传递函数与状态空间之间可相互转换,可以使用的matlab函数有
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3[A,B,C,D] = tf2ss(NUM,DEN) [NUM,DEN] = ss2tf(A,B,C,D,iu)
传递函数的形式唯一,但状态空间的形式不唯一,可以有多种。
1、一阶惯性环节
时间常数为T,本身为低通滤波器,截止频率wc为1/T,通过伯德图可查看,如设置T=0.1,则
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4T = 0.1; sys = tf(1,[T 1]); bode(sys);
a. 离散形式
设u为输入,x为输出,h为步长,则:
simulink为:
b.状态空间形式
形式1:
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5A = -1/T; B = 1/T; C = 1; D = 0;
即:
形式2:
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5A = -1/T; B = 1; C = 1/T; D = 0;
即:
c.仿真
仿真结果:
传递函数、离散形式及状态空间形式所仿真的结果是一致的。
2、二阶震荡环节
低通滤波器,当阻尼等于0.707时,传递函数的截止频率wc是wn,如wn等于10,bode图如下:
a. 离散形式
设u为输入,x为输出,h为步长,则:
simulink为:
b. 状态空间
形式1:
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5A = [0 1;-wn^2 -2*ksi*wn]; B = [0;wn^2]; C = [1 0]; D = 0;
即:
形式2:
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5A = [0 1;-wn^2 -2*ksi*wn]; B = [0;1]; C = [wn^2 0]; D = 0;
即:
c.仿真
仿真结果:
传递函数、离散形式及状态空间形式所仿真的结果是一致的。
上面两个仿真的simulink模型在此:
https://download.csdn.net/download/niu_88/11799584
3、传递函数离散化以及状态空间转换
可参考此资料:
https://download.csdn.net/download/niu_88/11799588
最后
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