讯号与系统/第三章 连续时间系统之时域分析/3.4 零状态响应-LTI系统之重叠积分

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零状态响应(Zero-State Response)[编辑]


LTI系统之重叠积分(Superposition Integral)[编辑]

数学推导 :

    (1)利用單位脈衝函數的篩選特性(sifting property) ,任意輸入

讯号可表示成 :

    (2)經由LTI系統作用後的輸出

    (3)假設〝積分〞和LTI系統〝T〞的作用順序可對調,則

    (4)由於非時變的特性可知,


以系统物理特性推导 :

(1)由下圖可知,LTI系統的任意輸入訊號可用單位脈波函數所形成之階梯函數(stairstep function)來近似


其中

© Rodger E. Ziemer, William H. Tranter, D. Ronald Fannin, Signals & Systems: Continuous and Discrete, 4th ed., Prentice Hall International, 1998.


(2)明顯地,會趨近趨近為 0
(3)

注意 : 当时,替代

(4) 假設

(5)考慮LTI系統對的響應 : 假設

(线性系统满足重叠定理)

(非时变特性)


© Rodger E. Ziemer, William H. Tranter, D. Ronald Fannin, Signals & Systems: Continuous and Discrete, 4th ed., Prentice Hall International, 1998.



(6)取




范例3.9[编辑]

系统输入为,系统之单位脉冲响应为,求系统输出


© Rodger E. Ziemer, William H. Tranter, D. Ronald Fannin, Signals & Systems: Continuous and Discrete, 4th ed., Prentice Hall International, 1998.




范例3.10[编辑]

考慮一系統的單位脈衝響應為,令輸入訊號為單位步階函數,試求系統的輸出
【解】

注意:此一輸出也稱為系統的單位步階響應(unit step response)





线性时变系统之重叠积分[编辑]

●非時變系統之單位脈衝響應:



●時變系統之單位脈衝響應:



可知: (1)(2)

(假设在输入前,系统是rest)


●任意輸入訊號,則系統的響應(輸出)為: