g=tf(den,num,'inputdelay',70.235),转换为状态空间标准型,用matlab语言编程
时间: 2024-02-05 10:13:34 浏览: 74
可以使用`tf2ss`函数将传递函数转换为状态空间模型,然后进行标准化。在Matlab中,代码如下:
```matlab
% 定义传递函数的分子和分母
num = [0.0001, 0.0002, 0.0001];
den = [1, -1.9479, 0.948, 0.0043];
% 将传递函数转换为状态空间模型
sys = tf2ss(num, den, 1);
% 对状态空间模型进行标准化
[A,B,C,D] = ssdata(sys);
n = size(A, 1);
T = eye(n);
for i = 1:n
T(i,i) = exp(-70.235*A(i,i));
end
sys = ss2ss(sys, T);
```
其中,`tf2ss`函数将传递函数转换为状态空间模型,`ssdata`函数提取状态空间模型的系数矩阵,`ss2ss`函数将状态空间模型进行标准化。最终得到的标准化状态空间模型为`sys`。
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g=tf(den,num,'inputdelay',70.235),求它的状态空间标准型,用matlab语言编程
假设给定的传递函数为 $G(s) = \frac{b(s)}{a(s)}e^{-s\tau}$,其中 $b(s)$ 和 $a(s)$ 是多项式,$\tau$ 是输入信号的延迟时间。则该传递函数对应的状态空间模型为:
$$
\begin{aligned}
\dot{x}(t) &= Ax(t) + Bu(t-\tau) \\
y(t) &= Cx(t) + Du(t-\tau)
\end{aligned}
$$
其中,$x(t)$ 是 $n$ 维状态向量,$u(t)$ 是输入向量,$y(t)$ 是输出向量,$A$、$B$、$C$ 和 $D$ 是系数矩阵,其表达式为:
$$
\begin{aligned}
A &= \begin{bmatrix}
0 & 1 & 0 & \cdots & 0 \\
0 & 0 & 1 & \cdots & 0 \\
\vdots & \vdots & \ddots & \ddots & \vdots \\
0 & 0 & \cdots & 0 & 1 \\
-a_n & -a_{n-1} & \cdots & -a_2 & -a_1
\end{bmatrix} \\
B &= \begin{bmatrix}
0 \\ 0 \\ \vdots \\ 0 \\ b_0
\end{bmatrix} \\
C &= \begin{bmatrix}
c_n & c_{n-1} & \cdots & c_2 & c_1
\end{bmatrix} \\
D &= 0
\end{aligned}
$$
在 Matlab 中,可以使用 `ss` 函数将传递函数转化为状态空间模型,具体实现代码如下:
```
num = [b0 b1 b2 ... bm]; % 分子多项式系数
den = [an an-1 ... a1]; % 分母多项式系数
tau = 70.235; % 输入信号延迟时间
sys_tf = tf(num, den, 'InputDelay', tau); % 定义传递函数
sys_ss = ss(sys_tf); % 将传递函数转化为状态空间模型
```
其中,`num` 和 `den` 分别表示传递函数的分子和分母多项式系数,`tau` 表示输入信号的延迟时间,`sys_tf` 表示传递函数模型,`sys_ss` 表示对应的状态空间模型。
num = 1; den = [1, 1]; % 采样周期T=0.5s T = 0.5; % 零阶保持器法离散化 sys = tf(num, den, 'InputDelay', 0); sysd = c2d(sys, T, 'zoh'); % 大林算法设计数字控制器 n = 2; % 阶数 a = 2*n; b = 1; g = sysd.num{1}; ai = [1, zeros(1, n)]; bi = [0, 0]; for i = 2:n+1 ai(i) = (2-bi(1:i-1)*ai(i-1:-1:1)'-sum((0:i-2).*bi(1:i-2)))*ai(i-1) ... - (1-sum(bi(1:i-1)))=ai(i-2) + (2n-i+2)T(1-bi(1:i-1)*ai(i-1:-1:1)')*g(i-1)/2; bi(i) = (2-bi(1:i-1)*bi(i-1:-1:1)'-sum((0:i-2).*bi(1:i-2)))*bi(i-1) ... - (1-sum(bi(1:i-1)))*bi(i-2) - (2n-i+3)Tbi(i-1)*g(i-1)/2; end D = tf(ai, [1, -bi], T); % 差分方程形式 [numd, dend] = tfdata(D, 'v'); u = filter(numd, dend(2:end), ones(1, n+1)*numd(1)); % 输出控制器系数和控制输出 disp('数字控制器D(z)的系数:'); disp(ai./[1, -bi]); disp('控制输出u(k):'); disp(u);无效表达式。请检查缺失的乘法运算符、缺失或不对称的分隔符或者其他语法错误。要构造矩阵,请使用方括号而不是圆括号
这段代码中有一些错误,需要进行修正:
1. 第8行的等式末尾需要加上分号,否则会输出sysd的信息。
2. 第12行的等式左右两边的符号不匹配,应该将“=”改为“-”。
3. 第19行的等式中,应该将“-”改为“- ”(减号后面跟一个空格)。
4. 第20行的等式中,应该将“-”改为“- ”,并在最后加上分号。
5. 第22行的等式中,应该将“-”改为“- ”,并在最后加上分号。
6. 第24行的等式中,应该将“-”改为“- ”,并在最后加上分号。
修改后的代码如下:
```
num = 1; den = [1, 1]; % 采样周期T=0.5s T = 0.5; % 零阶保持器法离散化 sys = tf(num, den, 'InputDelay', 0); sysd = c2d(sys, T, 'zoh'); % 大林算法设计数字控制器 n = 2; % 阶数 a = 2*n; b = 1; g = sysd.num{1}; ai = [1, zeros(1, n)]; bi = [0, 0]; for i = 2:n+1 ai(i) = (2-bi(1:i-1)*ai(i-1:-1:1)'-sum((0:i-2).*bi(1:i-2)))*ai(i-1) ... - (1-sum(bi(1:i-1)))*ai(i-2) + (2*n-i+2)*T*(1-bi(1:i-1)*ai(i-1:-1:1)')*g(i-1)/2; bi(i) = (2-bi(1:i-1)*bi(i-1:-1:1)'-sum((0:i-2).*bi(1:i-2)))*bi(i-1) ... - (1-sum(bi(1:i-1)))*bi(i-2) - (2*n-i+3)*T*bi(i-1)*g(i-1)/2; end D = tf(ai, [1, -bi], T); % 差分方程形式 [numd, dend] = tfdata(D, 'v'); u = filter(numd, dend(2:end), ones(1, n+1)*numd(1)); % 输出控制器系数和控制输出 disp('数字控制器D(z)的系数:'); disp(ai./[1, -bi]); disp('控制输出u(k):'); disp(u);
```
请注意,以上修改仅针对代码语法错误,如果还有其他问题,需要根据具体情况进行调整。
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