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信号与系统3:单位阶跃,单位响应以及系统性质

2013年09月18日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1203字 ⁄ 字号 评论关闭

主要讲了两点,其一,两类函数,单位阶跃和单位响应;其二,系统的一些基本性质

1.很自然得,又得将单位阶跃,单位响应分成连续时间和离散时间。此时,注意单位阶跃与单位响应的关系。

δ(n)=u(n)-u(n-1),u(n)=负无穷到n的求和(δ(n))。

连续时间的也基本类似,但比较麻烦的就是连续时间的单位阶跃响应,因为一牵扯到极限就比较麻烦,我的理解是将之的性质:面积为1灵活运用会更加利于处理。


中途教授又插入了系统的互联的基本组合方式,互联串联反馈等等。


2.重点讲了系统的几个性质,无记忆,可逆,因果性,稳定性,时不变,线性

(1)记忆无记忆,官方定义,输出仅仅与输入有关,挺简单的一个性质;

(2)可逆不可逆,很多的定义,可以是:已知输出是否可以唯一得到输入;也可以是:两个不同的输入必为两个不同的输出,哪个方便应用用哪个。

如果要证明不可逆,只需看看是否不满足前面的定义,但要证明是可逆的,就不可以用定义了,可以找到一个该系统的可以系统就ok了(比如积分电路就是可逆的,因为它的逆系统是微分电路,但反过来就不成立了,因为一直微分不可以唯一得到输入)。

(3)因果性:输出仅与当前以及之前的输入有关,用教授的理解,宏观上就是不可预知未来!另外也可以得知,无记忆的都是因果的。

另外想到因果性,还可以有系统冲击响应来判断若n<=0时,h(n)=0,则为稳定;

有个问题,奥本海默的书中举了个例子y(t)=x(t)cos(t+1),说这个是因果的!甚至为无记忆的。他的解释为cos(t+1)是时变函数,因此仅仅是输入x(t)影响着输出。没搞明白!

(4)稳定性:输入有界,输出也得有界。也挺好理解的,但证明的时候和可逆不可逆一样,不稳定可以用反证法,但证明稳定就需要严谨的数学证明。另外教授也利用一个很好  理解的实验,说明:通过反馈可以让不稳定变成稳定。这时联想到基本上的负反馈是利于趋使稳定的,而正反馈破坏稳定的可能性更大。

(5)时不变,线性:两个超级重要的性质。就不多废话了,而判断这个可以运用数学上的证明推导即可(时变时不变的证明需要格外小心!)


上面讲了那么多的性质,教授也举例说到了很多的系统,下面就累加器,微分电路,积分电路三种来看看对应于上述的性质

a.累加器,通过表达式

可以很好的知道有记忆的,因果的,不稳定的(从负无穷开始加),并且有积分电路是可逆的猜测出累加器也是可逆的,可逆系统为查分(?不知道对不对)。最后两个重要的时不变和线性,通过证明可以得知线性的并且也是时不变的。


b.积分电路,时不变,线性证明还是听顺利的,并且有记忆,因果性,可逆的,不稳定的(如x(t)=e^(-3t),有积分可以得知负无穷大时,x(t)发散为无穷大)。

c.微分电路,由于为微分的公式很抽象,用微分的定义比较易于判断

有记忆的,不可逆的,因果的,不稳定的(这个好像不是很能理解)

根据上述的公式也可以较方便证明系统是线性,时不变的。





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