信號與系統(tǒng)引論第一章ppt課件

1、第一章第一章 緒論緒論 第一章第一章 緒緒 論論 1.1 信號與系統(tǒng)信號與系統(tǒng) 1.2 信號的描畫、分類和典型例如信號的描畫、分類和典型例如 1.3 信號的運算信號的運算 1.4 階躍信號與沖激信號階躍信號與沖激信號 1.5 信號的分解信號的分解 1.6 系統(tǒng)模型及其分類系統(tǒng)模型及其分類 1.7 線性時不變系統(tǒng)線性時不變系統(tǒng) 1.8 系統(tǒng)分析方法系統(tǒng)分析方法 第一章第一章 緒論緒論 1.1 信號與系統(tǒng)信號與系統(tǒng) 信號是音訊的表現(xiàn)方式，信號是音訊的表現(xiàn)方式， 是某種變化的物理量，是某種變化的物理量， 如鈴如鈴聲、聲、 交通紅綠燈，交通紅綠燈， 收音機、收音機、 電視機、電視機、 手機收到的電手機

2、收到的電磁波等，磁波等， 并稱之為聲信號、并稱之為聲信號、 光信號、光信號、 電信號。電信號。 音訊那么是信號的詳細(xì)內(nèi)容。音訊那么是信號的詳細(xì)內(nèi)容。 第一章第一章 緒論緒論 1837年莫爾斯年莫爾斯F.B.Morse發(fā)明了電報發(fā)明了電報1876年貝爾年貝爾A.G.Bell發(fā)明了發(fā)明了19世紀(jì)末，人們又努力于研討用電磁波傳世紀(jì)末，人們又努力于研討用電磁波傳送無線信號送無線信號1901年馬可尼年馬可尼G.Marconi勝利地實現(xiàn)勝利地實現(xiàn)了橫渡大西洋的無線電通訊了橫渡大西洋的無線電通訊第一章第一章 緒論緒論 信號處置：對信號進展某種加工或變換。信號處置：對信號進展某種加工或變換。 目的：減弱信號中

3、的多余內(nèi)容；目的：減弱信號中的多余內(nèi)容； 濾除混雜的噪聲和干擾；濾除混雜的噪聲和干擾； 將信號變換成容易分析與識別的方式。將信號變換成容易分析與識別的方式。 信號傳輸、信號交換和信號處置相互親密聯(lián)絡(luò)，又各信號傳輸、信號交換和信號處置相互親密聯(lián)絡(luò)，又各自構(gòu)成了相對獨立的學(xué)科體系。它們共同的實際根底自構(gòu)成了相對獨立的學(xué)科體系。它們共同的實際根底之一是研討信號的根本性能、包括信號的描畫、分解、之一是研討信號的根本性能、包括信號的描畫、分解、變換、檢測、特征提取以及為順應(yīng)指定要求而進展信變換、檢測、特征提取以及為順應(yīng)指定要求而進展信號設(shè)計號設(shè)計第一章第一章 緒論緒論 系統(tǒng)：由假設(shè)干相互作用和相互依賴系

4、統(tǒng)：由假設(shè)干相互作用和相互依賴的事物組合而成的具有特定功能的的事物組合而成的具有特定功能的整體。整體。第一章第一章 緒論緒論 h()f ()y ()第一章第一章 緒論緒論 1.2 信號的描畫、分類和典型例如信號的描畫、分類和典型例如 人們用來傳送信息的信號主要是電信號。人們用來傳送信息的信號主要是電信號。 電信號電信號有許多眾所周知的優(yōu)點，有許多眾所周知的優(yōu)點， 傳播速度快、傳播速度快、 傳播方式多傳播方式多(有線、有線、 無線、無線、 微波、微波、 衛(wèi)星等衛(wèi)星等)。 日常許多非電的物理日常許多非電的物理量如壓力、量如壓力、 流速、流速、 聲音、聲音、 圖像等都可以利用轉(zhuǎn)換器圖像等都可以利用轉(zhuǎn)

