已知系统函数H(s)=2s+1/s^2+3s+5,用matlab绘制他的零点图和极点图,绘制对应的冲激响应h(t)的波形,以及系统的幅频特性和相频特性曲线,说明代码
时间: 2024-03-09 12:48:05 浏览: 326
以下是MATLAB中的代码:
```matlab
% 定义系统函数
num = [2 1];
den = [1 3 5];
H = tf(num, den);
% 绘制零点图和极点图
pzmap(H);
% 绘制冲激响应
figure;
impulse(H);
% 绘制幅频特性曲线
figure;
bode(H);
% 绘制相频特性曲线
figure;
margin(H);
```
代码说明:
1. 首先定义系统函数,使用 tf 函数将其转换为传递函数模型。
2. 使用 pzmap 函数绘制系统的零点图和极点图。
3. 使用 impulse 函数绘制系统的冲激响应。
4. 使用 bode 函数绘制系统的幅频特性曲线。
5. 使用 margin 函数绘制系统的相频特性曲线。
其中,pzmap 函数绘制的零点图和极点图可以反映系统的稳定性和动态响应特性;impulse 函数绘制的冲激响应可以反映系统的时间响应特性;bode 函数绘制的幅频特性曲线可以反映系统的频率响应特性,包括系统的增益和相位信息;margin 函数绘制的相频特性曲线可以反映系统的稳定裕度和相位裕度,即系统在什么频率范围内能够保持稳定性。
相关问题
已知系统Gs=3s+5/(s+1)(s+7)(s+12),用matlab求该系统的零点,极点和增益和零极点模型和零极点图
在Matlab中,可以使用`tf`, `zpk`, 和 `bode` 函数来分析给定的连续时间线性系统。对于传递函数 \( G(s) = \frac{3s + 5}{(s+1)(s+7)(s+12)} \),我们可以按照以下步骤操作:
1. **传递函数到零点-极点表示**:
- 使用 `tf` 函数将传递函数转换成 `ss` 或 `numden` 形式:
```matlab
syms s
Gs = 3*s + 5;
num = [3, 0, 0];
den = [1, 1, 7, 12]; % 注意分母多项式的系数顺序
sys = tf(num, den);
```
2. **获取零点和极点**:
- 使用 `zeroes` 和 `poles` 函数得到零点和极点:
```matlab
z = zeroes(sys);
p = poles(sys);
```
3. **计算增益(若不存在则默认为1)**:
- 系统增益是分子多项式的最大模值除以分母多项式的最小模值。这里我们假设增益就是分子系数的最大值:
```matlab
gain = max(abs(num));
```
4. **构建零极点图**:
- 使用 `bode` 函数绘制Bode图,同时可以使用 `pzmap` 来显示零极点图:
```matlab
bode(SYS); % 绘制Bode图
pzmap(sys); % 绘制零极点图
```
5. **零极点模型**:
- `zp2ss` 函数可以把零点、极点列表转换为状态空间模型 (`ss` 形式):
```matlab
ss_model = zp2ss(z, p);
```
以上就是在Matlab中处理该传递函数的一系列操作。运行上述代码后,你应该可以看到系统的零点、极点信息以及对应的图形。
已知传递函数模型 G(s)=(s+1)² *(s²+2s+400)/((s+5)²*(s²+3s+100)*(s²+3s+2500)) 对不同采用周期 T=0.01,0.01,1s 对其进行离散化,比较原系统的阶跃响应与各 离散系统的阶跃响应曲线,用matlab编写程序。
已知的传递函数模型 \( G(s) \) 描述了一个连续时间系统的行为,它是一个有六个零点和极点的复杂系统。该函数的具体形式是:
\[ G(s) = \frac{(s+1)^2 \cdot (s^2 + 2s + 400)}{(s+5)^2 \cdot (s^2 + 3s + 100) \cdot (s^2 + 3s + 2500)} \]
为了将这个系统转换为离散时间系统,通常会使用采样定理(如Z-transform或DTFT),并将系统的频率响应映射到新的离散频率域。对于给定的采样周期 \( T \),例如 \( T=0.01s \), \( T=0.01s \), 和 \( T=1s \),我们需要确定合适的采样频率 \( f_s \),然后应用脉冲响应不变法( impulse invariance method)、Tustin变换(也称作等效冲击响应方法,bilinear transform)或其他离散化方法。
Matlab中可以使用 `c2d` 函数来进行连续到离散的转换。下面是一个简化的步骤概述:
1. 定义系统函数 \( G(s) \) 作为 `num` 和 `den` 的分式表示。
2. 根据给定的采样周期计算对应的采样频率 \( f_s \) 或者选择 `Ts` 参数(采样时间)。
3. 使用 `c2d` 函数进行离散化:
```matlab
sys_digital = c2d(sys_cont, Ts);
```
4. 分别创建针对不同采样周期的离散系统,并生成阶跃响应曲线:
```matlab
for T = [0.01, 0.01, 1] % 指定的三个周期
Ts = 1/T; % 计算采样时间
sys_digital_T = c2d(sys_cont, Ts); % 离散化系统
step_response_T = step(sys_digital_T); % 阶跃响应曲线
% 可能需要画图对比或保存结果
end
```
5. 通过 `plot` 函数绘制并比较各个离散系统的阶跃响应曲线。
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