Các bài thực hành môn học Tín hiệu và hệ thống

trong miền tần số như đồ thị điểm 
không điểm cực, đồ thị Bode, .... MATLAB hỗ trợ công việc này bằng các hàm step, impulse, 
pzmap, bode. Cụ thể, ta có thể gõ các lệnh như sau: 
subplot(221); 
step(Gs); grid; % step(Gs,15) 
subplot(222); 
impulse(Gs); grid; % impulse(Gs,15) 
subplot(223); 
pzmap(Gs); 
subplot(224); 
bode(Gs); grid; 
Tiện lợi hơn, ta có thể mở một giao diện đồ họa LTI bằng cách gọi hàm ltiview, khi đó các lệnh trên 
sẽ được thay thế bởi một lệnh duy nhất sau đây: 
ltiview({'step';'impulse';'pzmap';'bode'},Gs); 
 6-4
 Các em hãy vẽ lại đồ thị nhận được vào Hình 6.2 dưới đây. 
0 5 10 15
0
0.5
1
Step Response
Time (sec)
Am
pl
itu
de
0 5 10 15
0
0.1
0.2
0.3
0.4
Impulse Response
Time (sec)
Am
pl
itu
de
-3 -2 -1 0
-1
-0.5
0
0.5
1
Pole-Zero Map
Real Axis
Im
ag
in
ar
y 
Ax
is
-100
-50
0
M
ag
ni
tu
de
 (d
B)
10
-2
10
0
10
2
-180
-90
0
Ph
as
e 
(d
eg
)
Bode Diagram
Frequency (rad/sec) 
Hình 6.2 Các đồ thị đáp ứng bước nhảy, đáp ứng xung, 
đồ thị điểm không-điểm cực và đồ thị Bode 
b) Hãy phân tích tính ổn định của hệ thống dựa trên các đồ thị ở Hình 6.2 
................................................................................................................................................................ 
................................................................................................................................................................ 
................................................................................................................................................................ 
................................................................................................................................................................ 
................................................................................................................................................................ 
................................................................................................................................................................ 
c) Để vẽ tín hiệu ra của hệ với tín hiệu vào bất kỳ, ta có thể sử dụng hàm lsim của MATLAB. 
Đoạn lệnh sau để vẽ tín hiệu vào/ra của hệ với tín hiệu vào 0.2( ) sin(0.3 ), 0.tu t e t t  
 t=0:.01:30; 
 u=exp(-.2*t).*sin(.3*t); 
 lsim(Gs,u,t); 
 Các em hãy vẽ lại đồ thị nhận được vào Hình 6.3. 
 6-5
0 5 10 15 20 25 30
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Linear Simulation Results
Time (sec)
Am
pl
itu
de
 Hình 6.3 Đáp ứng của hệ với tín hiệu vào 0.2( ) sin(0.3 ), 0.tu t e t t  
Bài 6.3 (thực hiện có hướng dẫn tại PTN): Tính chất lọc của khâu quán tính bậc n 
Các em hãy xây dựng sơ đồ Simulink để mô phỏng tín hiệu vào/ra của một khâu quán tính bậc n với 
hàm truyền đạt 
1( )
( 1)n
G s
Ts
  
Hệ thống có tín hiệu vào chủ đạo là hàm ( ) 10sin 0.5x t t nhưng bị ảnh hưởng của nhiễu đầu vào 
ồn trắng có công suất bằng 1. Hình 6.3 dưới đây minh họa cho trường hợp khâu quán tính bậc 1 
( 1).n  
Hình 6.4 Sơ đồ Simulink cho trường hợp 1.n  
Khối Sine Wave được cấu hình như sau: 
Amplitude: 10, Freq (rad/sec): 0.5, Phase: 0, Sample Time: 0.01 
Khối Band-Limited White Noise được cấu hình như sau: 
Noise power: 1; Các thông số khác giữ nguyên. 