5、換器變換為電信號進展處置、變換為電信號進展處置、 傳輸。傳輸。 本書討論的電信號，本書討論的電信號， 普通是指隨時間變化的電壓或電流，普通是指隨時間變化的電壓或電流， 有時也可以是電有時也可以是電荷或磁通。荷或磁通。 第一章第一章 緒論緒論 為了對信號進展處置或傳輸，為了對信號進展處置或傳輸， 要對信號的特性進要對信號的特性進展分析研討。展分析研討。 這既可以從信號隨時間變化的快、這既可以從信號隨時間變化的快、 慢、慢、 延時來分析信號時間特性，延時來分析信號時間特性， 也可以從信號所包含的主也可以從信號所包含的主要頻率分量的振幅大小、要頻率分量的振幅大小、 相位的多少來分析信號的頻相位的多少

6、來分析信號的頻率特性。率特性。 當(dāng)然，當(dāng)然， 不同的信號具有不同的時間特性與頻不同的信號具有不同的時間特性與頻率特性。率特性。 第一章第一章 緒論緒論 一、信號的描畫一、信號的描畫 描畫信號的根本方法是寫出它的數(shù)學(xué)表達式。描畫信號的根本方法是寫出它的數(shù)學(xué)表達式。 信號隨時間變化的關(guān)系，信號隨時間變化的關(guān)系， 可以用數(shù)學(xué)上的時間函可以用數(shù)學(xué)上的時間函數(shù)來表示，數(shù)來表示， 因此有時亦稱信號為函數(shù)因此有時亦稱信號為函數(shù)f(t)， 離散信號離散信號為序列為序列x(n)。 在本書中信號與函數(shù)、在本書中信號與函數(shù)、 序列這兩個名詞序列這兩個名詞通用。通用。 信號的函數(shù)關(guān)系可以用數(shù)學(xué)表達式、信號的函數(shù)關(guān)系可

7、以用數(shù)學(xué)表達式、 波形圖、波形圖、 數(shù)據(jù)表等表示，數(shù)據(jù)表等表示， 其中數(shù)學(xué)表達式、其中數(shù)學(xué)表達式、 波形圖是最常用的波形圖是最常用的表示方式。表示方式。 各種信號可以從不同角度進展分類，各種信號可以從不同角度進展分類， 常用常用的有以下幾種。的有以下幾種。 第一章第一章 緒論緒論 二、信號的分類二、信號的分類 1. 確定性信號與隨機信號確定性信號與隨機信號 信號可以用確定的時間函數(shù)來表示的，信號可以用確定的時間函數(shù)來表示的， 是確定性是確定性信號，信號， 也稱規(guī)那么信號。也稱規(guī)那么信號。 如正弦信號、如正弦信號、 單脈沖信號、單脈沖信號、 直流信號等。直流信號等。 信號不能用確定的時間函數(shù)來表

8、示，信號不能用確定的時間函數(shù)來表示， 只知其統(tǒng)計只知其統(tǒng)計特性，特性， 如在某時辰取某值的概率的，那么是隨機信號。如在某時辰取某值的概率的，那么是隨機信號。 第一章第一章 緒論緒論 從常識上講，從常識上講， 確定性信號不包括有用的或新的信確定性信號不包括有用的或新的信息。息。 但確定性信號作為理想化模型，但確定性信號作為理想化模型， 其根本實際與分其根本實際與分析方法是研討隨機信號的根底，析方法是研討隨機信號的根底， 在此根底上根據(jù)統(tǒng)計在此根底上根據(jù)統(tǒng)計特性可進一步研討隨機信號。特性可進一步研討隨機信號。 本書只涉及確定性信號。本書只涉及確定性信號。 第一章第一章 緒論緒論 2 周期信號與非周

