系统的传递函数为G(s)=500s4+11.6s3+40.65s2+54.47s 。其单位阶跃响应函数可以表达为: y(t)=K+Aδ(t)+BeCt+DtFeGt+HeMtcos(ωt+β) ,(t≥0 )。 其中 K、 A、B、C、D、F、G、H、M、ω 、β 是单位阶跃响应中各分量的实数系数。则可求得它们的值分别为
时间: 2024-02-06 21:04:13 浏览: 152
根据系统的传递函数G(s),可以求得系统的特征方程为:
500s^4 + 11.6s^3 + 40.65s^2 + 54.47s = 0
解特征方程可得系统的四个极点为:
s1 = -0.024 + 0.269i, s2 = -0.024 - 0.269i, s3 = -0.0538, s4 = -0.0524
由于系统的传递函数G(s)是一个四阶系统,因此可根据单位阶跃响应的通式求出y(t)的表达式。
根据单位阶跃响应通式,可知:
K = 1/B0
A = B1/B0
C = B2/B0
D = B3/B0
F = B4/B0
G = Mω/B0
H = M/√(1+ω^2)
β = arctan(-ω)
其中,B0、B1、B2、B3、B4分别是传递函数G(s)的系数。
将传递函数G(s)化简后,可得:
G(s) = 500s^4 + 11.6s^3 + 40.65s^2 + 54.47s
= 500s(s^3 + 0.0232s^2 + 0.0813s + 0.109)
根据系统的极点可知,系统存在一个零点s=0,因此可将传递函数G(s)进一步化简为:
G(s) = 500s(s + 0.024 - 0.269i)(s + 0.024 + 0.269i)(s + 0.0538)
将化简后的传递函数G(s)代入单位阶跃响应通式,可求得:
B0 = 500 * 0.024 * 0.269i * (-0.269i + 0.269i) * 0.0538
= 0
B1 = 500 * (0.024 - 0.269i) * (0.024 + 0.269i) * (0.0538)
= 0.0997
B2 = 500 * (0.024 - 0.269i) * (0.024 + 0.269i) * (-0.0538)
= -0.0997
B3 = 500 * (0.024 - 0.269i) * (-0.024 + 0.269i) * (0.0538)
= 2.6709
B4 = 500 * (-0.024 + 0.269i) * (0.024 + 0.269i) * (0.0538)
= -2.6709
因此,可得到单位阶跃响应函数的表达式为:
y(t) = 1/(0.0997) - 0.0997δ(t) - 0.1992e^(-0.0538t) + 3.3657e^(-0.0524t) - 3.3657cos(0.269t + 1.7645)
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