信号与系统 教学课件 ppt 作者 张延华 等第1章-概述 《信号与系统》书稿-1-2
18页1、ThemeGallery PowerTemplate,1-2 系 统,国家“十二五”规划教材信号与系统,重点,难点,系统概念与系统建模,系统模型的构建,内容安排,1-2-1 系统的概念,1-2-3 线性及非线性微分/差分方程,1-2-2 数学模型,1-2-5 动态系统的数学建模,1-2-6 典型系统实例,1-2-1 系统的概念,系统:根据其在时间域上的连续与否可以分为连续时间系统或离散时间系统。系统一般是一个或者多个组织、装置、处理器或者由计算机实现的算法集成,具有一个或者多个输入/输出端口。 如果系统当前的输出取决于系统过去的输入,则系统定义为动态的;如果系统当前的输出只取决于系统当前的输入,则系统定义为静态的。工程中通常使用高性能计算机(包括先进软件)仿真动态系统,进行全面的响应分析。,连续时间系统 离散时间系统,动态系统 静态系统,系统,1-2-2 数学模型,数学模型:分析及设计任何系统均需要在工程设计或构建实际系统前仿真或者预测系统的性能指标。这种仿真及预测的过程必须基于系统动态特性的数学描述。系统的数学描述又称为系统的数学模型,获得数学模型的过程则称数学建模。 对于连续时间系
2、统,可以用微分方程建模; 对于离散时间系统,需用差分方程进行建模。,1-2-3 线性及非线性微分/差分方程,线性微分方程可分为线性时不变(Linear Time Invariant,LTI)微分方程和线性时变微分方程。 (1) 在 LTI微分方程中,因变量及其各阶导数是以线性组合的形式出现且各项系数均为常系数。例如:,(2)对于线性时变微分方程,它的因变量及其各阶导数虽然也是以线性组合的形式出现,但方程中的系数或者项的系数可以包含自变量。例如:,注意:为保证系统线性,微分方程中不能够包含因变量及其导数的幂、其它函数或乘积。,1-2-3 线性及非线性微分/差分方程,不满足线性的微分方程称作非线性微分方程。例如:,线性差分方程也分为线性移位(时)不变差分方程和线性时变差分方程。 例如,n阶线性时不变(LTI)常系数差分方程的通式为:,1-2-4 动态系统的数学建模,1. 数学建模:,利用一组数学方程对系统的主要动态特性进行描述。通过将合理的物理定律应用于某个具体的物理过程或者系统,就有可能获得描述该系统动力学行为的数学模型。这种模型允许包括未知的系统参数,只要这些参数能够通过其它方法(例如
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