matlab中离散已知离散系统输入和输出求传递函数和系统函数,代码
时间: 2024-03-19 16:44:58 浏览: 171
假设已知离散系统的输入序列为 $u(n)$,输出序列为 $y(n)$,传递函数为 $H(z)$,系统函数为 $D(z)$,则可以通过以下步骤求解:
1. 将输入输出序列转换为 $z$ 变换域中的函数:
$$U(z) = \mathcal{Z}\{u(n)\}, \quad Y(z) = \mathcal{Z}\{y(n)\}$$
2. 根据传递函数和系统函数的定义,有:
$$Y(z) = H(z)U(z)$$
$$D(z) = \frac{Y(z)}{U(z)} = H(z)$$
因此,传递函数 $H(z)$ 可以通过输入输出序列直接计算得到:
$$H(z) = \frac{Y(z)}{U(z)} = \frac{\mathcal{Z}\{y(n)\}}{\mathcal{Z}\{u(n)\}}$$
3. 系统函数 $D(z)$ 可以通过传递函数 $H(z)$ 直接得到:
$$D(z) = H(z)$$
下面是 MATLAB 代码示例:
```matlab
% 输入输出序列
u = [1, 2, 3, 2, 1];
y = [0, 1, 3, 4, 4];
% 计算传递函数
H = zpk(tf(y, u, 1));
% 计算系统函数
D = H;
```
其中,`zpk` 函数将传递函数 $H(z)$ 转换为零极点增益形式,`tf` 函数将输入输出序列转换为传递函数的分子和分母系数。
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num = [1 0.5];
den = [1 -0.7 0.2];
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num = [1 0.5];
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2. 使用zplane函数绘制零极点分布图。例如,输入以下命令:
zplane(sys);
3. 运行上述命令后,会弹出一个新的窗口,显示系统的零极点分布图。其中,蓝色圆圈表示系统的极点,红色叉号表示系统的零点。可以使用该图形来分析系统的稳定性和频率响应特性。
注意:在绘制零极点分布图时,需要保证系统的分母多项式没有重根,否则zplane函数可能会出现错误。同时,对于离散系统,需要保证其零极点在单位圆内,否则系统可能不稳定。
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