從傳遞函式到差分方程的轉換

2021-07-10 16:13:15 字數 1108 閱讀 4849

從傳遞函式到差分方程的轉換

我以前提問過「如何把傳遞函式轉換成差分方程」的形式,後來不少人qq問我,我覺得有必要把這些寫出來,其實很簡單的。 

1、傳遞函式的形式 

假設傳遞函式為:g(s)=exp^(-0.004s)*400/(s^2+50s); 

其中^後表示指數,如:2^3=8;4^2=16; 

在matlab裡面建立這個傳遞函式的命令就是:sys=tf(400,[1,50,0],'inputdelay',0.004); 

2、脈衝傳遞函式 

把傳遞函式離散化就得到脈衝傳遞函式,這個我就不多說了。。。。 

g(z) =z^(-4) *( 0.0001967 z + 0.0001935)/( z^2 - 1.951 z + 0.9512) 

= z^(-4) *[0.0001967z ^(-1)+ 0.0001935z^(-2)]/[ 1 - 1.951 z^(-1) + 0.9512z^(-2)] =y(z)/u(z)……(2)式 

在matlab裡面離散化命令是:dsys=c2d(sys,0.001,'z');其中0.001為取樣時間; 

(2)式可寫成: 

z^(-4) *[0.0001967 z ^(-1)+ 0.0001935z^(-2)] u(z) = [ 1 - 1.951 z^(-1) + 0.9512z^(-2)] y(z) (3)式 

3、差分方程形式 

由(3)式可得 

0.0001967 z ^(-5)+ 0.0001935z^(-6)]u(z) = [ 1 - 1.951 z^(-1) + 0.9512z^(-2)] y(z) (4)式 

把(4)式得z^(-n)中的(-n)寫成(k-n),如z^(-5)u(z)寫成u(k-5),可得: 

0.0001967 u(k-5)+ 0.0001935u(k-6)= y(k) - 1.951 y(k-1) + 0.9512y(k-2) (5)式 

由(5)式得 

y(k) = 1.951 y(k-1) - 0.9512y(k-2)+0.0001967 u(k-5)+ 0.0001935u(k-6) 

即差分方程形式 

[num,den]=tfdata(dsys,'v')這個命令其實就是取式(2)的分子分母

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