Thời gian mô phỏng là 40 giây. 
a) Khi 1, T n tăng dần (ví dụ 1,2,3,n   ) 
Các em hãy chạy mô phỏng để quan sát biên độ và pha của các tín hiệu vào/ra của hệ ứng với các 
giá trị tăng dần của n . 
 Dựa trên đồ thị Bode của hệ thống, hãy giải thích tại sao khi n càng lớn thì biên độ của tín hiệu 
ra càng nhỏ so với biên độ của tín hiệu vào (chủ đạo) trong khi góc pha của tín hiêu ra càng lớn so 
với góc pha của tín hiệu vào? 
................................................................................................................................................................ 
 6-6
...................................................................................................................................................... 
..................................................................................................................................................... 
..................................................................................................................................................... 
..................................................................................................................................................... 
..................................................................................................................................................... 
..................................................................................................................................................... 
..................................................................................................................................................... 
b) Khi 1, n T tăng dần (ví dụ 1,5,10,T  ) 
Các em hãy chạy mô phỏng để quan sát biên độ và pha của các tín hiệu vào/ra của hệ ứng với các 
giá trị tăng dần của T . 
 Dựa trên đồ thị Bode của hệ thống, hãy giải thích tại sao khi T càng lớn thì biên độ của tín hiệu 
ra càng nhỏ so với biên độ của tín hiệu vào (chủ đạo) trong khi góc pha của tín hiêu ra càng lớn so 
với góc pha của tín hiệu vào? 
................................................................................................................................................................ 
...................................................................................................................................................... 
..................................................................................................................................................... 
..................................................................................................................................................... 
..................................................................................................................................................... 
..................................................................................................................................................... 
..................................................................................................................................................... 
................................................................................................................................................................ 
...................................................................................................................................................... 
..................................................................................................................................................... 
..................................................................................................................................................... 
Bài 6.4 (về nhà tự làm) 
Cho hệ thống không liên tục được mô tả bởi phương trình sai phân tuyến tính cấp hai sau : 
( ) 0.1 ( 1) 0.02 ( 2) 2 ( ) ( 1)y k y k y k x k x k       
Định nghĩa 2: Hàm truyền đạt của một hệ thống (không liên tục) là tỷ số giữa ảnh Z của tín hiệu ra 
với ảnh Z của tín hiệu vào khi cho các sơ kiện bằng không. 
a) Dựa vào định nghĩa 2, hãy xác định hàm truyền đạt của hệ thống 
............................................................................................................................................................... 
...................................................................................................................................................... 
..................................................................................................................................................... 
..................................................................................................................................................... 
..................................................................................................................................................... 
..................................................................................................................................................... 
..................................................................................................................................................... 
..................................................................................................................................................... 
..................................................................................................................................................... 
 6-7
0 5 10
1
1.5
2
Step Response
Time (sec)
Am
pl
itu
de
0 5 10
-1
0
1
2
Impulse Response
Time (sec)
Am
pl
itu
de
-1 -0.5 0 0.5 1
-1
-0.5
0
0.5
1
Pole-Zero Map
Real Axis
Im
ag
in
ar
y 
Ax
is
0
5
10
M
ag
ni
tu
de
 (d
B)
10
-2
10
-1
10
0
10
1
0
20
40
Ph
as
e 
(d
eg
)
Bode Diagram
Frequency (rad/sec)
b) Hãy sử dụng các lệnh MATLAB (viết vào khung dưới đây) để vẽ đáp ứng xung, đáp ứng bước 
nhảy, đồ thị điểm không-điểm cực và đồ thị của bode của hệ thống 
 Hình 6.4 Các đồ thị cho Bài 6.4 
c) Dựa vào các đồ thị Hình 6.4, hãy kết luận về tính ổn định của hệ 
............................................................................................................................................................... 
...................................................................................................................................................... 
.....................................................................................................................................................