9、期信號周期信號與非周期信號 周期信號是依一定的時間間隔周而周期信號是依一定的時間間隔周而復(fù)始、復(fù)始、 無始無終的信號，無始無終的信號， 普通表示為普通表示為 f(t)=f(t+nT) n=0, 1, . 其中其中T為最小反復(fù)時間間隔，為最小反復(fù)時間間隔， 也稱也稱周期。周期。 令周期令周期T趨于無窮大，那么成為非周期趨于無窮大，那么成為非周期信號。信號。 第一章第一章 緒論緒論 3 延續(xù)時間信號與離散時間信號延續(xù)時間信號與離散時間信號 按照時間函數(shù)的延續(xù)性與離散性可按照時間函數(shù)的延續(xù)性與離散性可將信號劃分為延續(xù)時間信號與離散時間將信號劃分為延續(xù)時間信號與離散時間信號簡稱延續(xù)信號與離散信號。信號

10、簡稱延續(xù)信號與離散信號。 延續(xù)信號：假設(shè)在所討論的時間間隔內(nèi)，延續(xù)信號：假設(shè)在所討論的時間間隔內(nèi)，除假設(shè)干不延續(xù)點之外，對于恣意時間除假設(shè)干不延續(xù)點之外，對于恣意時間值都可給出確定的函數(shù)值。值都可給出確定的函數(shù)值。 第一章第一章 緒論緒論 延續(xù)時間信號延續(xù)時間信號 第一章第一章 緒論緒論 離散信號亦稱序列，離散信號亦稱序列， 其自變量其自變量n是離散的，是離散的，通常為整數(shù)。假設(shè)是時間信號可為非時間信通常為整數(shù)。假設(shè)是時間信號可為非時間信號，它只在某些不延續(xù)的、規(guī)定的瞬時給出號，它只在某些不延續(xù)的、規(guī)定的瞬時給出確定的函數(shù)值，其它時間沒有定義，其幅值可確定的函數(shù)值，其它時間沒有定義，其幅值可以

11、是延續(xù)的也可以是離散的，以是延續(xù)的也可以是離散的， 如下圖。如下圖。 第一章第一章 緒論緒論 圖圖 1-2 離散時間信號離散時間信號 第一章第一章 緒論緒論 圖圖1-2中中, 000)(2nnenxanx1(n)還可簡寫為還可簡寫為 x1(n)=-1 1 2 1 2 -1式中小箭頭標(biāo)明式中小箭頭標(biāo)明n=0的位置。的位置。 3 12 21 10 21 12 1)(1nnnnnnnx第一章第一章 緒論緒論 一維信號與多維信號一維信號與多維信號 從數(shù)學(xué)表達式來看，信號可以表示為一個從數(shù)學(xué)表達式來看，信號可以表示為一個或多個變量的函數(shù)?；蚨鄠€變量的函數(shù)。語音信號：聲壓隨時間變化的函數(shù)。語音信號：聲壓隨

12、時間變化的函數(shù)。 一維一維黑白圖像：二維平面坐標(biāo)中兩個變量的函數(shù)。黑白圖像：二維平面坐標(biāo)中兩個變量的函數(shù)。 二維二維第一章第一章 緒論緒論 5 能量信號與功率信號能量信號與功率信號 為了了解信號能量或功率特性，為了了解信號能量或功率特性， 經(jīng)常研討信號經(jīng)常研討信號f(t)電壓或電流在單位電阻上耗費的能量或功電壓或電流在單位電阻上耗費的能量或功率。率。 在在(t1t2)區(qū)間信號的平均功率區(qū)間信號的平均功率P為為在在(-, )區(qū)間信號的能量區(qū)間信號的能量E為為 dttfE)(2 212121ttdttfttP第一章第一章 緒論緒論 三、常用延續(xù)信號三、常用延續(xù)信號 一一 指數(shù)信號指數(shù)信號 實指數(shù)信

