信號(hào)與系統(tǒng)零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng).ppt

2.4 零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng),起始狀態(tài)與激勵(lì)源的等效轉(zhuǎn)換 系統(tǒng)響應(yīng)劃分 對(duì)系統(tǒng)線性的進(jìn)一步認(rèn)識(shí),一起始狀態(tài)與激勵(lì)源的等效轉(zhuǎn)換,在一定條件下，激勵(lì)源與起始狀態(tài)之間可以等效轉(zhuǎn)換。即可以將原始儲(chǔ)能看作是激勵(lì)源。,電容的等效電路,電感的等效電路,電容器的等效電路,電路等效為起始狀態(tài)為零的電容與電壓源 的 串聯(lián),等效電路中的電容器的起始狀態(tài)為零,故電路等效為起始狀態(tài)為零的電感L和電流源 的并聯(lián)。,電感的等效電路,二系統(tǒng)響應(yīng)劃分,自由響應(yīng)強(qiáng)迫響應(yīng) (Natural+forced),零輸入響應(yīng)零狀態(tài)響應(yīng) (Zero-input+Zero-state),暫態(tài)響應(yīng)+穩(wěn)態(tài)響應(yīng) (Transient+Steady-state),也稱固有響應(yīng)，由系統(tǒng)本身特性決定，與外加激勵(lì)形式無(wú)關(guān)。對(duì)應(yīng)于齊次解。,形式取決于外加激勵(lì)。對(duì)應(yīng)于特解。,是指激勵(lì)信號(hào)接入一段時(shí)間內(nèi)，完全響應(yīng)中暫時(shí)出現(xiàn)的有關(guān)成分，隨著時(shí)間t 增加，它將消失。,由完全響應(yīng)中減去暫態(tài)響應(yīng)分量即得穩(wěn)態(tài)響應(yīng)分量。,沒(méi)有外加激勵(lì)信號(hào)的作用，只由起始狀態(tài)（起始時(shí)刻系統(tǒng)儲(chǔ)能）所產(chǎn)生的響應(yīng)。,不考慮原始時(shí)刻系統(tǒng)儲(chǔ)能的作用（起始狀態(tài)等于零），由系統(tǒng)的外加激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生的響應(yīng)。,(1)自由響應(yīng)：,(2)暫態(tài)響應(yīng)：,穩(wěn)態(tài)響應(yīng)：,強(qiáng)迫響應(yīng)：,(3)零輸入響應(yīng)：,零狀態(tài)響應(yīng)：,各種系統(tǒng)響應(yīng)定義,求解,實(shí)際上是求系統(tǒng)方程的齊次解，由非零的系統(tǒng)狀態(tài)值 決定的初始值求出待定系數(shù)。,系統(tǒng)零輸入響應(yīng)： 滿足：,和：,解的形式：,系統(tǒng)零狀態(tài)響應(yīng)，是在激勵(lì)作用下求系統(tǒng)方程的非齊次解，由狀態(tài)值 為零決定的初始值求出待定系數(shù)。,滿足微分方程：,解的形式：,系統(tǒng)響應(yīng)：,自由響應(yīng),強(qiáng)迫響應(yīng),零輸入響應(yīng),零狀態(tài)響應(yīng),求解非齊次微分方程是比較煩瑣的工作，所以引出卷積積分法。,系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)=激勵(lì)與系統(tǒng)沖激響應(yīng)的卷積，即,由常系數(shù)微分方程描述的系統(tǒng)在下述意義上是線性的。 (1)響應(yīng)可分解為：零輸入響應(yīng)零狀態(tài)響應(yīng)。 (2)零狀態(tài)線性：當(dāng)起始狀態(tài)為零時(shí)，系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)對(duì)于各激