求出其冲激响应与阶跃响应并用matlab代码表示:y"(t)+4y'(t)+4y(t)=f'(t)+f(t)
时间: 2023-08-06 15:05:26 浏览: 80
matlab求冲激响应和阶跃响应.doc
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首先,我们可以先求出该系统的特征方程:
s^2 + 4s + 4 = 0
解得:s=-2
因此,特征根为重根 -2,该系统的通解为:
y(t) = c1 * e^(-2t) + c2 * t * e^(-2t)
接下来,我们可以通过求解冲激响应和阶跃响应来确定常数 c1 和 c2。
1. 冲激响应
设系统的冲激响应为 h(t),则有:
h"(t) + 4h'(t) + 4h(t) = δ(t)
其中,δ(t) 表示单位冲激信号。
对上式两边取拉普拉斯变换,得:
s^2 H(s) - s h(0) - h'(0) + 4s H(s) - 4h(0) + 4H(s) = 1
化简得:
H(s) = 1 / (s + 2)^2
对 H(s) 做拉普拉斯反变换,得到冲激响应:
h(t) = t * e^(-2t)
可以用 Matlab 代码实现:
```matlab
% 绘制冲激响应图像
t = 0:0.01:5;
h = t .* exp(-2 .* t);
plot(t, h);
title('Impulse Response');
xlabel('t');
ylabel('h(t)');
```
2. 阶跃响应
设系统的阶跃响应为 g(t),则有:
g"(t) + 4g'(t) + 4g(t) = u(t)
其中,u(t) 表示单位阶跃信号。
对上式两边取拉普拉斯变换,得:
s^2 G(s) - s g(0) - g'(0) + 4s G(s) - 4g(0) + 4G(s) = 1 / s
化简得:
G(s) = 1 / s / (s + 2)^2
对 G(s) 做拉普拉斯反变换,得到阶跃响应:
g(t) = t * e^(-2t)
可以用 Matlab 代码实现:
```matlab
% 绘制阶跃响应图像
t = 0:0.01:5;
g = t .* exp(-2 .* t);
plot(t, g);
title('Step Response');
xlabel('t');
ylabel('g(t)');
```
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