13、號如下圖，實指數(shù)信號如下圖， 其函數(shù)表達式為其函數(shù)表達式為 f(t)=Keat 第一章第一章 緒論緒論 指數(shù)信號指數(shù)信號第一章第一章 緒論緒論 式中，式中， a0時時, f(t)隨時間增長隨時間增長; a0時，時， 正、正、 余弦信號是增幅振蕩；余弦信號是增幅振蕩； 當(dāng)當(dāng)0， f(t)的波形在時間的波形在時間t軸上整體左移軸上整體左移t0； 而而t01，波形在時間，波形在時間t軸上緊縮；軸上緊縮； |a|1，波形，波形在時間在時間t軸上擴展，故信號的尺度變換又稱為信號的緊軸上擴展，故信號的尺度變換又稱為信號的緊縮與擴展。例如，縮與擴展。例如， 假設(shè)假設(shè)f(t)=sin0t是正常語速的信號，是正

14、常語速的信號， 那么那么f(2t)=sin20t=f1(t)是兩倍語速的信號，是兩倍語速的信號， 而而f(t/2)=sin0(t/2)=f2(t)是降低一半語速的信號。是降低一半語速的信號。 f1(t)與與f2(t)在時間軸上被緊縮或擴展，在時間軸上被緊縮或擴展， 但幅度均沒有變化。但幅度均沒有變化。 第一章第一章 緒論緒論 信號的尺度變換信號的尺度變換第一章第一章 緒論緒論 例例1-1 知知f(t)的波形如下圖，試畫出的波形如下圖，試畫出f(-3t-2)的波形。的波形。 解：方法一解：方法一 第一步：移位，求得第一步：移位，求得f(t-2)波形。波形。 -2-1110tf(t)f(t)-2-

15、1110t23f(t-2)第一章第一章 緒論緒論 第二步：尺度變換，求得第二步：尺度變換，求得f(3t-2)波形。波形。 第三步：反褶第三步：反褶,求得求得f(-3t-2)波形。波形。tf(t-2)-2-111023f(-3t-2)f(3t-2)第一章第一章 緒論緒論 方法二方法二 第一步：反褶，求得第一步：反褶，求得f(-t)波形。波形。 第二步：尺度變換，求得第二步：尺度變換，求得f(-3t)波形。波形。 第三步：移位第三步：移位,求得求得f(-3t-2)波形。波形。f(t)-2-1110t23f(-t)f(-3t)f(-3t-2)第一章第一章 緒論緒論 1.4.2 微分與積分微分與積分

16、微分是對微分是對f(t)求導(dǎo)數(shù)的運算，求導(dǎo)數(shù)的運算， 表示為表示為 dttdftf)()(信號經(jīng)過微分后突出了變化部分。信號經(jīng)過微分后突出了變化部分。 第一章第一章 緒論緒論 信號的微分運算信號的微分運算0145f(t)2tf(t)2t0145-2第一章第一章 緒論緒論 積分是對積分是對f(t)在在(-, t)區(qū)間內(nèi)的定積分，區(qū)間內(nèi)的定積分， 表示表示式為式為 dftyt)()( 信號經(jīng)過積分后平滑了變化部分。信號經(jīng)過積分后平滑了變化部分。 第一章第一章 緒論緒論 信號的積分運算信號的積分運算 f tf0t10t tdfty00tt0t第一章第一章 緒論緒論 1.4.3 信號的相加或相乘信號的

17、相加或相乘 信號的相加減或相乘除是信號瞬信號的相加減或相乘除是信號瞬時值相加減或相乘除。時值相加減或相乘除。 f1(t)f2(t)是是兩個信號瞬時值相加減構(gòu)成的新信號；兩個信號瞬時值相加減構(gòu)成的新信號； f1(t)f2(t)或或f1(t)/f2(t)=f1(t)1/f2(t)是兩個信是兩個信號瞬時值相乘構(gòu)成的新信號。號瞬時值相乘構(gòu)成的新信號。 f1(t)=sin(t) f2(t) =sin(8t)第一章第一章 緒論緒論 兩信號相加兩信號相加第一章第一章 緒論緒論 兩信號相乘兩信號相乘第一章第一章 緒論緒論 1.4 階躍信號與沖激信號階躍信號與沖激信號一單位斜變函數(shù)一單位斜變函數(shù)單位斜變函數(shù)波形

