000 -0.0000

华南理工大学信号与系统实验一

实验一基本信号的产生和实现 实验日期：评分： 一、实验目的 学习使用MATLAB产生基本信号、绘制信号波形、实现信号的基本运算，为信号分析和系统设计奠定基础。 二、实验原理 MATLAB提供了许多函数用于产生常用的基本信号：如阶跃信号、脉冲信号、指数信号、正弦信号和周期矩形波信号等。这些基本信号是信号处理的基础。 三、实验内容 1. 利用Matlab产生下列连续信号并作图。 (1) (2) 【代码】 %%% 1.(1) %%% t = -1:0.01:5; x = -2 * ((t-1)>=0); subplot(2, 1, 1) plot(t,x) axis([-1 5 -2.5 0.5]) %%% 1.(2) %%% t = 0:0.01:200; x = cos(0.1*pi * t).*cos(0.8*pi * t); subplot(2, 1, 2) plot(t, x) axis([0 200 -1.5 1.5]) 【结果截图】

【结果分析】 上述代码绘制了阶跃函数的变形形式，以及类似正弦波的时域信号图。 2. 利用Matlab产生下列离散序列并作图。 (1),设。 (2),设。【代码】 %%% 2.(1) %%% k = -14:15; x = (-5<=k & k<=5); subplot(2, 1, 1) stem(k, x) axis([-14 15 -0.5 1.5]) %%% 2.(2) %%% k = -19:20; x = (0.9.^k) .* (sin(0.25*pi * k) + cos(0.25*pi * k)); subplot(2, 1, 2) stem(k, x) 【结果截图】

最新高等数学B(下)·平时作业春华南理工大学网络教育答案

《高等数学下（B）》练习题 2018-2019第二学期（2019.3）） 要求： 1、直接在本文档作答（以下三种方式之一）： （1）可输入文本和数学符号公式； （2）插入大小合适的作答图片； （3）若打印手写，拍照后将照片插入一个word文件中，不要几张照片压缩成一个压缩文件！） 2、在规定的时间内，按格式要求准确上传作业！不要上传别的科目作业, 也不要上传其他学期的作业，本次作业题与其他学期作业题有很大变化！ 3、必须提交单个的word文档！（doc或docx格式）不要用压缩文件上传！ （1）不按要求提交，会极大影响作业分数（以往学期部分同学直接在网页上答题，结果只能显示文本，无法显示公式，这样得分会受很大影响） （2）若是图片，请将图片大小缩小后插入到一个word文件中。 （3）图片缩小方式：鼠标指向图片，右键，打开方式，画图，ctrl w，调整大小和扭曲，依据（百分比），将水平和垂直的原始数值100都改为40，另存为jpg格式。这样处理后，一个大约3M的照片会缩小至几百K，也不影响在word中的清晰度。网络上传也快！ 精品文档

4、认真答题，举一反三。本练习题中填空题，期末考试中将以单选题的方式考察类似问题。 祝大家学习顺利！ 一、判断题 1.?是三阶微分方程.（×） 2.?是四阶微分方程. （×） 3.设函数在点的偏导数存在，则在点可微.（×） 4. 设函数在点的可微，则在点偏导数存在.（√） 5.二重积分表示以曲面为顶，以区域为底的曲顶柱体的体积.（×） 6.若是非负连续函数，二重积分表示以曲面为顶，以区域为底的曲顶柱体的体积.（×） 7.若级数收敛，则（×） 8.若级数收敛.（√） 9. 若级数收敛，则级数也收敛.（√） 10. 若级数收敛，则级数也收敛.（×） 精品文档

信号与系统实验报告六

一.实验目的 1.复习采样定理 2.掌握应用matlab 函数设计模拟滤波器的方法 3.掌握系统性能分析的方法 4.结合实际综合应用信号与系统的基础理论 二.实验原理 在数字语音系统中，需首先对语音信号（模拟信号）采样，语音信号频率范围[-fh ，fh]，信号中一般含有干扰噪声，其频带宽度远大于fh 。本次实验以电话系统中的语音信号采样系统为对象，设计语音信号采样前滤波器。数字电话系统结构框图如图8.1，电话系统中一般要保证4kHz 的音频带宽，即取fh ＝4kHz ，但送话器发出的信号的带宽比fh 大很多。因此在A/D 转换之前需对其进行模拟预滤波，以防止采样后发生频谱混叠失真。为使信号采集数量尽量少，设模数转换器的采样频率为8kHz 。 图8.1 数字电话系统结构框图 滤波器的定义 在信号处理时，通常都会遇到有用信号中混入(叠加)噪声的问题，消除或减弱噪声对信号的干扰，是信号处理中的一种最基本且重要的技术。根据有用信号与噪声不同的特性，抑制不需要的噪声或干扰， 提取出有用信号的过程称为滤波，实现滤波功能的装置称为滤波器。 在A/D 变换前，常常需要设置一个模拟滤波器进行预滤波以限 制信号带宽，去掉高于1/2抽样频率以上的高频分量，防止频谱 混叠现象的发生，称为抗混叠滤波器或预抽样滤波器 模拟滤波器的设计 模拟滤波器的理论和设计方法已发展得相当成熟，且有若干典型的模拟滤波器供我们选择，这些滤波器都有严格的设计公式、现成的曲线和图表供设计人员使用。 典型的模拟滤波器

巴特沃斯 Butterworth 滤波器 幅频特性单调下降 切比雪夫 Chebyshev 滤波器 幅频特性在通带或者在阻带有波动 贝塞尔 Bessel 滤波器 通带内有较好的线性相位持性 椭圆 Ellipse 滤波器 以这些数学函数命名的滤波器是低通滤波器的原型 模拟滤波器按幅度特性可分成低通、高通、带通和带阻滤波器，它们的理想幅度特性如图所示。 模拟低通滤波器的设计指标有αp, Ωp,αs 和Ωs 。 Ωp ；通带截止频率 Ωs ：阻带截止频率 αp ：通带中最大衰减系数 αs ；阻带最小衰减系数 αp 和αs 一般用dB 数表示。对于单调下降的幅度特性，可表示成： 222 2 (0) (0) 10lg 10lg () () a a p s a s a p H j H j H j H j αα==ΩΩ 三.实验内容