清華大學信號與系統第五章 S域分析、極點與零點課件

第五章S域分析、極點與零點決定系統的時域響應決定系統頻率響應決定系統穩(wěn)定性1課件系統函數的定義系統零狀態(tài)下，響應的拉氏變換與激勵拉氏變換之比叫作系統函數，記作H(s).可以是電壓傳輸比、電流傳輸比、轉移阻抗、轉移導納、策動點阻抗或導納2課件系統函數的極零點分布3課件（2）幾種典型的極點分布——

(a)一階極點在原點5課件（2）幾種典型的極點分布——

(b)一階極點在負實軸6課件（2）幾種典型的極點分布——

(c)一階極點在正實軸7課件（2）幾種典型的極點分布——

(e)共軛極點在虛軸上，原點有一零點9課件（2）幾種典型的極點分布——

(f)共軛極點在左半平面10課件（2）幾種典型的極點分布——

(g)共軛極點在右半平面11課件（3）有二重極點分布——

(b)在負實軸上有二重極點13課件（3）有二重極點分布——

(c)在虛軸上有二重極點14課件（3）有二重極點分布——

(d)在左半平面有二重共軛極點15課件二重極點17課件極點影響小結：極點落在左半平面—h(t)逞衰減趨勢極點落在右半平面—h(t)逞增長趣勢極點落在虛軸上只有一階極點—h(t)等幅振蕩，不能有重極點極點落在原點—h(t)等于u(t)18課件（4）零點的影響零點移動到原點19課件§5.2-1自由響應與強迫響應來自H(s)的極點來自E(s)的極點自由響應強迫響應21課件結論H(s)的極點決定了自由響應的振蕩頻率，與激勵無關自由響應的幅度和相位與H(s)和E(s)的零點有關，即零點影響Ki,Kk系數E(s)的極點決定了強迫響應的振蕩頻率，與H(s)無關用H(s)只能研究零狀態(tài)響應，H(s)中零極點相消將使某固有頻率丟失。22課件本節(jié)作業(yè)5-1，5-3，5-8，5-10，5-6*，5-9*，5-11*，5-13，23課件激勵E(s)的極點影響激勵E(s)的極點也可能是復數增幅，在穩(wěn)定系統的作 用下穩(wěn)下來，或與系統 某零點相抵消等幅，穩(wěn)態(tài)衰減趨勢，暫態(tài)25課件例：周期矩形脈沖輸入下圖電路，求其暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)響應。（1）求e(t)的拉氏變換26課件（7）求第一周期的穩(wěn)態(tài)響應29課件（8）整個周期矩形信號的穩(wěn)態(tài)響應暫態(tài)響應穩(wěn)態(tài)響應完全響應30課件本節(jié)作業(yè)5-15，5-17，5-18，5-25，5-19*，5-20*，5-24*，5-26*，31課件§5.2由系統函數決定系統頻率特性什么是系統頻率響應？ 不同頻率的正弦激勵下系統的穩(wěn)態(tài)響應一般為復數，可表示為下列兩種形式：32課件由正弦激勵的極點決定的穩(wěn)態(tài)響應如系統是穩(wěn)定的，該項最后衰減為零33課件穩(wěn)態(tài)響應有關的幅度該變相位偏移34課件若換成變量

系統頻率特性幅頻特性相位特性35課件用幾何法求系統頻率特性36課件例：已知試求當

時的幅頻和相位37課件§5.3一階系統和二階非諧振系統的

S平面分析已知該系統的H(s)的極零點在S平面的分布，確定該系統的幅頻特性和相頻特性的漸近線38課件（1）一階系統一零點，一在實軸的極點一在原點的零點，一在實軸的極點只有無窮遠處的零點一在實軸的極點39課件例：求一高階系統的頻率特性+U1—+U2—CRMN-1/RC40課件41課件例：求一階低通濾波器的頻率特性RC+U1_+U2_M沒有零點42課件幅頻特性相位特性43課件（2）二階非諧振系統的S平面分析只考慮單極點使系統逞低通特性只考慮一極點和一零點使系統逞高通特性中間狀態(tài)是個常數低通高通總體是個帶通44課件例：45課件高通低通46課件

較小時起作用逐漸增加高通47課件

較大時起主要作用低通特性逐漸