2、已知某一阶系统的传递函数为 [图片]试:1)求其时域表达式,并编写S函数,进而分析系统在sin(t)作用下的输出响应;2)通过Simulink中的Transfer function模块实现同样功能,并与S函数的输出做对比。
时间: 2024-10-29 08:17:37 浏览: 23
自动控制原理:第3章 第2讲 一阶系统的时域分析.ppt
5星 · 资源好评率100%
这是一个关于线性动态系统的问题,您提到的传递函数是一个一阶微分环节,通常表示为 \( G(s) = \frac{Ts + 1}{s} \),其中 \( T \) 是时间常数。
1) **时域表达式及S函数**:
该系统在时域内的响应可以用指数函数和正弦函数的卷积来描述。其单位阶跃响应(Step Response)是 \( y(t) = e^{-t/T} \),当输入为正弦波 \( u(t) = \sin(t) \) 时,需要对其积分得到位置误差信号 \( L(t) \),即 \( L(t) = -\cos(t) + T \sin(t) \),然后用这个位置误差信号去乘以单位阶跃响应,得到 \( y(t) = (e^{-t/T} * [-\cos(t) + T \sin(t)]) \)。
在Matlab/Simulink中,您可以创建S函数(.m文件),例如:
```matlab
function output = myFirstOrderTF(u, t, Ts)
% 引入状态变量
if nargin < 3 || isempty(Ts)
Ts = 1; % 如果未提供,默认时间常数
end
x = zeros(1, 1); % 初始状态
for i = 1:length(t)
dx = -u(i)/Ts; % 状态更新
output(i) = Ts*x(i) + u(i); % 输出计算
x = x + dx; % 积累状态
end
end
```
然后设置输入为`sin(t)`,并仿真输出。
2) **Simulink实现**:
在Simulink中,可以搭建一个简单的模型,包括一个Transfer Function模块,将传递函数绘制上去,设定输入为`sin(t)`。另一个信号源产生正弦波信号,连接到Transfer Function模块的输入端。然后,模拟运行并查看输出。
**相关问题--:**
1. S函数中的单位阶跃响应和正弦输入响应如何计算?
2. 如何在Simulink中设置 Transfer Function 模块参数以匹配给定的传递函数?
3. 实际应用中,为何要在Simulink中结合S函数和Transfer Function模块来分析系统响应?
阅读全文