傳遞函數與狀態空間

   傳遞函數與狀態空間之間可相互轉換,可以使用的matlab函數有

[A,B,C,D] = tf2ss(NUM,DEN)
[NUM,DEN] = ss2tf(A,B,C,D,iu)

   傳遞函數的形式唯一,但狀態空間的形式不唯一,可以有多種。

1、一階慣性環節

 
在這裏插入圖片描述
時間常數爲T,本身爲低通濾波器,截止頻率wc爲1/T,通過伯德圖可查看,如設置T=0.1,則

T = 0.1;
sys = tf(1,[T 1]);
bode(sys);

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a. 離散形式

   設u爲輸入,x爲輸出,h爲步長,則:

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simulink爲:
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b.狀態空間形式

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形式1:
		A = -1/T;
		B = 1/T;
		C = 1;
		D = 0;

即:
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形式2:
		A = -1/T;
		B = 1;
		C = 1/T;
		D = 0;

即:
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c.仿真

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仿真結果:
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   傳遞函數、離散形式及狀態空間形式所仿真的結果是一致的。

2、二階震盪環節

 
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   低通濾波器,當阻尼等於0.707時,傳遞函數的截止頻率wc是wn,如wn等於10,bode圖如下:
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a. 離散形式

   設u爲輸入,x爲輸出,h爲步長,則:
在這裏插入圖片描述
simulink爲:
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b. 狀態空間

形式1:
		A = [0 1;-wn^2 -2*ksi*wn];
		B = [0;wn^2];
		C = [1 0];
		D = 0;

即:
在這裏插入圖片描述

形式2:
		A = [0 1;-wn^2 -2*ksi*wn];
		B = [0;1];
		C = [wn^2 0];
		D = 0;

即:
在這裏插入圖片描述

c.仿真

在這裏插入圖片描述
仿真結果:
在這裏插入圖片描述
   傳遞函數、離散形式及狀態空間形式所仿真的結果是一致的。


上面兩個仿真的simulink模型在此:

https://download.csdn.net/download/niu_88/11799584


3、傳遞函數離散化以及狀態空間轉換

可參考此資料:

https://download.csdn.net/download/niu_88/11799588

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