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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