📅  最后修改于: 2020-11-22 17:26:23             🧑  作者: Mango
系统分为以下几类:
满足叠加原理和均质原理的系统称为线性系统。考虑两个系统,其输入分别为x 1 (t),x 2 (t)和输出为y 1 (t),y 2 (t)。然后,根据叠加和均质原理,
T [a 1 x 1 (t)+ a 2 x 2 (t)] = a 1 T [x 1 (t)] + a 2 T [x 2 (t)]
$ \因此,$ T [a 1 x 1 (t)+ a 2 x 2 (t)] = a 1 y 1 (t)+ a 2 y 2 (t)
从以上表达式可以明显看出,整个系统的响应等于单个系统的响应。
例:
(t)= x 2 (t)
解:
y 1 (t)= T [x 1 (t)] = x 1 2 (t)
y 2 (t)= T [x 2 (t)] = x 2 2 (t)
T [a 1 x 1 (t)+ a 2 x 2 (t)] = [a 1 x 1 (t)+ a 2 x 2 (t)] 2
不等于1 y 1 (t)+ 2 y 2 (t)。因此,该系统被认为是非线性的。
如果系统的输入和输出特性随时间变化,则称其为时变系统。否则,系统被视为时不变的。
时不变系统的条件是:
y(n,t)= y(nt)
时变系统的条件是:
y(n,t)$ \ neq $ y(nt)
y(n,t)= T [x(nt)] =输入变化
y(nt)=输出变化
例:
y(n)= x(-n)
y(n,t)= T [x(nt)] = x(-nt)
y(nt)= x(-(nt))= x(-n + t)
$ \因此$ y(n,t)≠y(nt)。因此,系统是时变的。
如果系统既是线性系统又是时变系统,则称为线性时变(LTV)系统。
如果一个系统既是线性的又是时间不变的,则该系统称为线性时间不变(LTI)系统。
静态系统是无内存的,而动态系统是内存的系统。
示例1: y(t)= 2 x(t)
对于当前值t = 0,系统输出为y(0)= 2x(0)。在此,输出仅取决于当前输入。因此,系统内存较少或是静态的。
示例2: y(t)= 2 x(t)+ 3 x(t-3)
对于当前值t = 0,系统输出为y(0)= 2x(0)+ 3x(-3)。
在此,x(-3)是当前输入的过去值,系统需要使用该值来获取此输出。因此,该系统是动态系统。
如果系统的输出取决于当前和过去的输入,而不取决于将来的输入,则称该系统为因果关系。
对于非因果系统,输出也取决于将来的输入。
示例1: y(n)= 2 x(t)+ 3 x(t-3)
对于当前值t = 1,系统输出为y(1)= 2x(1)+ 3x(-2)。
在这里,系统输出仅取决于当前和过去的输入。因此,该系统是因果关系的。
示例2: y(n)= 2 x(t)+ 3 x(t-3)+ 6x(t + 3)
对于当前值t = 1,系统输出为y(1)= 2x(1)+ 3x(-2)+ 6x(4)在这里,系统输出取决于将来的输入。因此,该系统是非因果系统。
如果系统的输入出现在输出中,则称该系统是可逆的。
Y(S)= X(S)H1(S)H2(S)
= X(S)H1(S)·$ 1 \ over(H1(S))$由于H2(S)= 1 /(H1(S))
$ \因此,$ Y(S)= X(S)
$ \ to $ y(t)= x(t)
因此,系统是可逆的。
如果y(t)$ \ neq $ x(t),则该系统是不可逆的。
据说仅当输出限制于有界输入时,系统才是稳定的。对于有界输入,如果输出在系统中是无界的,则称其为不稳定的。
注意:对于有界信号,幅度是有限的。
示例1: y(t)= x 2 (t)
令输入为u(t)(单位步长有界输入),然后输出y(t)= u2(t)= u(t)=有界输出。
因此,系统是稳定的。
示例2: y(t)= $ \ int x(t)\,dt $
假设输入为u(t)(单位阶跃有界输入),则输出y(t)= $ \ int u(t)\,dt $ =斜坡信号(无界,因为斜坡的幅度不是有限的,当t $ \ to $无限)。
因此,系统不稳定。