信号与系统教案SJ培训课件省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
《信号与系统教案SJ培训课件省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《信号与系统教案SJ培训课件省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx(35页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、信号与系统信号与系统信号与系统信号与系统第2-1页电子教案电子教案第二章第二章 连续系统时域分析连续系统时域分析2.1 LTI2.1 LTI连续系统响应连续系统响应 一、微分方程经典解一、微分方程经典解 二、关于二、关于0-0-和和0+0+初始值初始值 三、零输入响应和零状态响应三、零输入响应和零状态响应2.2 2.2 冲激响应和阶跃响应冲激响应和阶跃响应 一、冲激响应一、冲激响应 二、阶跃响应二、阶跃响应2.3 2.3 卷积积分卷积积分 一、信号时域分解与卷积一、信号时域分解与卷积 二、卷积图解二、卷积图解2.4 2.4 卷积积分性质卷积积分性质 一、卷积代数一、卷积代数 二、奇异函数卷积特
2、征二、奇异函数卷积特征 三、卷积微积分性质三、卷积微积分性质 四、卷积时移特征四、卷积时移特征点击目录点击目录 ,进入相关章节,进入相关章节第1页信号与系统信号与系统信号与系统信号与系统第2-2页电子教案电子教案 时域分析方法时域分析方法:不包括任何变换,直接求解不包括任何变换,直接求解系统微分、积分方程式,这种方法比较直观,物系统微分、积分方程式,这种方法比较直观,物理概念比较清楚,是学习各种变换域方法基础。理概念比较清楚,是学习各种变换域方法基础。本课程中我们主要讨论本课程中我们主要讨论输入、输出描述法输入、输出描述法。系统数学模型时域表示系统数学模型时域表示第2页信号与系统信号与系统信号
3、与系统信号与系统第2-3页电子教案电子教案经经典典法法:前前面面电电路路分分析析课课里里已已经经讨讨论论过过,但但与与(t)相关问题有待深入处理相关问题有待深入处理 h(t);卷卷积积积积分分法法:任任意意激激励励下下零零状状态态响响应应可可经经过过冲冲激响应来求。激响应来求。(新方法新方法)系统分析过程系统分析过程第3页信号与系统信号与系统信号与系统信号与系统第2-4页电子教案电子教案本章主要内容:本章主要内容:线性系统完全响应求解;冲激响应h(t)求解;卷积图讲解明;卷积性质;零状态响应:第4页信号与系统信号与系统信号与系统信号与系统第2-5页电子教案电子教案 LTI连续系统时域分析,归结
4、为:连续系统时域分析,归结为:建立并求解线性建立并求解线性微分方程微分方程。因为在其分析过程包括函数变量均为时间因为在其分析过程包括函数变量均为时间t,故称,故称为为时域分析法时域分析法。这种方法比较直观,物理概念清楚,。这种方法比较直观,物理概念清楚,是学习各种变换域分析法基础。是学习各种变换域分析法基础。第二章第二章 连续系统时域分析连续系统时域分析2.1 LTI2.1 LTI连续系统响应连续系统响应2.1 LTI2.1 LTI连续系统响应连续系统响应一、微分方程经典解一、微分方程经典解y(n)(t)+an-1y(n-1)(t)+a1y(1)(t)+a0y(t)=bmf(m)(t)+bm-
5、1f(m-1)(t)+b1f(1)(t)+b0f(t)第5页信号与系统信号与系统信号与系统信号与系统第2-6页电子教案电子教案 我们普通将激励信号加入时刻定义为我们普通将激励信号加入时刻定义为t=0,响应为,响应为 时方程解,初始条件时方程解,初始条件齐次解:齐次解:由特征方程由特征方程求出特征根求出特征根写出齐次解形式写出齐次解形式注意重根情况处理方法。注意重根情况处理方法。特特 解:解:依据微分方程右端函数式形式,设含待定系依据微分方程右端函数式形式,设含待定系 数特解函数式数特解函数式代入原方程,比较系数代入原方程,比较系数 定出特解。定出特解。初始条件确实定初始条件确实定是此课程要处理
6、问题。是此课程要处理问题。经典法全全 解:解:齐次解齐次解+特解,由特解,由初始条件初始条件定出齐次解定出齐次解 。2.1 LTI2.1 LTI连续系统响应连续系统响应经典法经典法 第6页信号与系统信号与系统信号与系统信号与系统第2-7页电子教案电子教案第7页信号与系统信号与系统信号与系统信号与系统第2-8页电子教案电子教案2.1 LTI2.1 LTI连续系统响应连续系统响应微分方程经典解:微分方程经典解:y(t)(完全解完全解)=yh(t)(齐次解齐次解)+yp(t)(特特解解)齐次解齐次解是齐次微分方程是齐次微分方程 y(n)+an-1y(n-1)+a1y(1)(t)+a0y(t)=0 解
7、。解。yh(t)函数形式函数形式由上述微分方程由上述微分方程特征根特征根确定。确定。例例 描述某系统微分方程为描述某系统微分方程为 y”(t)+5y(t)+6y(t)=f(t)求(求(1)当)当f(t)=2e-t,t0;y(0)=2,y(0)=-1时全解;时全解;(2)当)当f(t)=e-2t,t0;y(0)=1,y(0)=0时全解。时全解。特解特解函数形式与激励函数形式相关。函数形式与激励函数形式相关。P43表表2-1、2-2齐次解齐次解函数形式仅与系统本身特征相关,而与激励函数形式仅与系统本身特征相关,而与激励f(t)函函数形式无关,称为系统数形式无关,称为系统固有响应固有响应或或自由响应
