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指令 residue 可用於計算一分式的部份分式展開。若 $A(s)$ 和 $B(s)$ 為多項式,且 $B(s)$ 無重根,則分式 $\frac{B(s)}{A(s)}$ 可以表示為

$$ \frac{B(s)}{A(s)} = \frac{r_1}{s-p_1}+\frac{r_2}{s-p_2}+\cdots+\frac{r_n}{s-p_n}+C(s) $$

其中 $p_1, p_2, ..., p_n$ 為 $A(s)$ 的根(或是 $\frac{B(s)}{A(s)}$ 的極點),$r_1, r_2, ..., r_n$ 為常數,$C(s)$ 為一多項式。例如:欲求 $\frac{3s+8}{s^2+5s+6}$ 的部份分式展開,可輸入如下:

Example 1: 07-多項式的處理與分析/residue01.mb = [3 8]; a = [1 5 6]; [r, p, k] = residue(b, a)r = 1.0000 2.0000 p = -3.0000 -2.0000 k = []

由以上結果得知: $$\frac{3s+8}{s^2+5s+6} = \frac{1}{s+3} + \frac{2}{s+2}$$

部份分式展開特別適用於線性系統之轉換函數(Transfer Function)的分析。以上例而言,若 $\frac{3s+8}{s^2+5s+6}$ 為一系統之轉換函數,經由上述部份分式展開後,可知其脈衝響應(Impulse Response)為$e^{-3t}+2e^{-2t}$。

residue 指令亦可將部份分式轉回原來的形式,如下:

Example 2: 07-多項式的處理與分析/residue02.mr = [1 2]; p = [-3 -2]; k = []; [b2, a2] = residue(r, p, k)b2 = 3 8 a2 = 1 5 6

上述範例代表我們可以由將部份分式結合成單一分式:

$$\frac{1}{s+3} + \frac{2}{s+2} = \frac{3s+8}{s^2+5s+6}$$
MATLAB程式設計:進階篇