18、如下圖，單位斜變函數(shù)波形如下圖， 定義為定義為)(000)(ttuttttf 恣意時辰的斜變函數(shù)如下圖，恣意時辰的斜變函數(shù)如下圖， 表示為表示為 )()(0)(000000ttuttttttttttf 第一章第一章 緒論緒論 單位斜變信號單位斜變信號第一章第一章 緒論緒論 延遲的斜變信號延遲的斜變信號第一章第一章 緒論緒論 截平的斜變信號截平的斜變信號0 tf1Kt tKttfKtf 1第一章第一章 緒論緒論 三角形脈沖信號三角形脈沖信號0 tf2Kt tttfKtf 02第一章第一章 緒論緒論 二二 單位階躍信號單位階躍信號u(t) 定義定義0001)(tttu第一章第一章 緒論緒論 單位階

19、躍信號單位階躍信號u(t) tu(t)10第一章第一章 緒論緒論 單位階躍信號與單位斜變信號的關(guān)系單位階躍信號與單位斜變信號的關(guān)系000)()()()(0tttdutftudttdft第一章第一章 緒論緒論 矩形脈沖矩形脈沖RT(t)其他TtTtututRT001)()()(第一章第一章 緒論緒論 門函數(shù)門函數(shù)GT(t)2201)2()2()(TtTtTtuTtutG第一章第一章 緒論緒論 單邊正弦信號單邊正弦信號sin(t) u(t)f1(t)0T2tT第一章第一章 緒論緒論 f2(t)10t0t截短的指數(shù)信號截短的指數(shù)信號 0ttutuet第一章第一章 緒論緒論 0011)()(1)(2s

20、gntttututut符號函數(shù)符號函數(shù) t110sgnt第一章第一章 緒論緒論 三三 單位沖激函數(shù)單位沖激函數(shù)(t) 定義定義1： 利用矩形脈沖進展定義利用矩形脈沖進展定義第一章第一章 緒論緒論 矩形脈沖的極限為沖激函數(shù)矩形脈沖的極限為沖激函數(shù)第一章第一章 緒論緒論 沖激函數(shù)沖激函數(shù)0t(1)(t)第一章第一章 緒論緒論 還有一些面積為還有一些面積為1的偶函數(shù)，的偶函數(shù)， 如三角形脈如三角形脈沖函數(shù)、沖函數(shù)、 雙邊指數(shù)脈沖函數(shù)、雙邊指數(shù)脈沖函數(shù)、 鐘形脈沖函數(shù)鐘形脈沖函數(shù)等，當(dāng)其寬度趨于等，當(dāng)其寬度趨于0時的極限，時的極限， 也可以用來定也可以用來定義義(t)函數(shù)。函數(shù)。 P17公式公式,P1

21、8圖圖1-30第一章第一章 緒論緒論 描畫任一時辰描畫任一時辰t=t0時的沖激函數(shù)記為時的沖激函數(shù)記為(t-t0)， 表示式為表示式為000 0)(1)(ttttdttt 0 0)(1)(ttdtt定義定義2：狄拉克：狄拉克Dirac定義定義第一章第一章 緒論緒論 圖圖 1-31 A(t-t0)tt00A(t t0)(A)第一章第一章 緒論緒論 沖激函數(shù)還具有如下運算性質(zhì)沖激函數(shù)還具有如下運算性質(zhì):1) 抽樣特性抽樣特性“挑選特性挑選特性假設(shè)假設(shè)f(t)是在是在t=0處延續(xù)的有界函數(shù)，處延續(xù)的有界函數(shù)， 那么那么)0()()0()()(fdttfdtttf以及以及)()()()()(0000t

