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实验三 Z变换零极点分布及部分分式展开的MATLAB实现
实验三 Z变换零极点分布及部分分式展开的MATLAB实现
一、仿真实验目的
1、学会运用MATLAB分析离散时间系统的系统函数的零极点分布与时频特性分析;
2、熟悉通过调用residuez()函数用部分展开法将有理分式H(z)展开;
3、熟悉通过调用tf2zp()函数计算H(z)的零极点 。
二、实验分析和计算
1) 利用residuez 函数计算H(z)分子多项式和分母多项式
[r,p,k]=residuez(num,den)
num,den分别为H(z)分子多项式和分母多项式的系数向量。r为部分分式的系数,p为极点,k为多项式的系数。 若为真分式,则k为零。
2) 利用tf2zp函数计算H(z)的零极点,调用形式为
[z,p,k]=tf2zp(b,a)
b和a分别为H(z)分子多项式和分母多项式的系数向量。返回值z为零点、p为极点、 k为增益常数。
H(z)零极点分布图可用zplane函数画出,调用形式为:zplane(b,a)
[例1] 将F(z)用部分分式展开。
解:由于
即
为有理真分式,有两个一阶极点,可展开成
其中
所以
应用MATLAB仿真
[例1] 将F(z)用部分分式展开
。
输入以下MATLAB命令:
num = [0 10];
den = [1 -3 2];
[r,p,k] = residuez(num,den)
运行结果为:
r =10,-10
p = 2,1
k =[]
故F(z)可展开为 。
[例2] 试画出离散系统传递函数
的零极点分布图,求其单位冲激响应h[k]和频率响应H(ejW)。
输入以下MATLAB命令:
b =[1 -0.36];a =[1 -1.52 0.68];
figure(1);zplane(b,a);
num=[1 0 -0.36];
den=[1 -1.52 0.68]
h=impz(num,den);
figure(2);stem(h)
xlabel('k')
title('Impulse Respone')
[H,w]=freqz(num,den);
figure(3);plot(w/pi,abs(H))
xlabel('Frequency \omega')
title('Magnitude Respone')
运行结果如下:
den =
1.0000 -1.5200 0.6800
图3..1
图3.2
图3.3
总结
通过本次试验,我学会了用MATLAB软件实现Z变换零极点分布及部分分式展开。经比较,计算结果语仿真结果一致。
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