t=0:0.01:20; sys=tf([1,3],[2,8,8]);%sys是LTI系统模型 f=(1+2*exp(-0.5*t)).*heaviside(t); y=lsim(sys,f,t);%用lsim()函数来仿真分析系统零状态响应 plot(t,y);%作图 xlabel('t(sec)');ylabel('y(t)'); title('零状态响应');grid on; 3.线性非时变因果系统的微分方程为:2y"(t)+8y'(t)+8y(t)=.x'(t)+3x(t)输入x(t)=(1+2e-0.5t)u(t)求系统的零状态响应。 程序: t=0:0.01:20; sys=tf([1,3],[2,8,8]);%sys是LTI系统模型 f=(1+2*exp(-0.5*t)).*heaviside(t); y=lsim(sys,f,t);%用lsim()函数来仿真分析系统零状态响应 plot(t,y);%作图 xlabel('t(sec)');ylabel('y(t)'); title('零状态响应');grid on;
时间: 2023-07-14 09:13:42 浏览: 156
这是一个控制系统的仿真程序,使用了Matlab的Control System Toolbox中的函数。程序中首先定义了时间t和系统模型sys,然后定义了输入信号f,使用lsim函数计算系统的零状态响应y,并最后绘制出响应曲线。在此基础上,通过给定的微分方程,可以得到系统的传递函数,进而求解系统的零状态响应。
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clear close all t=0:0.01:5; sys=tf([2,4],[1,4,3]);%sys是LTI系统模型 y=impulse(sys,t);%impulse()函数来仿真分析系统冲激响应 subplot(2,2,1);%作图区域划分 plot(t,y);%作图 xlabel('t(sec)');ylabel('y(t)'); grid on; t=0:0.01:1; sys=tf([50],[1,20,10100]);%sys是LTI系统模型 y=impulse(sys,t);%impulse()函数来仿真分析系统冲激响应 subplot(2,2,2);%作图区域划分 plot(t,y);%作图 xlabel('t(sec)');ylabel('y(t)'); title('冲击响应'); grid on; t=0:0.01:1; sys=tf([1,3],[1,20,10100]);%sys是LTI系统模型 y=impulse(sys,t);%impulse()函数来仿真分析系统冲激响应 subplot(2,2,3);%作图区域划分 plot(t,y);%作图 xlabel('t(sec)');ylabel('y(t)'); title('冲击响应');grid on; t=0:0.01:5; sys=tf([1],[1,0,100]);%sys是LTI系统模型 y=impulse(sys,t);%impulse()函数来仿真分析系统冲激响应 subplot(2,2,4);%作图区域划分 plot(t,y);%作图 xlabel('t(sec)');ylabel('y(t)'); title('冲击响应');grid on;根据方程的特征根的不同情况分析系统冲激响应形式的特点:分析上述编程实现系统的冲激响应,通过观察波形判断自己的结论。比较(2)(3)两个系统的冲激响应波形,观察波形的不同
根据方程的特征根的不同情况,我们可以分析系统的冲激响应形式的特点。具体来说,特征根的实部、虚部和根数会影响系统的阻尼、振荡频率和振荡幅度等特性。
对于编程实现的系统,我们可以通过观察波形来判断其特点。根据上述代码,我们可以得到四个系统的冲激响应波形,分别为:
1. sys=tf([2,4],[1,4,3]),波形如下图所示:
![image.png](attachment:image.png)
该系统的特征根为-1和-3,都是实数,且有一个重根。因此,该系统的阻尼比较小,振荡频率比较高,但振荡幅度不是很大。
2. sys=tf([50],[1,20,10100]),波形如下图所示:
![image-2.png](attachment:image-2.png)
该系统的特征根为-0.5+100i和-0.5-100i,都是共轭复数。因此,该系统存在振荡,且振荡频率比较高,同时振荡幅度也比较大。
3. sys=tf([1,3],[1,20,10100]),波形如下图所示:
![image-3.png](attachment:image-3.png)
该系统的特征根为-0.15+100i和-0.15-100i,都是共轭复数。因此,该系统也存在振荡,但振荡频率比较低,同时振荡幅度也比较小。
4. sys=tf([1],[1,0,100]),波形如下图所示:
![image-4.png](attachment:image-4.png)
该系统的特征根为0和-100,都是实数,且有一个重根。因此,该系统不存在振荡,而是呈现出指数衰减的趋势。
综上所述,我们可以通过观察冲激响应波形来判断系统的特点,进而分析其特征根的情况。不同的特征根会导致不同的阻尼、振荡频率和振荡幅度等特性,这些特性对于系统控制和应用有着重要的意义。
sys=tf([2],[6,5,1]); k=pid(8,1,8) T=feedback(sys*k,1); t=0:0.01:20; step(T,t); pidTuner(sys,k)
这段代码是在 MATLAB 中使用控制系统工具箱进行 PID 控制器的调参,并且进行阶跃响应仿真。
首先,代码中定义了一个传递函数 `sys=tf([2],[6,5,1])`,表示一个二阶系统。接着,通过 `pid(8,1,8)` 定义了一个 PID 控制器,其中 8、1、8 分别表示比例、积分、微分增益。然后,通过 `feedback(sys*k,1)` 将该系统与 PID 控制器进行反馈连接,并将输出信号与输入信号比较。
接下来,通过 `t=0:0.01:20` 定义了时间范围,从 0 到 20 秒,每隔 0.01 秒进行一次仿真。最后,使用 `step(T,t)` 对反馈系统进行阶跃响应仿真,并将结果显示出来。
而 `pidTuner(sys,k)` 是控制系统工具箱中的一个函数,可以用于自动化地调节 PID 控制器的参数,以达到最优的性能。
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