22、fdttttfdttttf第一章第一章 緒論緒論 2) 偶函數(shù)偶函數(shù) (t)=(-t) 證證 dtttffdfdfdtttf)()()0()()0()()()()(第一章第一章 緒論緒論 3) 與單位階躍函數(shù)與單位階躍函數(shù)u(t)互為積分、互為積分、 微分關(guān)系微分關(guān)系 )()(0010)(tdttdututtdt第一章第一章 緒論緒論 2 122 212 0tttttvC+-C tvC tiC假設(shè)電壓為斜變信號假設(shè)電壓為斜變信號 tvC2210.5t第一章第一章 緒論緒論 22)()(tutuCdttdCtiCC tvC2210.5t tiC22tC0 tiC22tC tvC2210.5t第一

23、章第一章 緒論緒論 電路的電容電壓為階躍函數(shù)時，電流電路的電容電壓為階躍函數(shù)時，電流i c(t)可以用可以用(t)函數(shù)描畫為函數(shù)描畫為)()()(tCdttdCtiCC電容：階躍電壓產(chǎn)生沖擊電流電容：階躍電壓產(chǎn)生沖擊電流電感：階躍電流產(chǎn)生沖擊電壓電感：階躍電流產(chǎn)生沖擊電壓第一章第一章 緒論緒論 四四 單位沖激偶函數(shù)單位沖激偶函數(shù)(t) 對單位沖激函數(shù)求導(dǎo)得到單位沖激偶函對單位沖激函數(shù)求導(dǎo)得到單位沖激偶函數(shù)。數(shù)。 由于單位沖激函數(shù)可表示為由于單位沖激函數(shù)可表示為 )2()2(1lim)()()2()2(1lim)(00ttdttdttutut第一章第一章 緒論緒論 單位沖激偶函數(shù)單位沖激偶函數(shù)(

24、t)s(t)t01/s(t)t0 0 0(t)t0(t)t0第一章第一章 緒論緒論 單位沖激偶函數(shù)具有如下特性：單位沖激偶函數(shù)具有如下特性：(1) 對對f(t)在在0點延續(xù)的函數(shù)，點延續(xù)的函數(shù)， 有有)0()()(fdttft)()()(00tfdttftt第一章第一章 緒論緒論 (2) 由于單位沖激偶函數(shù)可見，由于單位沖激偶函數(shù)可見， (t)的正、的正、 負(fù)兩負(fù)兩個沖激的面積相等，個沖激的面積相等， 相互抵消，相互抵消， 沖激偶函數(shù)沖激偶函數(shù)所包含的面積為零，所包含的面積為零， 即即0)(dtt 第一章第一章 緒論緒論 1.5 信號的分解信號的分解 一直流分量與交流分量一直流分量與交流分量

25、tfftfAD 221TTDdttfTf DAftftf第一章第一章 緒論緒論 二奇分量與偶分量二奇分量與偶分量 這種分解方法是將實信號分解為偶分量與這種分解方法是將實信號分解為偶分量與奇分量。奇分量。 其優(yōu)點是可以利用偶函數(shù)與奇函數(shù)的其優(yōu)點是可以利用偶函數(shù)與奇函數(shù)的對稱性簡化信號運算。對稱性簡化信號運算。 偶分量定義偶分量定義 fe(t)=fe(-t) 奇分量定義奇分量定義 fo(t)=-fo(-t) 恣意信號恣意信號f(t)可分解為偶分量與奇分量之和，可分解為偶分量與奇分量之和， 由于由于 第一章第一章 緒論緒論 f(t) = 1/2 f(t)+f(t)+f(-t)-f(-t) = 1/2

