你还没有求解题目中的单位脉冲响应
时间: 2024-02-12 21:07:43 浏览: 47
非常抱歉,我漏掉了求解单位脉冲响应的部分。以下是求解和绘制单位脉冲响应的代码:
```python
# 求解系统的单位脉冲响应并绘制出图形
n = 50
impulse = np.zeros(n)
impulse[0] = 1
h = signal.lfilter(b, a, impulse)
plt.stem(h)
plt.title('Impulse response')
plt.xlabel('Sample')
plt.ylabel('Amplitude')
plt.show()
```
运行以上代码,就可以得到单位脉冲响应的图像。
相关问题
已知描述某连续系统的微分方程为:2y‘ ’ (t)+y‘ (t)+8y(t)=f(t),matlab用留数法求解脉冲响应和阶跃响应,并画出响应的波形
根据题目所给的微分方程:
2y''(t) + y'(t) + 8y(t) = f(t)
可以使用拉普拉斯变换进行求解。
首先对方程两边进行拉普拉斯变换:
2L[y''](s) + L[y'](s) + 8L[y](s) = L[f(t)](s)
然后,根据拉普拉斯变换的性质和初值定理,可以得到:
s^2 Y(s) - s y(0) - y'(0) + s Y(s) - y(0) + 8 Y(s) = F(s)
其中,Y(s) 和 F(s) 分别表示 y(t) 和 f(t) 的拉普拉斯变换,y(0) 和 y'(0) 分别表示 y(t) 在 t=0 时刻的初值和一阶导数的初值。
将上式整理,可以得到:
Y(s) = [s y(0) + y'(0) + F(s)] / [2s^2 + s + 8]
然后,可以用留数法求解系统的脉冲响应和阶跃响应。
设系统的输入为狄利克雷函数,即:
f(t) = delta(t)
对应的拉普拉斯变换为:
F(s) = 1
此时,系统的脉冲响应为:
h(t) = L^{-1}(Y(s))
根据留数法的原理,可以将 Y(s) 分解为部分分式的形式:
Y(s) = A / (s + alpha) + B / (s + beta) + C / (s^2 + omega^2)
其中,alpha 和 beta 是方程的两个根,omega 是另一个常数,A、B 和 C 是待求的系数。
可以通过求解方程组得到 A、B 和 C 的值,从而得到系统的脉冲响应为:
h(t) = A e^(-alpha t) + B e^(-beta t) + C sin(omega t)
同样地,可以使用留数法求解系统的阶跃响应。设系统的输入为单位阶跃函数,即:
f(t) = u(t)
对应的拉普拉斯变换为:
F(s) = 1 / s
此时,系统的阶跃响应为:
u(t) = L^{-1}(Y(s) / s)
同样可以将 Y(s) 分解为部分分式的形式,然后求解 A、B 和 C 的值,从而得到系统的阶跃响应为:
u(t) = (A / alpha + B / beta + C t) e^(-alpha t) - (A / alpha + B / beta + C t) e^(-beta t) + C cos(omega t) / omega
其中,alpha、beta 和 omega 的值可以通过解方程求得。
以下是一个在Matlab中使用留数法求解脉冲响应和阶跃响应并画出波形的例子:
```
function [h,t] = impulse_response()
s = tf('s');
H = 1 / (2*s^2 + s + 8);
[h,t] = impulse(H);
plot(t,h);
end
function [u,t] = step_response()
s = tf('s');
H = 1 / (2*s^2 + s + 8);
[u,t] = step(H);
plot(t,u);
end
```
其中impulse和step函数是Matlab中用于求解脉冲响应和阶跃响应的函数。上述代码中,impulse_response函数可以求解系统的脉冲响应并画出波形,step_response函数可以求解系统的阶跃响应并画出波形。
需要注意的是,这只是一个简单的例子,实际应用中需要根据具体系统的微分方程进行求解。
G(s)=(12*s^3+50*s+49)/(2*s^3+11*s^2+20*s+11),试在MATLAB中用时域函数命令求系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应
### 回答1:
可以使用MATLAB中的`impulse`和`step`函数来求系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应,代码如下:
```matlab
num = [12 0 0 50 49];
den = [2 11 20 11 0];
sys = tf(num, den);
% 求单位脉冲响应
figure;
impulse(sys);
% 求单位阶跃响应
figure;
step(sys);
```
其中,`num`和`den`分别是系统的分子多项式和分母多项式系数,`sys`是将分子多项式和分母多项式传入`tf`函数得到的系统传递函数。`impulse(sys)`和`step(sys)`分别是求系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应,并用`figure`函数将响应作图显示出来。
### 回答2:
在MATLAB中,可以使用`impulse`函数和`step`函数来求解系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应。根据题目中给出的传递函数G(s),可以使用MATLAB的符号计算工具箱来求得系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应。
首先,需要定义符号变量s:
```matlab
syms s;
```
然后,定义传递函数G(s):
```matlab
G = (12*s^3+50*s+49)/(2*s^3+11*s^2+20*s+11);
```
接下来,使用`ilaplace`函数来计算系统的单位脉冲响应`h(t)`:
```matlab
h = ilaplace(G);
```
使用`plot`命令可以绘制单位脉冲响应曲线:
```matlab
t = 0:0.1:10; % 定义时间范围
h_t = subs(h, t); % 计算单位脉冲响应的数值
plot(t, h_t);
xlabel('时间');
ylabel('单位脉冲响应');
title('系统的单位脉冲响应');
grid on;
```
得到单位脉冲响应曲线。
接下来,使用`step`函数来计算系统的单位阶跃响应`y(t)`:
```matlab
y = step(G);
```
同样,使用`plot`命令可以绘制单位阶跃响应曲线:
```matlab
t = 0:0.1:10; % 定义时间范围
y_t = subs(y, t); % 计算单位阶跃响应的数值
plot(t, y_t);
xlabel('时间');
ylabel('单位阶跃响应');
title('系统的单位阶跃响应');
grid on;
```
得到单位阶跃响应曲线。
需要注意的是,上述示例中的时间范围、时间步长等参数可以根据实际需求进行调整。
### 回答3:
在MATLAB中,要求系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应可以使用时域函数命令`impulse`和`step`。
首先,创建传递函数`G(s)`:
sys = tf([12 50 49],[2 11 20 11], 'InputDelay', 0);
其中,`[12 50 49]`为分子多项式的系数,`[2 11 20 11]`为分母多项式的系数,`'InputDelay', 0`表示输入信号没有延迟。
然后,使用`impulse`命令求系统的单位脉冲响应:
t_imp = 0:0.01:10; % 设置时间范围
imp_resp = impulse(sys, t_imp);
其中,`0:0.01:10`表示时间范围从0到10,间隔为0.01。
最后,使用`step`命令求系统的单位阶跃响应:
t_step = 0:0.01:10; % 设置时间范围
step_resp = step(sys, t_step);
其中,`0:0.01:10`表示时间范围从0到10,间隔为0.01。
通过上述代码,在MATLAB中即可求得该系统的单位脉冲响应`imp_resp`和单位阶跃响应`step_resp`。
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