RC滤波器的MATLAB Lsim初始值不起作用

【问题标题】：MATLAB Lsim initial value for RC filter doesnt workRC滤波器的MATLAB Lsim初始值不起作用
【发布时间】：2019-10-18 01:29:46
【问题描述】：

我将模拟一个具有一些初始值的 RC（低通）滤波器。

R = 1e3; % 1kOm
C = 100e-6; % 100uF
es = tf('s');
LP1 = 1 / (R*C*es + 1);
Ts = 0.1; % 100ms
sysd = c2d(LP1, Ts);

初始值意味着电容器被充电到某个电压（比如说 5V），我们在输入端施加一些电压（比如说 10V）。我会看到输出电压/时间图：

x0 = 5; % 5V
input = 10; % 10V
N = 100;
lsim(sysd, ones(1, N)*input, [], x0);

显示的绘图从零开始（无初始条件）。如果我将 tf 转换为 ss：

lsim(ss(sysd), ones(1, N)*input, [], x0);

绘图从非零值开始，但我设置的初始值不是 5V。它有什么问题，如何模拟它？

【问题讨论】：

标签： matlab filtering transfer-function

【解决方案1】：

lsim() 的 x0 输入仅用于定义状态空间系统的初始条件。

在第一个示例中，sysd 是一个传递函数，因此x0 没有任何影响，并且使用了零初始条件。
在第二个示例中，ss(sysd) 是一个状态空间模型，因此 x0 指定初始状态而不是您想要的输出。要了解发生了什么，让我们看一下您的状态空间模型：

>> ss(sysd)

ans =

  A = 
           x1
   x1  0.3679

  B = 
       u1
   x1   1

  C = 
           x1
   y1  0.6321

  D = 
       u1
   y1   0

Sample time: 0.1 seconds
Discrete-time state-space model.

根据state-space 输出方程y = Cx + Du ，初始输出等于C*x0 = 0.6321*5 = 3.16，这与您的绘图中的结果相匹配。相反，您应该设置x0 = y0 / ss(sysd).C，其中y0 是所需的初始输出。对于y0 = 5，这意味着设置x0 = 7.91。

【讨论】：