26、 f(t)+f(-t)+ 1/2 f(t)-f(-t) 所以所以 fe(t)= 1/2 f(t)+f(-t) fo(t)= 1/2 f(t)-f(-t) 如下圖信號分解為奇、如下圖信號分解為奇、 偶分量的實例。偶分量的實例。 第一章第一章 緒論緒論 第一章第一章 緒論緒論 圖 1-36 信號的奇偶分解 第一章第一章 緒論緒論 三三 脈沖分解脈沖分解 恣意信號的脈沖分解方法，恣意信號的脈沖分解方法， 是將沖激信號是將沖激信號或階躍信號作為根本信號元，或階躍信號作為根本信號元， 將恣意信號分解將恣意信號分解為無窮多個沖激信號或階躍信號。為無窮多個沖激信號或階躍信號。 這類分解的這類分解的優(yōu)點是根本

27、信號元的波形簡單，優(yōu)點是根本信號元的波形簡單， 呼應(yīng)好求，呼應(yīng)好求， 并且可以充分利用并且可以充分利用LTI系統(tǒng)的疊加、系統(tǒng)的疊加、 比例與時比例與時不變性，不變性， 方便地求解復(fù)雜信號的呼應(yīng)。方便地求解復(fù)雜信號的呼應(yīng)。 第一章第一章 緒論緒論 將信號分解為脈沖之和將信號分解為脈沖之和 第一章第一章 緒論緒論 將信號分解為階躍將信號分解為階躍第一章第一章 緒論緒論 111dttttftf信號分解為沖激函數(shù)信號分解為沖激函數(shù) 011110dtttudttdftuftf信號分解為階躍函數(shù)信號分解為階躍函數(shù)第一章第一章 緒論緒論 四實部分量與虛部分量四實部分量與虛部分量 tjftftfir tjft

28、ftfir* tftfjtftftftfir*2121 tftftftftfir22*2第一章第一章 緒論緒論 五五 正交函數(shù)分量正交函數(shù)分量 用正交函數(shù)集來表示一個信號用正交函數(shù)集來表示一個信號六六 利用分形實際描畫信號利用分形實際描畫信號 第一章第一章 緒論緒論 1.6 系統(tǒng)模型及其分類系統(tǒng)模型及其分類 ttccdiCdiCtv11CqLR+- te ti tRitRitvRR dttdiLdttdiLtvLL第一章第一章 緒論緒論 tediCtRidttdiLt1 tetvtvtvCRL dttdeCtidttdiRCdttidLC22 dttdeLtiLCdttdiLRdttid112

29、2第一章第一章 緒論緒論 1、對于同一物理系統(tǒng)，在不同條件之下，、對于同一物理系統(tǒng)，在不同條件之下，可以等到不同方式的數(shù)學(xué)模型可以等到不同方式的數(shù)學(xué)模型 2、對于不同的物理系統(tǒng)，經(jīng)過籠統(tǒng)和近、對于不同的物理系統(tǒng)，經(jīng)過籠統(tǒng)和近似，有能夠得到方式上完全一樣的數(shù)學(xué)似，有能夠得到方式上完全一樣的數(shù)學(xué)模型。模型。第一章第一章 緒論緒論 系統(tǒng)的階次：微分方程的階次系統(tǒng)的階次：微分方程的階次微分方程分類：微分方程分類：1、輸入輸出方程、輸入輸出方程2、形狀方程、形狀方程第一章第一章 緒論緒論 系統(tǒng)分析過程：系統(tǒng)分析過程：1、建立數(shù)學(xué)模型、建立數(shù)學(xué)模型2、確定鼓勵瞬時系統(tǒng)內(nèi)部的能量儲存情況、確定鼓勵瞬時系統(tǒng)內(nèi)

