文档详情

(A1新)第一章信号系统与控制的基本概念(1-1).ppt

发布:2017-05-19约1万字共64页下载文档
文本预览下载声明
第一章信号、系统与控制基本概念 七、模拟系统与数字系统 定义:如果系统的输入、输出信号是模拟的,则称为模拟系统(analog system);反之,如果系统的输入、输出信号是数字的,则称为数字系统(digital system)。 数字计算机就是二进制数字系统的典型例子,同时也是离散时间系统。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第一章信号、系统与控制基本概念 考虑单位阶跃函数1(t),由于它在t=0处不连续,因而,在一般意义下,其导数d1(t)/dt在原点处是没有定义的。然而,若利用广义函数的概念,则d1(t)/dt|t=0是存在的。 考察d1(t)/dt对测试函数x(t)的作用: 第一章信号、系统与控制基本概念 这意味着d1(t)/dt满足?(t)函数的采样特性,故有 (1.1.14) 也即 (1.1.15) 这一结果可从图1-9b 直接求得: 第一章信号、系统与控制基本概念 三、斜坡函数 斜坡函数(ramp function)常用r(t)来表示,其定义为 (1.1.16) 或者借助于单位阶跃函数简洁地表示为 其波形如图1-10所示。 第一章信号、系统与控制基本概念 四、正弦型函数 图1-11所示的正弦型函数(sinusoid function)可用下式表示: (1.1.17) 第一章信号、系统与控制基本概念 五、指数函数 指数信号est或写成exp(st)(expon -ential signal)是“信号与系统”专题中最重要的函数之一,其中s一般是复数,由下式定义 称为复频率(complex frequency)。 将上式代入est,并利用Euler公式,可得 第一章信号、系统与控制基本概念 (1.1.18a) 若用s* 表示是s的共轭复数,则有 (1.1.18b) 以上二式相加,即可得到 (1.1.18c) 第一章信号、系统与控制基本概念 从式(1.1.18)可以看出,指数函数est包含了一簇函数,下列是几种特殊情况: 在上述情况下,指数函数est的波形如图1-12所示。 (1)常数1=e0t(s=0); (2)单调的指数函数e?t(? =0,s=?); (3)正弦型函数cos?t(? =0,s=?j?); (4)指数包络正弦型函数e?tcos?t (s=? ?j?) 第一章信号、系统与控制基本概念 根据上述分析,可得出关于指数函数est复频率s的重要结论:虚轴j? 将s平面分为左、右两个半平面,其中左半s平面对应于指数衰减信号(? 0), 第一章信号、系统与控制基本概念 右半s平面对应于指数递增信号(? 0),而虚轴j? 自身则对应于等幅正弦型信号(? =0)。 六、矩形脉冲函数 持续时间为? 的单位矩形脉冲(unit rectangular pulse)定义为 (1.1.19) 第一章信号、系统与控制基本概念 其中? 为任意正数。图1-14给出该函数的波形: 七、三角函数 持续时间为? 的单位三角函数(unit trian-gular pulse)定义为 (1.1.20) 第一章信号、系统与控制基本概念 其中? 为任意正数。该函数的波形如图1-15所示。 八、插值函数 插值函数(interpolation function)sinc(t)【或用Sa(t)表示】定义为 (1.1.21) 第一章信号、系统与控制基本概念 其波形如图1-16所示。 九、偶函数和奇函数 如果一个函数fe(t)满足 (1.1.22) 则称为偶函数(even function)。 第一章信号、系统与控制基本概念 (1.1.23) 则称为奇函数(odd function)。 如果一个函数fo(t)满足 任何函数f(t)都可以表示偶函数和奇函数之和: (1.1.24) 第一章信号、系统与控制基本概念 1.2 线性系统 用于完成特定任务的一些部件的组合,称为系统(system)。系统的概念不仅仅局限于具体的物理系统,也可应用于抽象的静、动态系统。 系统的特性可用它的输入(激励)、输出(响应)和它所遵循的运算规则(或定律)来描述。 比如,在电气系统中,利用电子元器件的电压与电流的关系以及电路的基尔霍夫定律(Kirchhoff ?s laws),可以推导出描述电气系统输入—输出关系的数学方程——数学模型。 第一章信号、系统与控制基本概念 图1-17给出了用“黑箱”(或方块图)及其输入、输出信号来表示的系统,其中箭头的方向代表信号的流动方向。 系统科学大致包含三个方面的内容:数学模型、系统分析、系统设计
显示全部
相似文档