MATLAB周期时域曲线,MATLAB系列之连续时间系统的时域分析
輸入-輸出描述法:
使用傳輸函數tf描述系統。
sys?= tf(b,a)
其中b表示微分方程右側(即激勵)系數的行矢量,a表示微分方程左側(即響應)系數的行矢量。
狀態變量分析法:
使用狀態空間函數ss描述系統。
sys = ss(a,b,c,d)
其中矩陣a表示狀態方程中由狀態組成的向量的系數矩陣;矩陣b表示狀態方程中由激勵組成的向量的系數矩陣;矩陣c表示輸出方程中由狀態組成的向量的系數矩陣;矩陣d表示輸出方程中由激勵組成的向量的系數矩陣。
微分方程的齊次解:
齊次解即系統特征方程的根,用roots函數計算。
a = roots(p) ,其中p為特征方程的系數由高至低排列構成的行矢量,返回值a是特征根組成的列向量。
微分方程的特解:
特解即系統函數(微分方程)在給定激勵信號作用下的輸出,使用lsim函數對LTI系統進行仿真。
y =
lsim(sys,u,t),其中sys表示LTI系統(即上文求出的系統模型),矢量u和t分別表示激勵信號的抽樣值和抽樣時間,返回值y為對應于上述抽樣時間的系統響應值。一般情況,t設定為列向量。
矩陣u的行數要和向量t的長度(即采樣點數)一樣,u的每一列即為一個輸入信號。
零輸入響應和零狀態響應:
y = lsim(sys,u,t,x0) ,
其中sys表示LTI系統,矢量u和t分別表示激勵信號的抽樣值和抽樣時間,矢量x0表示該系統的初始狀態,返回值y表示系統響應值。注意:該用法僅適于用狀態方程描述的系統。
[y,t,x] = lsim(sys,u,t,x0),y為系統輸出,t為系統抽樣時間,x為系統狀態。
沖激響應和階躍響應:
(1)分別用沖激信號和階躍信號作為激勵,lsim函數可仿真出沖激響應和階躍響應。
(2)impulse(sys)和step(sys)直接產生LTI系統的沖激響應和階躍響應。
卷積:
(1)離散卷積:w = conv(u,v)其中u和v是兩個要做卷積的序列。
(2)連續卷積:自己定義函數。
function [w,tw] = conv1(u,tu,v,tv)
%u,v表示兩個序列;tu,tu表示它們的抽樣時間
%w,wt分別表示卷積結果及其抽樣時間
T = tu(2) - tu(1);
w = T*conv(u,v);
tw = tu(1) + tv(1) + T*[0:length(u) + length(v) - 2];
return
總結
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