怎么求输入的传递函数 一阶系统传递函数的推导?

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怎么求输入的传递函数

一阶系统传递函数的推导?

一阶系统传递函数的推导?

G(s)Y(s)/U(s),其中Y(s)、U(s)分别为输出量和输入量的拉普拉斯变换
传递函数是指零初始条件下线性系统响应(即输出)量的拉普拉斯变换(或z变换)与激励(即输入)量的拉普拉斯变换之比。记作G(s)Y(s)/U(s),其中Y(s)、U(s)分别为输出量和输入量的拉普拉斯变换。传递函数是描述线性系统动态特性的基本数学工具之一,经典控制理论的主要研究方法——频率响应法和根轨迹法——都是建立在传递函数的基础之上。传递函数是研究经典控制理论的主要工具之一。
把具有线性特性的对象的输入与输出间的关系,用一个函数(输出波形的拉普拉斯变换与输入波形的拉普拉斯变换之比)来表示的,称为传递函数。原是控制工程学的用语,在生理学上往往用来表述心脏、呼吸器官、瞳孔等的特性。
系统的传递函数与描述其运动规律的微分方程是对应的。可根据组成系统各单元的传递函数和它们之间的联结关系导出整体系统的传递函数,并用它分析系统的动态特性、稳定性,或根据给定要求综合控制系统,设计满意的控制器。以传递函数为工具分析和综合控制系统的方法称为频域法。它不但是经典控制理论的基础,而且在以时域方法为基础的现代控制理论发展过程中,也不断发展形成了多变量频域控制理论,成为研究多变量控制系统的有力工具。传递函数中的复变量s在实部为零、虚部为角频率时就是频率响应。
传递函数也是《积分变换》里的概念。对复参数s,函数f(t)*e^(-st)在(-∞, ∞)的积分,称为函数f(t)的(双边)拉普拉斯变换,简称拉氏变换(如果是在[0, ∞)内积分,则称为单边拉普拉斯变换,记作F(s),这是个复变函数。
设一个系统的输入函数为x(t),输出函数为y(t),则y(t)的拉氏变换Y(s)与x(t)的拉氏变换X(s)的商:W(s)Y(s)/X(s)称为这个系统的传递函数。
传递函数是由系统的本质特性确定的,与输入量无关。知道传递函数以后,就可以由输入量求输出量,或者根据需要的输出量确定输入量了。

在matlab中如何将两输入单输出的系统的状态方程变为传递函数?

在线性系统的前提下,状态空间方程和传递函数是可以相互转化的,关系就是G(s)C(sI-A)^{-1}B D。即使是MIMO的,也刻意得到一组的传递函数。
状态空间法和传统的传递函数法各有优势,一般来说,状态空间法可以更好地讨论有耦合的多输入多输出系统,可以讨论内部的动态,但是对于建模准确性要求比较高;
传递函数法对于siso系统的控制更为简洁,尤其是根轨迹法,频域设计法,但是对于mimo就比较难了。至于论文中为什么写成状态空间的形式,会有若干的原因,论文的目的是给专业读者提供知识,两者是可以转换,不论写成状态空间还是传递函数,搞控制的人都看得懂;或者这个论文提出的control law是基于状态空间下的方法,当然会写成状态空间的形式;或者本身就是mimo的,传递函数描述并不简洁。至于在matlab里面的实现,也不一定都是用传递函数里面的模块啊,simulink也有状态空间的模块,也可以是用一个个的分离的积分搭起来的。
另外,即使是在顶级的学术期刊上,也是经常能看到传递函数的,因为有很多问题使用传递函数是简洁好用的