信号与系统 第一章ppt 绪论.ppt

第一章：信号与系统的基本概念 通讯 古老通讯方式：烽火、旗语、信号灯 近代通讯方式：电报、电话、无线通讯 现代通讯方式：计算机网络通讯、视频电视传播、卫星传输、移动通讯 信息科学已渗透到所有现代自然科学和社会科学领域 (2)故障诊断——电动机鼠笼断条 （3）长电力传输线的故障检测 生物医学信号处理应用举例 2.按信号能量特点分类： 三、信号的运算与波形变换（信号的基本运算有8种） 例2：判断下列系统是否为线性系统？ 4、因果性 2、不同的物理系统，经过抽象和近似，有可能得到形式上完全相同的数学模型。 本节我们学习了： 一、什么是系统分析？ 二、什么是系统模型？ 三、系统分析方法 线性系统同时具有零输入线性与零状态线性，但此时的全响应不一定具有齐次性、叠加性，但仍是线性系统。 5、分解性 零输入 零状态 全响应 1.3 系统的描述与分类 6、稳定性 如果系统对任意有界输入都只产生有界输出，则称该系统为有界输入有界输出意义下的稳定系统，否则为不稳定的系统。 稳定系统可描述为：若 则 求在同样的初始条件下， 解： 由（2）－（1）得 例2：一线性非时变系统具有非零的初始状态 全响应 全响应 已知 全响应 将（3）代入（1）得 1.3 系统的描述与分类 1.3 系统的描述与分类 1.4 系统分析方法 一、什么是系统分析？ 给定系统的结构和参数、初始条件 的情况下， 已知 系统的特性 求 为了便于对系统进行分析，需要建立系统的模型，在模型的基础上可以运用数学工具进行系统研究。 和 二、系统模型 System model 由数学表达式表示的系统模型，称为系统的数学模型 由理想电路元件符号表示的系统模型 i(t) L R + e(t) - 例如日光灯电路的电路模型 什么是系统模型？ 1.4 系统分析方法 1.4 系统分析方法 电感器的低频等效电路 电感器的高频等效电路 L R L R C 1、建模是有条件的，同一物理系统，在不同的条件下，可以得 到不同形式的数学模型。严格地说，只能得到近似的模型。 系统模型——是系统物理特性的数学抽象，以数学表达式或具有理想特性的符号组合图形来表示系统特性。 关于系统模型的建立有几个方面须说明： 1.4 系统分析方法 C R S (t=0) RC电路的零输入响应： （1－1） M u(t)（速度） Bu(t)(摩擦力） （1－2） 物体的减速运动： （1－1）与（1－2)是形式上完全相同的数学模型 1.4 系统分析方法 3、对于较复杂的系统，同一系统模型可有多种不同的数学表现形式。 高阶微分方程 --------------称为输入/输出方程 状态方程 ---------------适合于多输入多输出系统分析（一阶微分方程组） 例： 若选 作为输出，则系统的状态方程为： 一阶微分方程组 + e(t) - 1.4 系统分析方法 1、同一物理系统，在不同的条件下，可以得 到不同形式的数学模型。 2、不同的物理系统，经过抽象和近似，有可能得到形式上完全相同的数学模型。 3、对于较复杂的系统，同一系统模型可有多种不同的数学表现形式 1.4 系统分析方法 按数学模型的求解方式，可将系统分析方法分为时域法和变换域法两大类： 时域法直接利用信号和系统的时域模型，研究系统的时域特性，可利用经典法求解常系数线性微分方程或差分方程；在系统时域分析法中，利用卷积求解的方法尤为重要。 变换域法是将信号和系统模型变换成相应的变换域函数，例如通过傅里叶变换、拉普拉斯变换或Z变换，在频域、复频域或Z域求解。 研究系统分析的方法可分为输入－输出法和状态变量法两类 从下章开始我们首先学习连续时间系统的时域分析和变换域分析法 然后学习离散时间系统的时域分析和变换域分析法 最后学习系统的状态方程描述形式及分析方法 1.4 系统分析方法 作业：1.2(1)、（3），1.3（1）、（3）， 1.5 ，1.6（1）、（4），1.7、1.9。 绪论 第一章 连续时域 第二章 离散时域 第五章 频域分析 第三章 拉普拉斯变换系统函数 第四章 状态变量 分析法 第七章 Z变换 第六章 基本概念引导 核心内容 拓宽加深部分 Compendium of textbook 教材内容纲要及参考书目 参考书目 在信号与系统分析中，经