1. 实例分析与验证 (1) 连续时间系统零输入响应和零状态响应的符号求解 试用 MATLAB 命令求解微分方程 y(t)  3y(t)  2y(t)  x(t)  3x(t),当

时间: 2024-11-30 13:15:37 浏览: 15
在MATLAB中,连续时间系统的零输入响应(ZIR)和零状态响应(ZSR)通常通过求解相应的线性常微分方程来计算。对于给定的微分方程 \( y''(t) + 3y'(t) + 2y(t) = x'(t) + 3x(t) \),我们可以假设这是一个第二阶的状态空间模型,其中初始条件对于零输入响应是关键,而对于零状态响应则忽略。 (1) 零输入响应 (ZIR): 如果我们只考虑输入 \( x(t) \),那么输出 \( y(t) \) 只依赖于初始状态 \( y(0), y'(0) \)。可以使用 `dde23` 函数或者 `lsim` 来模拟这种情况下系统的动态。例如,如果初始条件已知,你可以这样做: ```matlab function zir = zeroInputResponse(x, initialState) % 定义微分方程 eqn = @(t,y)[y(2); -3*y(2) - 2*y(1)]; % 使用dde23模拟零输入响应 tspan = [0 T]; % 设定时间段 options = odeset('InitialConditions', initialState); y_zir = deval(eqn, tspan, initialState, 'ts'); zir = y_zir(:, end); % 取最后一时刻的输出作为响应 end % 示例用法 initialState = [y0; y0']; % 替换为实际的初始状态值 x = ...; % 输入信号 zir = zeroInputResponse(x, initialState); ``` (2) 零状态响应 (ZSR): 在这种情况下,由于没有初始状态,我们只关注输入 \( x(t) \) 对系统的影响。同样,可以用 `lsim` 或者 `dde23` 来得到响应: ```matlab function zsr = zeroStateResponse(x) % 调整ode函数,因为现在不需要初始状态 eqn_no_initial = @(t)y; zsr = lsim(eqn_no_initial, x, tspan); % 返回完整的响应时间序列 zsr = zsr(end); % 如果仅取最后时刻的响应,去掉这行 end % 使用示例,替换x为实际输入 x = ...; zsr = zeroStateResponse(x); ```
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