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    信号与系统第七章系统函数.ppt

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    信号与系统第七章系统函数.ppt

    1、第七章第七章 系统函数系统函数 绪论7.1系统函数与系统特性系统函数与系统特性 一、系统函数的零点与极点 二、系统函数与时域分析 三、系统函数与频域分析7.2 系统的稳定性系统的稳定性 一、系统的因果性 二、系统的稳定性 三、连续系统的稳定性准则 四、离散系统的稳定性准则 7.3 信号流图信号流图 一、信号流图 二、梅森公式7.4 系统模拟系统模拟 一、直接实现 二、级联和并联实现 总结1、系统函数与系统特性、系统函数与系统特性一、系统函数的零点与极点:一、系统函数的零点与极点:连续函数 离散函数 其中 分子B(.)等于零的解 零点 分母A(.)等于零的解 极点 极点 (可为实数也可为复数,B

    2、)A(.)的系数为史书,极点,零点 零点为复数必为共轭的)零极图注意:对于H(s)当nm时 可认为H(s)在无限远处有零点(n-m)个 当nm时 可认为H(s)在无限远处有极点(n-m)个 对H(s)相同。即:系统函数H(.)的零点和极点的数目相同,我们只研究n m的情况。2、系统的稳定性、系统的稳定性一、因果性一、因果性:定义:系统的零状态,响应 不出现在激励f(.)之前的系统。输入在t=0,或k=0加入,即有当t0或k0时f(.)=0.输出在t0,或k0时 为因果系统,否则为非因果系统。判别条件:连续系统,冲激响应h(t)=0,t,极点在 右半平面。离散系统,单位序列响应h(k)=0,

    3、k0;H(z)的收敛域 ,极点在单位圆内。3.信号流图信号流图 系统可由框图表示,特点比较直观但不易求系统的系统函数,为保持直观特点同时又易与系统函数建立联系,引入信号流图。利用梅森公式建立两者之间的联系。一、信号流图一、信号流图:流图的符号 数乘 求和 积分 延迟 由框图可画出流图:可见流图比框图简化,下面介绍几个概念:结点:信号流图的每个点,代表结点,它对应一个变量或一个信号 分类:汇结点,源结点,一般结点a 汇结点:仅有输入支路的节点。源结点:仅有输出支路德结点。一般结点:不仅有输出支路,也有输入支路的节点。支路:连接两结点之间的有向线段称为支路,支路的权值,即这两垫肩系 统的系统函数。

    4、通路:从任一结点出沿支路箭头方向经过各相连的不同支路和结点到达另 一结点的路径称为通路。开通路:某通路与所有结点只相遇一次。环路:通路的终点为通路的起点,也称回路。不接触回路:没有公共结点的回路。自回路:只有一个结点和一条支路的回路。通路增益:通路中各支路的增益乘积。性质:1.信号只有沿支路箭头方向传输,支路的输出为输入与支路增益的 乘积。2.当信号有多个输入时,输出为所有输入的和,不论有几个输出它 们大小相等。简化规则:1.串联 2.并联 3.自环简化思路:1、由串联来合并结点。2、由并联来合并只路。3、由自环简化消去自环。例1、求如图流图的系统函数:4、系统模拟、系统模拟定义:当一个实验室

    5、系统与所设计系统有相同的数学模型,即有相同的输入,输出关系时,这个系统叫源系统的模拟系统,求模拟系统的过程叫系 同模拟。一、直接实现:一、直接实现:如一系统:两种情况等价,转换方法是把所有支路反向并把输入输出对调。推广:同除例1、直接型 直接型例2、4y(k)-2y(k-2)+y(k-3)=2f(k)-4f(k-1)直接形式的框图:解:由差分方程做Z变换得系统函数总总 结结1、系统函数、系统函数:H(.)=B(.)/A(.)得 B(.)=0 零点 A(.)=0 极点得 零极图 H(.)的极点位置反映h(.)的形式 连续 左边开平面 虚轴 右边开平面 离散 单位圆内 单位圆上 单位员外 系统函数推出频域响应 幅频 相频 幅频 相频 数字频率 全通系统,最小相移系统2、系统稳定、系统稳定 因果 当k,t0,(-1)A(-1)0 同时朱里阵列的奇数行的第 一个元素大于最后一个元素 得绝对值3、流图:、流图:概念:结点,之路,通路,通路增益等 性质:之路,结点 化简:并联,串联,自环 梅森公式4、系统模拟、系统模拟 直接型 型 型 关系 做出H(.)流图 级联型:并联型:


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