画出系统函数 H(s)=(s+2)/(s^3+2s^2+2s+1) 求出系统的单位冲激响应 h(t)和幅频响应 H(jw) ,并判断系统是否稳定。
时间: 2023-08-14 10:04:19 浏览: 243
为了画出系统函数 H(s) 的极点和零点,我们可以将其分解为分式的形式:
H(s) = (s+2)/(s^3+2s^2+2s+1) = (s+2)/[(s+1)^2(s+1-j)(s+1+j)]
其中分母的三个因式对应三个极点:
s = -1 (二阶极点,重根)
s = -1+j
s = -1-j
而分子的一个因子对应一个零点:
s = -2
因此,我们可以画出系统函数 H(s) 的极点和零点图:
```
x
|
x-------o-------o-------
| / \
| / \
| / \
o o o
| / \
| / \
|/ \
-1 -1
```
接下来,我们可以使用部分分式分解求出系统的单位冲激响应 h(t):
H(s) = A/(s+1)^2 + B/(s+1-j) + C/(s+1+j)
其中 A、B 和 C 可以通过将 H(s) 乘以每个分母的相应项,然后令 s 取极点的值,解出来:
A = lim(s→-1) [(s+2)/(s+1)^2(s+1-j)(s+1+j)](s+1)^2 = -1/2
B = lim(s→-1+j) [(s+2)/(s+1)^2(s+1-j)(s+1+j)](s+1-j) = 3/4j
C = lim(s→-1-j) [(s+2)/(s+1)^2(s+1-j)(s+1+j)](s+1+j) = -3/4j
因此,系统的单位冲激响应为:
h(t) = (-1/2)e^(-t) + (3/4)e^(-t)cos(t) - (3/4)e^(-t)sin(t)
接着,我们可以求出系统的幅频响应 H(jw):
H(jw) = (-2+jw)/(1-w^2+j2w-jw^3)
为了方便求解,我们可以将 H(jw) 化简为以下形式:
H(jw) = (-2+jw)/[(1-jw)^2(1+jw)]
这样,我们就可以求出系统的幅频响应:
|H(jw)| = |-2+jw|/|1-jw|^2|1+jw| = sqrt((4+w^2)/[(1-w^2)^2+4w^2])
系统的稳定性取决于系统的极点是否位于左半平面。由于系统的极点都位于左半平面,因此系统是稳定的。
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