C++实现Matlab的zp2tf函数的示例代码
作者:胡刚2016
matlab 的 zp2tf 函数的作用是将极点形式的 H(s) 函数的分母展开,本文主要为大家介绍了C++实现Matlab的zp2tf函数示例代码,需要的可以参考一下
1. matlab 的 zp2tf 函数的作用
作用是将极点形式的 H(s) 函数的分母展开
2. matlab 的 zp2tf 函数的使用方法
[z, p, k]=buttap(4); disp("零点:"+z); disp("极点:"+p); disp("增益:"+k); [Bap,Aap]=zp2tf(z,p,k);% 由零极点和增益确定归一化Han(s)系数 disp("Bap="+Bap); disp("Aap="+Aap);
3. C++实现
3.1 complex.h 文件
#pragma once #include <iostream> typedef struct Complex { double real;// 实数 double img;// 虚数 Complex() { real = 0.0; img = 0.0; } Complex(double r, double i) { real = r; img = i; } }Complex; /*复数乘法*/ int complex_mul(Complex* input_1, Complex* input_2, Complex* output) { if (input_1 == NULL || input_2 == NULL || output == NULL) { std::cout << "complex_mul error!" << std::endl; return -1; } output->real = input_1->real * input_2->real - input_1->img * input_2->img; output->img = input_1->real * input_2->img + input_1->img * input_2->real; return 0; }
3.2 zp2tf.h 文件
#pragma once #include <iostream> #include <math.h> #include <vector> #include "complex.h" #define pi ((double)3.141592653589793) using namespace std; pair<Complex*, int> pair_mul(pair<Complex*, int> p1, pair<Complex*, int> p2) { pair<Complex*, int> result; Complex* new_coeff = (Complex*)malloc(sizeof(Complex)); int ret = complex_mul(p1.first, p2.first, new_coeff); if (ret == -1) { cout << "pair_mul error!" << endl; return result; } int new_pow = p1.second + p2.second; result.first = new_coeff; result.second = new_pow; return result; } vector<pair<Complex*, int>> element_mul(vector<pair<Complex*, int>> element1, vector<pair<Complex*, int>> element2) { vector<pair<Complex*, int>> result; if (element1.size() <= 0 || element2.size() <= 0) { cout << "element_mul error!" << endl; return result; } for (int i = 0; i < element1.size(); i++) { pair<Complex*, int> p1 = element1[i]; pair<Complex*, int> p; for (int j = 0; j < element2.size(); j++) { pair<Complex*, int> p2 = element2[j]; p = pair_mul(p1, p2); if (result.size() == 0) { result.push_back(p); } else { bool merge_flg = false; for (int k = 0; k < result.size(); k++) { // 如果指数一样,就合并 if (result[k].second == p.second) { result[k].first->real += p.first->real; result[k].first->img += p.first->img; free(p.first); p.first = NULL; p.second = 0; merge_flg = true; break; } } if (!merge_flg) { result.push_back(p); } } } } return result; } vector<pair<Complex*, int>> zp2tf(vector<Complex*> poles) { vector<pair<Complex*, int>> tf; // pair 的 first代表极点形式H(s)的分母展开后的每一项的系数,second 代表每一项的指数 if (poles.size() <= 0) { return tf; } // 先构造 n 个 (s-极点) vector<vector<pair<Complex*, int>>> elements(poles.size()); for (int i = 0; i < poles.size(); i++) { vector<pair<Complex*, int>> element; pair<Complex*, int> e1; Complex* c1 = (Complex*)malloc(sizeof(Complex)); c1->real = -1.0 * poles[i]->real; c1->img = -1.0 * poles[i]->img; e1 = make_pair(c1, 0);// -1.0 * 极点 element.push_back(e1); pair<Complex*, int> e2; Complex* c2 = (Complex*)malloc(sizeof(Complex)); c2->real = 1.0; c2->img = 0.0; e2 = make_pair(c2, 1);// s element.push_back(e2); elements[i] = element; } if (elements.size() == 1) { return elements[0]; } // 再将 n 个 (s-极点) 乘起来 vector<pair<Complex*, int>> element = elements[0]; for (int i = 1; i < poles.size(); i++) { vector<pair<Complex*, int>> result = element_mul(element, elements[i]); if (result.size() <= 0) { return tf; } element = result; } return element; }
4. 测试结果
4.1 测试文件
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #include <vector> #include "buttap.h" #include "zp2tf.h" using namespace std; #define pi ((double)3.141592653589793) int main() { vector<Complex*> poles = buttap(4); for (int i = 0; i < poles.size(); i++) { printf("%.15lf, %.15lf\n", poles[i]->real, poles[i]->img); } vector<pair<Complex*, int>> tf = zp2tf(poles); return 0; }
4.2 测试结果
3阶模拟低通巴特沃斯滤波器
8阶模拟低通巴特沃斯滤波器
结果与 matlab 均一致,大家可以自行验证
以上就是C++实现Matlab的zp2tf函数的示例代码的详细内容,更多关于C++实现Matlab zp2tf函数的资料请关注脚本之家其它相关文章!