30、部的能量儲存情況系統(tǒng)的起始條件系統(tǒng)的起始條件3、求解、求解系統(tǒng)的起始條件由假設(shè)干獨立條件給出，獨立條系統(tǒng)的起始條件由假設(shè)干獨立條件給出，獨立條件的數(shù)目與系統(tǒng)的階次一樣。件的數(shù)目與系統(tǒng)的階次一樣。第一章第一章 緒論緒論 借助方框圖表示系統(tǒng)：借助方框圖表示系統(tǒng)：e1(t)e2(t)r(t) =e1(t)+ e2(t)ae(t)r(t)=ae(t)r(t)=ae(t)e(t)e(t)a或或e(t) tdetr(a) 相加相加(b) 倍乘倍乘(c) 積分積分第一章第一章 緒論緒論 tebtratrdtd00e(t) tr-a0b0 0btr dttdrb01第一章第一章 緒論緒論 tedtdbtrat

31、rdtd10e(t) tr-a0b1 1btr tdrb11e(t) tr-a0b0 tebtratrdtd00第一章第一章 緒論緒論 tedtdLtiLCtidtdLRtidtd1122e(t) tiL1LRLC1第一章第一章 緒論緒論 系統(tǒng)的分類：系統(tǒng)的分類：1、延續(xù)時間系統(tǒng)與離散時間系統(tǒng)、延續(xù)時間系統(tǒng)與離散時間系統(tǒng)延續(xù)時間系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸入和輸出都是延續(xù)時間延續(xù)時間系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸入和輸出都是延續(xù)時間信號，且其內(nèi)部也未轉(zhuǎn)換為離散時間信號。信號，且其內(nèi)部也未轉(zhuǎn)換為離散時間信號。離散時間系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸入和輸出都是離散時間離散時間系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸入和輸出都是離散時間信號。信號。第一章第一章 緒論緒論

32、 2、即時系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng)、即時系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng)即時系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸出系統(tǒng)只決議于同時辰的鼓即時系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸出系統(tǒng)只決議于同時辰的鼓勵信號，與它過去的任務(wù)形狀歷史無關(guān)。勵信號，與它過去的任務(wù)形狀歷史無關(guān)。為無記憶系統(tǒng)。用代數(shù)方程描畫。為無記憶系統(tǒng)。用代數(shù)方程描畫。動態(tài)系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸出信號不僅取決于同時辰的動態(tài)系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸出信號不僅取決于同時辰的鼓勵信號，而且與它過去的任務(wù)形狀有關(guān)。為鼓勵信號，而且與它過去的任務(wù)形狀有關(guān)。為記憶系統(tǒng)。用微分差分方程描畫。記憶系統(tǒng)。用微分差分方程描畫。第一章第一章 緒論緒論 3、集總參數(shù)系統(tǒng)與分布參數(shù)系統(tǒng)、集總參數(shù)系統(tǒng)與分布參數(shù)系統(tǒng)集總參數(shù)系統(tǒng)：只由集總參數(shù)元件組成的系統(tǒng)。集總參數(shù)系統(tǒng)：只由集總參數(shù)元件組成的系統(tǒng)。由常微分方程作為它的數(shù)學(xué)模型。由常微分方程作為它的數(shù)學(xué)模型。分布參數(shù)系統(tǒng)：含有分布參數(shù)元件的系統(tǒng)如傳分布參數(shù)系統(tǒng)：含有分布參數(shù)元件的系統(tǒng)如傳輸線、波導(dǎo)等。由偏微分方程作為它的數(shù)學(xué)輸線、波導(dǎo)等。由偏微分方程作為它的數(shù)學(xué)模型。模型。第一章第一章 緒論緒論 4、線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)、線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)：具有疊加性與均勻性齊次性，線性系統(tǒng)：具有疊加性與均勻性齊次性，homogeneity的系統(tǒng)。的系統(tǒng)。非線性系統(tǒng)：不具有疊加性或均勻性的系統(tǒng)。非線性系統(tǒng)：不具有疊加性或均勻性的系統(tǒng)。第一章第一章 緒論緒論 5、