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信号與系統第二章複習

2.1 系統的概念與分類

一、系統的基本概念

1、定義

系統(system):由若幹互相作用和互相依賴的事物組合而成的,具有穩定功能的整體。如太陽系、通信系統、控制系統、經濟系統、生态系統等

通信系統

為傳送消息而裝設的全套技術裝置(包括傳輸信道)。

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2、系統理論

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重點讨論系統的分析,分析是綜合的基礎.二、系統的分類

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2.2 線性時不變系統的特性

1、線性系統與非線性系統

線性系統:指具有齊次性和疊加性的系統。

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2、時變系統與時不變系統

一個系統,在零初始條件下,其輸出響應與輸入信号施加于系統的時間起點無關稱為時不變系統,否則稱為時變系統。

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分析: 判斷一個系統是否為時不變系統,隻需判斷當輸入激勵e(t)變為e(t-t0)時,相應的輸出響應r(t)是否也變為 r(t-t0)。由于系統的時不變特性隻考慮系統的零狀态響應,是以在判斷系統的非時變特性時,不涉及系統的初始狀态

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若系統既是線性的又是時不變的,則稱為線性時不變系統( linear time-invariant system ),簡稱為LTI系統。

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3、因果系統與非因果系統因果系統是指當且僅當輸入信号激勵系統時,才會出現輸出(響應)的系統。也就是說,因果系統的輸出(響應)不會出現在輸入信号激勵系統以前的時刻。

系統的這種特性稱為因果特性

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2.3 連續系統的描述及其響應

一、系統數學模型

數學模型:系統實體特性的數學抽象,以數學表達式或具有理想特性的符号組合圖形來表征系統特性。

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建立數學模型的注意事項:

模組化必須在給定條件下進行,遵循“展現主要因素,忽略次要因素”的原則;

模型在保證精确度的前提下應盡量簡單;

不同的系統可能得到形式完全相同的模型;

數學模型的形式:

輸入輸出描述:N階微分方程或N階差分方程(方程的階次就是系統的階次);

狀态空間描述:N個一階微分方程組或N個一階差分方程組;

方框圖描述:由若幹運算單元互相連接配接來表示系統的功能;

實體系統的模型

•許多實際系統可以用線性系統來模拟。

•若系統的參數不随時間而改變,則該系統可以用線性常系數微分方程來描述。

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三、零輸入響應和零狀态響應

零輸入響應:沒有外加激勵信号的作用,隻由起始狀态(起始時刻系統儲能)所産生的響應。

零狀态響應:不考慮原始時刻系統儲能的作用(起始狀态等于零),由系統的外加激勵信号産生的響應。

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2.4 沖激響應與階躍響應

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二、階躍響應

系統在機關階躍信号作用下的零狀态響應,稱為機關階躍響應,簡稱階躍響應

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2、階躍響應與沖激響應的關系

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2.5 卷積及其應用

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三、利用卷積計算系統的零狀态響應

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