線性時(shí)不變系統(tǒng)及其特性

關(guān)于線性時(shí)不變系統(tǒng)及其特性第1頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)41分，星期五指具有線性特性的系統(tǒng)。

線性系統(tǒng)：線性:指均勻性，疊加性。均勻性(齊次性)：1.定義一．線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)第2頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)41分，星期五一．線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)疊加性：(t)e(t)e21+H(t)r(t)r21+第3頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)41分，星期五線性：一．線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)第4頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)41分，星期五先線性運(yùn)算，再經(jīng)系統(tǒng)＝先經(jīng)系統(tǒng)，再線性運(yùn)算若注意：系統(tǒng)非零狀態(tài)單獨(dú)處理。則系統(tǒng)是線性系統(tǒng)，否則是非線性系統(tǒng)。

判斷方法一．線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)第5頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)41分，星期五例：判斷下述微分方程所對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)是否為線性系統(tǒng)?解：設(shè)信號(hào)e(t)作用于系統(tǒng)，響應(yīng)為r(t)原方程兩端乘A：(1),(2)兩式矛盾。故此系統(tǒng)不滿足均勻性當(dāng)Ae(t)作用于系統(tǒng)時(shí)，若此系統(tǒng)具有線性，則一．線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)第6頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)41分，星期五所以該系統(tǒng)為不具有疊加性假設(shè)有兩個(gè)輸入信號(hào)分別激勵(lì)系統(tǒng)，則由所給微分方程式分別有：當(dāng)同時(shí)作用于系統(tǒng)時(shí)，若該系統(tǒng)為線性系統(tǒng)，應(yīng)有(3)+(4)顯然不等于(5)一．線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)第7頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)41分，星期五二．時(shí)變系統(tǒng)與時(shí)不變系統(tǒng)一個(gè)系統(tǒng)，在零初始條件下，其輸出響應(yīng)與輸入信號(hào)施加于系統(tǒng)的時(shí)間起點(diǎn)無(wú)關(guān)，稱(chēng)為非時(shí)變系統(tǒng)，否則稱(chēng)為時(shí)變系統(tǒng)。分析：電路分析上看：元件的參數(shù)值是否隨時(shí)間而變

從方程看：系數(shù)是否隨時(shí)間而變從輸入輸出關(guān)系看：定義第8頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)41分，星期五二．時(shí)變系統(tǒng)與時(shí)不變系統(tǒng)第9頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)41分，星期五先時(shí)移，再經(jīng)系統(tǒng)＝先經(jīng)系統(tǒng)，再時(shí)移若則系統(tǒng)是非時(shí)變系統(tǒng)，否則是時(shí)變系統(tǒng)。

判斷方法二．時(shí)變系統(tǒng)與時(shí)不變系統(tǒng)第10頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)41分，星期五例：判斷下列兩個(gè)系統(tǒng)是否為非時(shí)變系統(tǒng)。系統(tǒng)1的作用是對(duì)輸入信號(hào)作余弦運(yùn)算。所以此系統(tǒng)為時(shí)不變系統(tǒng)。系統(tǒng)1：系統(tǒng)2：解：時(shí)移

t0

經(jīng)過(guò)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)系統(tǒng)時(shí)移

t0二．時(shí)變系統(tǒng)與時(shí)不變系統(tǒng)第11頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)41分，星期五此系統(tǒng)為時(shí)變系統(tǒng)。系統(tǒng)2作用：輸入信號(hào)乘cost時(shí)移

t0

經(jīng)過(guò)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)系統(tǒng)時(shí)移

t0二．時(shí)變系統(tǒng)與時(shí)不變系統(tǒng)第12頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)41分，星期五三．線性時(shí)不變系統(tǒng)的微分特性線性時(shí)不變系統(tǒng)滿足微分特性、積分特性利用線性證明，可推廣至高階。第13頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)41分，星期五四.系統(tǒng)穩(wěn)定性

定義系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指在有界輸入下，所產(chǎn)生的輸出也是有界的，通常稱(chēng)為BIBO穩(wěn)定。一個(gè)正常工作的系統(tǒng)都必須是穩(wěn)定的。第14頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)41分，星期五五.因果性

定義因果系統(tǒng)：

當(dāng)且僅當(dāng)輸入信號(hào)激勵(lì)系統(tǒng)時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)輸出（響應(yīng)）的系統(tǒng)。即因果系統(tǒng)輸出不會(huì)出現(xiàn)在輸入信號(hào)激勵(lì)系統(tǒng)以前的時(shí)刻。系統(tǒng)的這種特性稱(chēng)為因果特性。符合因果性的系統(tǒng)稱(chēng)為因果系統(tǒng)(非超前系統(tǒng))。輸出不超前于輸入判斷方法因果信號(hào)t=0接入系統(tǒng)的信號(hào)稱(chēng)為因果信號(hào)。第15頁(yè)，共17頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)41分，星期五現(xiàn)在的響應(yīng)=現(xiàn)在的激勵(lì)+以前的激勵(lì)所以該系統(tǒng)為因果系統(tǒng)。

所以該系統(tǒng)為非因果系統(tǒng)。未來(lái)的激勵(lì)解：解：五.因果性微分方程所代表的系統(tǒng)是否是因果系統(tǒng)例：微分方程