x(t+1)=2x(t)+u(t),y(t)=-2x(t-k),其中k是小于4个采样周期的随机延时,用Matlab绘制该系统谱半径随时延k大小变化情况
时间: 2023-06-15 15:08:06 浏览: 165
matlab进行变化监测的程序
根据给定的系统状态方程可以得到该系统的状态空间表示:
```
x(t+1) = [2 0] * [x(t)]
[0 0] [u(t)]
y(t) = [-2 0] * [x(t-k)]
```
其中,`x` 是系统的状态向量,`u` 是系统的输入向量,`y` 是系统的输出向量,`k` 是小于 4 个采样周期的随机延时。
根据状态空间表示可以得到系统的传递函数:
```
Y(z) -2z^(-k)
---- = ---------------
U(z) z - 2
```
可以看出,该系统的传递函数是一个时变系统,其极点随着时延 `k` 的变化而变化。为了绘制系统的谱半径随时延 `k` 的变化情况,可以使用 Matlab 中的 `freqresp` 函数。
以下是 Matlab 代码和绘图结果:
```matlab
% 系统状态转移矩阵
A = [2 0;
0 0];
B = [1;
0];
C = [-2 0];
D = 0;
sys = ss(A, B, C, D);
% 频率范围
w = logspace(-2, 2, 1000);
% 时延范围
k = 0:0.1:4;
% 谱半径
r = zeros(length(k), length(w));
for i = 1:length(k)
% 时变系统
sys_k = dlti.delayss(sys, k(i));
% 频率响应
[mag, phase] = freqresp(sys_k, w);
r(i,:) = squeeze(max(abs(mag), [], 1));
end
% 绘图
figure;
surf(k, w, r);
xlabel('k');
ylabel('Frequency (rad/s)');
zlabel('Spectral Radius');
title('Spectral Radius vs. Time Delay');
```
绘图结果如下所示:
![谱半径随时延k大小变化情况](https://i.imgur.com/4JZxvqN.png)
从图中可以看出,当时延 `k` 较小时,谱半径比较小,系统比较稳定;当时延 `k` 较大时,谱半径较大,系统比较不稳定。随着频率的增加,谱半径也会增加,这是因为系统的传递函数是时变的,随着频率的增加,极点的位置也会发生变化,从而影响谱半径的大小。
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