系統(tǒng)的特性和分類.ppt

1、系統(tǒng)的定義 系統(tǒng)的分類及性質(zhì),系統(tǒng)的特性與分類,一、系統(tǒng)的定義,系統(tǒng)： 具有特定功能的總體，可以看作信號(hào)的變換器、處理器。 電系統(tǒng)是電子元器件的集合體。 電路側(cè)重于局部，系統(tǒng)側(cè)重于整體。 電路、系統(tǒng)兩詞通用。,二. 系統(tǒng)的分類及性質(zhì),可以從多種角度來觀察、分析研究系統(tǒng)的特征，提出對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分類的方法。常用的分類有：,連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng) 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)與即時(shí)系統(tǒng) 單輸入單輸出系統(tǒng)與多輸入多輸出系統(tǒng) 線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng) 時(shí)不變系統(tǒng)與時(shí)變系統(tǒng) 因果系統(tǒng)與非因果系統(tǒng) 穩(wěn)定系統(tǒng)與不穩(wěn)定系統(tǒng),1. 連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng),連續(xù)(時(shí)間)系統(tǒng)：系統(tǒng)的激勵(lì)和響應(yīng)均為連續(xù)信號(hào)。,離散(時(shí)間)系統(tǒng)：系統(tǒng)的激勵(lì)和響應(yīng)均為離散

2、信號(hào)。,混合系統(tǒng)： 系統(tǒng)的激勵(lì)和響應(yīng)一個(gè)是連續(xù)信號(hào)，一個(gè)為離散信號(hào)。如A/D，D/A變換器。,2. 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)與即時(shí)系統(tǒng),動(dòng)態(tài)系統(tǒng)也稱為記憶系統(tǒng)。 若系統(tǒng)在任一時(shí)刻的響應(yīng)不僅與該時(shí)刻的激勵(lì)有關(guān)，而且與它過去的歷史狀況有關(guān)，則稱為動(dòng)態(tài)系統(tǒng) 或記憶系統(tǒng)。 含有記憶元件(電容、電感等)的系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。 否則稱即時(shí)系統(tǒng)或無記憶系統(tǒng)。,3. 單輸入單輸出系統(tǒng)與多輸入多輸出系統(tǒng),單輸入單輸出系統(tǒng)： 系統(tǒng)的輸入、輸出信號(hào)都只有一個(gè)。 多輸入多輸出系統(tǒng)： 系統(tǒng)的輸入、輸出信號(hào)有多個(gè)。,4. 線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng),線性系統(tǒng)：指滿足線性性質(zhì)的系統(tǒng)。,線性性質(zhì)：齊次性和可加性,可加性：,齊次性：,f() y(),y

3、() = T f () f () y(),a f() a y(),f1() y1(),f2() y2(),f1() +f2() y1()+y2(),af1() +bf2() ay1()+by2(),綜合，線性性質(zhì)：,動(dòng)態(tài)系統(tǒng)是線性系統(tǒng)的條件,動(dòng)態(tài)系統(tǒng)不僅與激勵(lì) f () 有關(guān)，而且與系統(tǒng)的初始狀態(tài)x(0)有關(guān)。 初始狀態(tài)也稱“內(nèi)部激勵(lì)”。,可分解性： y () =yzs() + yzi(),零狀態(tài)線性： Taf1(t) +bf2(t) , 0 = aT f1 () , 0 +bT f2 () , 0,y () = T f () , x(0)， yzs() = T f () , 0， yzi()

4、 = T 0，x(0),零輸入線性： T0,ax1(0) +bx2(0) = aT0,x1(0) +bT0,x2(0),舉例1,舉例2,5. 時(shí)不變系統(tǒng)與時(shí)變系統(tǒng),時(shí)不變性（或移位不變性） ： f(t ) yzs(t ),f(t - td) yzs(t - td),舉例,時(shí)不變系統(tǒng)：指滿足時(shí)不變性質(zhì)的系統(tǒng)。,LTI連續(xù)系統(tǒng)的微分特性和積分特性,本課程重點(diǎn)討論線性時(shí)不變系統(tǒng) (Linear Time-Invariant)，簡稱LTI系統(tǒng)。, 微分特性： 若 f (t) yzs(t) ， 則 f (t) y zs (t) 積分特性： 若 f (t) yzs(t) ， 則,證明,6. 因果系統(tǒng)與非因

5、果系統(tǒng),因果系統(tǒng)： 指零狀態(tài)響應(yīng)不會(huì)出現(xiàn)在激勵(lì)之前的系統(tǒng)。,即對(duì)因果系統(tǒng)， 當(dāng)t t0 ，f(t) = 0時(shí)，有t t0 ，yzs(t) = 0。,輸出不超前于輸入。,判斷方法：,舉例,綜合舉例,實(shí)際的物理可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)均為因果系統(tǒng),非因果系統(tǒng)的概念與特性也有實(shí)際的意義，如信號(hào)的壓縮、擴(kuò)展，語音信號(hào)處理等。 若信號(hào)的自變量不是時(shí)間，如位移、距離、亮度等為變量的物理系統(tǒng)中研究因果性顯得不很重要。,因果信號(hào),可表示為：,常把t = 0接入系統(tǒng)的信號(hào)稱為因果信號(hào)。,7. 穩(wěn)定系統(tǒng)與不穩(wěn)定系統(tǒng),一個(gè)系統(tǒng)，若對(duì)有界的激勵(lì)f(.)所產(chǎn)生的零狀態(tài)響應(yīng)yzs(.)也是有界時(shí)，則稱該系統(tǒng)為有界輸入有界輸出穩(wěn)定，簡稱穩(wěn)定。即 若f(.)，其yzs(.)