課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱系統(tǒng)建模與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)名稱系統(tǒng)零-極圖確定系統(tǒng)的頻率響應(yīng)1.1離散信號(hào)的z變換和逆z變換1.2系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)圖的繪制1.3離散系統(tǒng)的頻率響應(yīng)分析3.1原理示例3.2實(shí)際應(yīng)用參考文獻(xiàn)10掌握離散信號(hào)z變換和逆z變換的MATLAB方法；現(xiàn)方法。二、實(shí)驗(yàn)原理1．離散信號(hào)的z變換和逆z變換序列f(k)為整數(shù))的雙邊z變換定義為MATLAB的符號(hào)數(shù)學(xué)工具箱()提供了計(jì)算正變換的函數(shù)ztrans和計(jì)算逆z變換的函數(shù)iztrans。其調(diào)用形式F=ztrans(f)%求符號(hào)函數(shù)ff=iztrans(F)%對(duì)自變量為z的符號(hào)函數(shù)F變換，返回函數(shù)的自變量為n；f=iztrans(F,k)%對(duì)自變量為z的符號(hào)函數(shù)F變換，返回函數(shù)的自變量為k；2．系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)圖的繪制MATLAB的zplane函數(shù)用于系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)圖的繪制,調(diào)用方式為：zplane(b,a)其中，b、a分別為系統(tǒng)函數(shù)分子、分母多項(xiàng)式的系數(shù)向量。在MATLAB中，可以借助函數(shù)tf2zp來(lái)直接得到系統(tǒng)函數(shù)的零點(diǎn)和極點(diǎn)的值，函數(shù)tf2zp的作用是將H(z)轉(zhuǎn)換為用零點(diǎn)、極點(diǎn)和增益常數(shù)組成的表示式，tf2zp函數(shù)的調(diào)用形式如下：3．離散系統(tǒng)的頻率響應(yīng)分析若離散系統(tǒng)是穩(wěn)定的，其系統(tǒng)函數(shù)的收斂域應(yīng)包含單位圓，離散系統(tǒng)的頻率響應(yīng)即為單位圓上（為系統(tǒng)的相頻特性。
在MATLAB中，利用freqz()函數(shù)可方便地求得系統(tǒng)的頻率響應(yīng)。調(diào)用格式如下：freqz(b，a)該調(diào)用方式將繪制系統(tǒng)在0~范圍內(nèi)的幅頻特性和相頻特性圖，其中，b、a分別為系統(tǒng)函數(shù)分子、分母多項(xiàng)式的系數(shù)向量。freqz(b，a，’whole’)該調(diào)用方式將繪制系統(tǒng)在0~2范圍內(nèi)的幅頻特性和相頻特性圖。freqz(b，a，N)該調(diào)用方式將繪制系統(tǒng)在0~范圍內(nèi)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1.原理示例：，求其z變換。解：在命令窗口中輸入如下命令，即可完成f(k)的z變換>>syms變換運(yùn)行結(jié)果為：F=2*z/(2*z-1)，即Matlab仿真：，求其沖激響應(yīng)h(k)。解：運(yùn)行如下M文件，syms變換運(yùn)行結(jié)果為：h=(-1)^k-(-2)^k，即Matlab仿真：，試?yán)L制其零極點(diǎn)圖。解：在MATLAB的命令窗口中輸入如下命令，即可得到其零極點(diǎn)圖（圖15-1）。-0.70.1];>>zplane(b,a)%繪制其零極點(diǎn)圖圖中，零點(diǎn)、極點(diǎn)分別用“”、“”表示。，試?yán)L制頻率特性圖。解：在MATLAB的命令窗口中輸入如下命令，即可得到其頻率特性圖（圖15-2）。0.30.2];>>freqz(b,a,′whole′)2.實(shí)際運(yùn)用1.已知因果系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)為125圖2-1圖3-1利用MATLAB，求：(1)系統(tǒng)的單位序列響應(yīng)的表達(dá)式并顯示其波形；(2)畫出幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)特性曲線。
程序清單：-0.750.125];figure;freqz(b,a,′whole′);title(′幅頻和相頻′);Matlab仿真：利用MATLAB，求：(1)系統(tǒng)函數(shù)的零點(diǎn)和極點(diǎn)，并在平面顯示它們的分布；(2)畫出幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)特性曲線。程序清單：-0.5-0.0050.3];figure;zplane(b,a);%圖三在z平面顯示它們的分布matlab求系統(tǒng)單位沖激響應(yīng)，零點(diǎn)z（-1，-1）matlab求系統(tǒng)單位沖激響應(yīng)，極figure;freqz(b,a,′whole′);title(′幅頻和相頻′);Matlab仿真：10四、總結(jié)與體會(huì)在做課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)書本上的理論知識(shí)有了進(jìn)一步的理解，對(duì)于一些似懂非懂的部分再一次看書，編寫程序，調(diào)試結(jié)果，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，也理解了。但是，感覺(jué)自己對(duì)于理論的實(shí)際運(yùn)用還是比較欠缺。同時(shí)知道了學(xué)習(xí)知識(shí)的方法，學(xué)習(xí)理論不是一味的看書，理論應(yīng)該建立在實(shí)踐的基礎(chǔ)上，通過(guò)編程寫程序去實(shí)現(xiàn)某個(gè)功能，對(duì)相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)有了進(jìn)一步的了解，有助于理論的學(xué)習(xí)。通過(guò)做這次課程設(shè)計(jì)，對(duì)MATLAB進(jìn)一步了解，知道了MATLAB的一些用途，老師也在課堂上講了一些簡(jiǎn)單的MATLAB的用法，但是在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中才知道那些遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，所以又花了很多時(shí)間去找那些函數(shù)怎么用，怎么畫圖等等，在理論中求頻率響應(yīng)計(jì)算很麻煩，但是在matlab中就會(huì)簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)。總之，在這次課程不僅鞏固了對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)的理論知識(shí)，也對(duì)MATLAB用更加熟練，增加了動(dòng)手能力。11五、參考文獻(xiàn)《MATLAB應(yīng)用》《MATLAB函數(shù)用法》《MATLAB簡(jiǎn)介》《信號(hào)與線性系統(tǒng)》