matlab求系统 ,y′(0+)=-1;y(0+)=0的全响应。(注:题中时域范围可取[0 10],参考函数tf2ss、lsim)
时间: 2024-06-02 12:07:24 浏览: 128
好的,您的问题是关于MATLAB求系统全响应的问题,其初始条件为y′(0 )=-1;y(0 )=0。可以使用函数tf2ss和lsim来实现。首先,使用tf2ss将传递函数转换为状态空间模型,然后使用lsim函数模拟系统的全响应。代码如下:
[num,den] = tf([1],[1 2 1]);
[A,B,C,D] = tf2ss(num,den); %将传递函数转换为状态空间模型
t = 0:0.1:10; %时间范围为0到10,步进为0.1
u = zeros(size(t)); %输入为0
x0 = [0; -1]; %状态的初始条件
[y,t,x] = lsim(A,B,C,D,u,t,x0); %模拟系统的全响应
运行代码后,得到的结果是系统响应随时间的变化曲线。其中,y是系统的输出响应,t是时间向量,x是状态向量。
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已知系统为y(t)+y(t)=f(t),初始条件为y(0)=-1,y(0)=-1,激励为f(t)=cos2Π,用matlab求系统全响应
这是一个一阶线性常系数微分方程(也称为齐次微分方程),其形式为 y'(t) + 2y(t) = cos(2π*t),初始条件为 y(0) = -1 和 y'(0) = -1(由于题目中似乎有一个错误,这里假设第二个初始条件应该是关于导数的,但没有给出)。对于这样的方程,我们通常可以使用 MATLAB 的 `ode45` 函数来求解。
首先,我们需要将微分方程转换为 MATLAB 可识别的形式,然后编写函数并设置初始条件。这里是步骤:
1. 定义微分方程函数 (LHS):
```matlab
function dydt = sysODE(t,y)
dydt = [0; -2*y(1) + cos(2*pi*t)];
```
2. 设置初始条件:
```matlab
y0 = [-1; -1]; % 初始状态
```
3. 使用 `ode45` 解决微分方程:
```matlab
tspan = [0 1]; % 时间范围,例如从0到1秒
[t, y] = ode45(sysODE, tspan, y0);
```
4. 计算全响应(系统响应包括稳态分量和暂态分量):
```matlab
y_steady = steadyStateResponse(t, y); % 稳态响应,这通常是通过计算微分方程无输入情况下的解得到的
y_transient = y(:,1) - y_steady; % 暂态响应
```
注意:在实际操作中,`steadyStateResponse` 这个函数需要你自己编写或从已有的库中获取,因为它是对微分方程在恒定输入(如零输入)下长期行为的研究。如果没有现成的工具,你可以尝试数值积分逼近稳态值。
已知系统为y‘(t)+y(t)=f(t),初始条件为y’(0)=-1,y(0)=-1,激励为f(t)=cos2Π,用matlab求系统全响应
这个微分方程是一个一阶线性常系数齐次微分方程,其形式为 \( y'(t) + y(t) = f(t) \),其中激励函数 \( f(t) = \cos(2\pi t) \)。给定的初始条件是 \( y'(0) = -1 \) 和 \( y(0) = -1 \)。
在MATLAB中,你可以使用`ode45`函数来数值解这样的微分方程。这是一个基本的步骤:
1. 定义系统函数:对于此方程,你需要编写一个右手边的函数 `rhs`,它接受时间 `t`、状态向量 `y` 作为输入,并返回右侧项 \( -y - y' \) 加上激励函数 `cos(2*pi*t)`。
```matlab
function dydt = my_rhs(t, y)
dydt = [-y; -y + cos(2*pi*t)];
end
```
2. 设置初始条件:创建一个结构数组 `y0` 包含初始状态值。
```matlab
y0 = [y0'; initial_derivative];
```
假设初始导数 `initial_derivative` 对应于 `-1`。
3. 指定时间范围和步长:例如,从 `0` 到 `10` 秒,步长为 `0.01`。
```matlab
tspan = [0 10]; % 时间范围
dt = 0.01; % 时间步长
```
4. 调用 `ode45` 解方程:
```matlab
[t, y] = ode45(@my_rhs, tspan, y0);
```
5. 可视化结果:使用 `plot` 函数展示系统的全响应。
```matlab
plot(t, y(:,1));
xlabel('Time (s)');
ylabel('System Response');
title('Solution of the System');
```
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