对于给定的零状态系统 $\frac{d^2}{dt^2}v(t) + 7\frac{d}{dt}v(t) + 6v(t) = 6e(t)$,其中 $e(t) = \sin(2t)u(t)用MABLAB进行系统仿真和微分方程求解的代码
时间: 2024-10-16 10:21:37 浏览: 21
信号与系统英文版课件:Chap2 Linear Time-Invariant Systems.pptx
5星 · 资源好评率100%
对于给定的非线性零状态系统,我们可以使用MATLAB的`ode45`函数来解决这个二阶常系数线性微分方程。该系统描述的是加速度受到阻尼力和输入信号影响的情况。首先,我们需要将方程设置为系统形式,然后编写一个自定义函数`rhs`来描述系统的右端项。
这是一个基本的示例:
```matlab
% 定义系统参数
omega = 2; % 输入信号的频率
b = 7; % 阻尼系数
m = 6; % 系统常数
% 定义输入信号 e(t)
tspan = [0 10]; % 时间范围
e_t = @(t) sin(omega*t).*Heaviside(t); % Heaviside函数用于设定冲激响应
% 自定义右端项函数 (rhs)
function dydt = my_system(t,y)
v = y(1); % 当前速度
dvdt = y(2); % 加速度
% 微分方程
dydt = [dvdt; -b*dvdt/m - m*v + m*e_t(t)];
end
% 使用ode45求解
y0 = [0; 0]; % 初始条件,假设初始速度和加速度都为0
[t, y] = ode45(@my_system, tspan, y0);
% 绘制结果
plot(t, y(:,1), 'LineWidth', 2) % 画出速度随时间变化
hold on
plot(t, y(:,2), '--r', 'LineWidth', 2) % 用虚线画出加速度
xlabel('Time (s)');
ylabel('Position and Acceleration');
title(['Solution for the given system with input e(t) = u(t)*sin(2t)']);
grid on;
```
在这个代码片段中,我们首先设置了系统的参数,然后定义了输入信号`e_t`。接着,我们创建了一个自定义函数`my_system`来计算系统状态的变化率。最后,我们使用`ode45`函数求解微分方程,并绘制出速度和加速度随时间的变化情况。
阅读全文