某连续系统的微分方程为9y′′′′(t)+ 2y′′(t)+y (t)=4x′′′(t),试用 MATLAB编程并绘制该系统阶跃响应的时域波形。绘图范围:定义域(0,6),幅值范围(-1,1)。
时间: 2023-08-27 20:18:20 浏览: 51
好的,这是一个四阶系统,先将微分方程转化为状态空间表达式:
令 x1 = y(t),x2 = y'(t),x3 = y''(t),x4 = y'''(t)
则有:
x1'(t) = x2(t)
x2'(t) = x3(t)
x3'(t) = x4(t)
x4'(t) = -2/9*x2(t) - 1/9*x1(t) + 4/9*x(3)(t)
将上述状态空间表达式转化为矩阵形式:
A = [0 1 0 0; 0 0 1 0; 0 0 0 1; -1/9 0 -2/9 0]
B = [0;0;0;4/9]
C = [0 0 0 1]
D = 0
接下来使用 MATLAB 编程绘制该系统阶跃响应的时域波形:
```
% 定义系统的状态空间表达式
A = [0 1 0 0; 0 0 1 0; 0 0 0 1; -1/9 0 -2/9 0];
B = [0;0;0;4/9];
C = [0 0 0 1];
D = 0;
% 定义时间范围和初始状态
t = 0:0.01:6;
x0 = [0;0;0;0];
% 计算系统的阶跃响应
sys = ss(A,B,C,D);
[y,t,x] = step(sys,t,x0);
% 绘制时域波形
plot(t,y);
xlabel('Time (s)');
ylabel('Amplitude');
ylim([-1,1]);
```
运行上述代码即可得到该系统阶跃响应的时域波形。
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1.某连续系统的微分方程为9y′′′′(t)+ 2y′′(t)+y (t)=4x′′′(t),试用 MATLAB编程并绘制该系统阶跃响应的时域波形。绘图范围:定义域(0,6),幅值范围(-1,1)。
好的,根据您的要求,我来给您编程实现该系统的阶跃响应的时域波形。
代码如下:
```
% 定义微分方程
syms t
y = dsolve('9*D4y + 2*D2y + y = 4*D4x', 'y(0)=0', 'Dy(0)=0', 'D2y(0)=0', 'D3y(0)=0', 'x(t)=heaviside(t)');
% 绘制阶跃响应的时域波形
ezplot(y, [0, 6, -1, 1]);
```
解释一下代码的实现过程:
首先,使用 `syms` 定义符号变量 `t`,然后使用 `dsolve` 求解微分方程,其中 `heaviside(t)` 表示单位阶跃函数。
最后,使用 `ezplot` 绘制阶跃响应的时域波形,指定绘图范围为定义域(0,6)和幅值范围(-1,1)。
注意:在 MATLAB 中,`heaviside` 函数需要在符号变量 `t` 中使用,否则会报错。
某连续系统的微分方程为9y′′′′(t)+ 2y′′(t)+y (t)=4x′′′(t),试写出MATLAB绘制该系统阶跃响应的时域波形的代码。绘图范围:定义域(0,6),幅值范围(-1,1)。
好的,以下是MATLAB绘制该系统阶跃响应的时域波形的代码:
```matlab
% 定义微分方程
numerator = [0 0 0 4]; % 分子多项式系数
denominator = [9 0 2 1]; % 分母多项式系数
sys = tf(numerator, denominator); % 转化为传递函数
% 绘制阶跃响应时域波形
t = linspace(0, 6, 1000); % 定义时间轴
u = ones(size(t)); % 定义单位阶跃函数
[y, t] = lsim(sys, u, t); % 计算系统的响应
plot(t, y, 'LineWidth', 2); % 绘制波形
axis([0 6 -1 1]); % 设置绘图范围
xlabel('Time (s)'); % 设置x轴标签
ylabel('Amplitude'); % 设置y轴标签
title('Step Response of Continuous System'); % 设置图表标题
```
注意,该代码假设MATLAB已经安装了Control System Toolbox。如果没有安装,请先安装该工具箱。
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