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实验二连续时间lti系统的时域分析.doc

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实验二连续时间lti系统的时域分析.doc

上传人:文库旗舰店 2020/12/10 文件大小:1.62 MB

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实验二连续时间lti系统的时域分析.doc

文档介绍

文档介绍:实验二 连续时间LTI系统的时域分析
实验目的:
1、学会使用符号法求解连续系统的零输入响应和零状态响应
2、学会使用数值法求解连续系统的零状态响应
3、学会求解连续系统的冲激响应和阶跃响应
二、实验原理及实例分析
1、连续时间系统零输入响应和零状态响应的符号求解
连续时间系统可以使用常系数微分方程来描述,其完全响应由零输入响应和零状态响应组成。MATLAB符号工具箱提供了dsolve函数,可以实现对常系数微分方程的符号求解,其调用格式为:
dsolve(‘eq1,eq2…’,’cond1,cond2,…’,’v’)
其中参数eq表示各个微分方程,它与MATLAB符号表达式的输入基本相同,微分和导数的输入是使用Dy,D2y,D3y来表示y的一价导数,二阶导数,三阶导数;参数cond表示初始条件或者起始条件;参数v表示自变量,默认是变量t。通过使用dslove函数可以求出系统微分方程的零输入响应和零状态响应,进而求出完全响应。
2、连续时间系统零状态响应的数值求解
在实际工程中使用较多的是数值求解微分方程。对于零输入响应来说,其数值解可以通过函数initial来实现,而该函数中的参量必须是状态变量所描述的系统模型,由于现在还没有学****状态变量相关内容,所以此处不做说明。对于零状态响应,MATLAB控制系统工具箱提供了对LTI系统的零状态响应进行数值仿真的函数lsim,利用该函数可以求解零初始条件下的微分方程的数值解。其调用格式为:
y=lsim(b,a,f,t),其中t表示系统响应的时间抽样点向量,f是系统的输入向量; b和a分别为微分方程右端和左端的系数向量,若不带返回参数y,则直接在屏幕上绘制输入信号x和响应信号的波形。
例如,对于微分方程
可以使用注意,如果微分方程的左端或者右端表达式有缺项,则其向量a或者b中对应元素应该为零,不能省略不写。
3、连续时间系统冲激响应和阶跃响应的求解
在连续时间LTI系统中,冲激响应和阶跃响应是系统特性的描述。在MATLAB中,对于冲激响应和阶跃响应的数值求解,可以使用控制工具箱中提供的函数impulse和step来求解。调用格式:
impulse(b,a):该调用格式以默认方式绘出向量 a 和 b 定义的连续系统的单位冲激响应的时域波形。
impulse(b,a,t):绘出系统在 0~t 时间范围内冲激响应的时域波形。
impulse(b,a,t1