信号与系统连续时间LTI系统几种响应求解方法与例题_第1页
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文档简介

二、卷积法系统完全响应=零输入响应+零状态响应1.系统的零输入响应是输入信号为零，仅由系统的初始状态单独作用而产生的输出响应。数学模型:求解方法：根据微分方程的特征根确定零输入响应的形式再由初始条件确定待定系数。第一页，共10页。解:

系统的特征方程为[例1]已知某线性时不变系统的动态方程式为:y"(t)+5y'(t)+6y(t)=4f(t),t>0系统的初始状态为y(0-)=1，y'(0-)=3，求系统的零输入响应yx(t)。系统的特征根为y(0-)=yx(0-)=K1+K2=1y'(0-)=y'x(0-)=-2K1-3K2=3解得K1=6，K2=-5第二页，共10页。[例2]已知某线性时不变系统的动态方程式为:

y"(t)+4y'(t)+4y(t)=2f'(t)+3f(t),t>0

系统的初始状态为y(0-)=2，y'(0-)=-1，求系统的零输入响应yx(t)。解:系统的特征方程为系统的特征根为（两相等实根）y(0-)=yx(0-)=K1=2;y'(0-)=y'x(0-)=-2K1+K2=-1解得K1=2,K2=3第三页，共10页。[例2-4-3]已知某二阶线性时不变连续时间系统的动态方程

初始条件y(0+)=1,y‘(0+)=2,输入信号f(t)=e-t

u(t)，(1)求系统的零状态响应y(t)。特征根为齐次解yh(t)解:(1)求齐次方程y''(t)+6y'(t)+8y(t)=0的齐次解yh(t)特征方程为t>0第四页，共10页。[例]已知某二阶线性时不变连续时间系统的动态方程

初始条件y(0)=1,y'(0)=2,输入信号f(t)=e-t

u(t)，求系统的完全响应y(t)。解:(2)求非齐次方程y''(t)+6y'(t)+8y(t)=f(t)的特解yp(t)由输入f(t)的形式，设方程的特解为yp(t)=Ce-t将特解带入原微分方程即可求得常数C=1/3。t>0第五页，共10页。[例]已知某二阶线性时不变连续时间系统的动态方程

初始条件y(0)=1,y'(0)=2,输入信号f(t)=e-t

u(t)，求系统的完全响应y(t)。解:(3)求方程的全解解得A=5/2，B=-11/6第六页，共10页。二、卷积法系统完全响应=零输入响应+零状态响应求解系统的零状态响应yf(t)方法：1)直接求解初始状态为零的微分方程。2)卷积法：利用信号分解和线性时不变系统的特性求解。当系统的初始状态为零时，由系统的外部激励f(t)产生的响应称为系统的零状态响应，用yf(t)表示。2.系统的零状态响应第七页，共10页。卷积法求解系统零状态响应yf(t)的思路1)将任意信号分解为单位冲激信号的线性组合2)求出单位冲激信号作用在系统上的响应——冲激响应3)利用线性时不变系统的特性，即可求出任意信号f(t)激励下系统的零状态响应yf(t)。第八页，共10页。卷积法求解系统零状态响应yf(t)推导由时不变特性由均匀特性由积分特性第九页，共10页。[例]已知某LTI系统的动态方程式为：y'(t)+3y(t)=2f(t)系统的

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