设二阶连续系统,其特性可用常微分方程表示: (d^2 y(t))/dt^2 +2 (dy(t))/dt+8y(t)=x(t) ,用matlab代码求其冲激响应并画图。若输入为x(t)=3t+cos(0.1t),用matlab代码求其零状态响应并画图。
时间: 2024-05-04 17:15:58 浏览: 120
好的,您的问题是如何使用Matlab求二阶连续系统的冲激响应和零状态响应,并画出相应的图形。
针对这个问题,我建议您可以使用Matlab中的ode45求解常微分方程,并通过绘图函数plot或stem将结果可视化。下面是具体步骤:
1. 定义常微分方程:
```matlab
function dy = sys(t, y, u)
dy = zeros(2, 1);
dy(1) = y(2);
dy(2) = -8*y(1) - 2*y(2) + u;
end
```
其中,t为时间变量,y为状态变量,u为输入变量。本题中,y有两个分量,即y(1)表示系统的位置,y(2)表示系统的速度。
2. 定义初始条件和输入信号:
```matlab
tspan = [0 30];
y0 = [0; 0];
u = @(t) 3*t*cos(0.1*t);
```
其中,tspan表示时间区间,y0表示初值条件,u为匿名函数,表示输入信号。
3. 使用ode45函数求解常微分方程:
```matlab
[t, y] = ode45(@(t, y) sys(t, y, u(t)), tspan, y0);
```
其中,@(t,y)表示一个匿名函数,将系统方程和输入信号作为参数输入。
4. 绘制冲激响应图:
冲激响应是对应于单位冲激输入的系统响应。由于该方程为线性系统,因此我们可以将冲激输入当做初始状态,即y0为[1; 0]。
```matlab
tspan = [0 10];
y0 = [1; 0];
u = @(t) 0; % 冲激信号
[t, y] = ode45(@(t, y) sys(t, y, u(t)), tspan, y0);
plot(t, y(:, 1));
xlabel('时间 t');
ylabel('系统输出');
title('二阶连续系统冲激响应');
```
5. 绘制零状态响应图:
零状态响应是对应于从任意初始状态开始,以外部输入信号为零的系统响应。因此,在已有的求解结果上,我们需要减去相应的零输入响应得到零状态响应。
```matlab
u = @(t)t*0; % 零输入信号
[t, y] = ode45(@(t, y) sys(t, y, u(t)), tspan, y0);
y_zs = y(:, 1) - y(:, 1); % 减去零输入响应
plot(t, y_zs);
xlabel('时间 t');
ylabel('系统输出');
title('二阶连续系统零状态响应');
```
希望这个回答能够帮到您!如果您还有其他问题,可以继续向我提问。
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