8、自由响应;特解特解函数形式由激励确定,称为函数形式由激励确定,称为强迫响应强迫响应。第8页信号与系统信号与系统信号与系统信号与系统第2-9页电子教案电子教案2.1 LTI2.1 LTI连续系统响应连续系统响应解解:(1)特征方程为特征方程为2+5+6=0 其特征根其特征根1=2,2=3。齐次解为。齐次解为 yh(t)=C1e 2t+C2e 3t由表由表2-2可知,当可知,当f(t)=2e t时,其特解可设为时,其特解可设为 yp(t)=Pe t将其代入微分方程得将其代入微分方程得 Pe t+5(Pe t)+6Pe t=2e t 解得解得 P=1于是特解为于是特解为 yp(t)=e t全解为:全
9、解为:y(t)=yh(t)+yp(t)=C1e 2t+C2e 3t+e t其中其中 待定常数待定常数C1,C2由初始条件确定。由初始条件确定。y(0)=C1+C2+1=2,y(0)=2C1 3C2 1=1 解得解得 C1=3,C2=2 最终得全解最终得全解 y(t)=3e 2t 2e 3t+e t ,t0 第9页信号与系统信号与系统信号与系统信号与系统第2-10页电子教案电子教案(2)齐齐次次解解同同上上。当当激激励励f(t)=e2t时时,其其指指数数与与特特征征根之一相重。由表知:其特解为根之一相重。由表知:其特解为 yp(t)=(P1t+P0)e2t 代入微分方程可得代入微分方程可得 P1
10、e-2t=e2t 所以所以 P1=1 但但P0不能求得。全解为不能求得。全解为 y(t)=C1e2t+C2e3t+te2t+P0e2t =(C1+P0)e2t+C2e3t+te2t将初始条件代入,得将初始条件代入,得 y(0)=(C1+P0)+C2=1,y(0)=2(C1+P0)3C2+1=0解得解得 C1+P0=2 ,C2=1 最终得微分方程全解为最终得微分方程全解为 y(t)=2e2t e3t+te2t ,t0上式第一项系数上式第一项系数C1+P0=2,不能区分,不能区分C1和和P0,因而也不,因而也不能区分自由响应和强迫响应。能区分自由响应和强迫响应。2.1 LTI2.1 LTI连续系统
11、响应连续系统响应第10页信号与系统信号与系统信号与系统信号与系统第2-11页电子教案电子教案2.1 LTI2.1 LTI连续系统响应连续系统响应二、关于二、关于0-和和0+初始值初始值 若输入若输入f(t)是在是在t=0时接入系统,则确定待定系数时接入系统,则确定待定系数Ci时用时用t=0+时刻时刻初始值初始值,即,即y(j)(0+)(j=0,1,2,n-1)。而而y(j)(0+)包含了输入信号作用,不便于描述系统包含了输入信号作用,不便于描述系统历史信息。历史信息。在在t=0-时,激励还未接入,该时刻值时,激励还未接入,该时刻值y(j)(0-)反应反应了了系统历史情况系统历史情况而与激励无关
12、。称这些值为而与激励无关。称这些值为初始状态初始状态或或起始值起始值。通常,对于详细系统,初始状态普通轻易求得。这通常,对于详细系统,初始状态普通轻易求得。这么为求解微分方程,就需要从已知初始状态么为求解微分方程,就需要从已知初始状态y(j)(0-)设法求得设法求得y(j)(0+)。以下举例说明。以下举例说明。第11页信号与系统信号与系统信号与系统信号与系统第2-12页电子教案电子教案例例:描述某系统微分方程为描述某系统微分方程为 y”(t)+3y(t)+2y(t)=2f(t)+6f(t)已知已知y(0-)=2,y(0-)=0,f(t)=(t),求,求y(0+)和和y(0+)。解解:将输入将输
13、入f(t)=(t)代入上述微分方程得代入上述微分方程得 y”(t)+3y(t)+2y(t)=2(t)+6(t)(1)利用利用系数匹配法系数匹配法分析:上式对于分析:上式对于t=0-也成立,在也成立,在0-t 0 第15页信号与系统信号与系统信号与系统信号与系统第2-16页电子教案电子教案2.1 LTI2.1 LTI连续系统响应连续系统响应(2)零状态响应零状态响应yf(t)满足满足 yf”(t)+3yf(t)+2yf(t)=2(t)+6(t)并有并有 yf(0-)=yf(0-)=0因为上式等号右端含有因为上式等号右端含有(t),故,故yf”(t)含有含有(t),从而,从而yf(t)跃变,即跃变
14、,即yf(0+)yf(0-),而,而yf(t)在在t=0连连续,即续,即yf(0+)=yf(0-)=0,积分得,积分得 yf(0+)-yf(0-)+3yf(0+)-yf(0-)+2 所以,所以,yf(0+)=2 yf(0-)=2 对对t0时,有时,有 yf”(t)+3yf(t)+2yf(t)=6不难求得其齐次解为不难求得其齐次解为Cf1e-t+Cf2e-2t,其特解为常数,其特解为常数3,于是有于是有 yf(t)=Cf1e-t+Cf2e-2t+3代入初始值求得代入初始值求得 yf(t)=4e-t+e-2t+3,t0 第16页信号与系统信号与系统信号与系统信号与系统第2-17页电子教案电子教案2
15、.2 2.2 冲激响应和阶跃响应冲激响应和阶跃响应2.2 2.2 冲激响应和阶跃响应冲激响应和阶跃响应一、冲激响应一、冲激响应 由单位冲激函数由单位冲激函数(t)所引发所引发零状态响应零状态响应称为称为单位冲激单位冲激响应响应,简称冲激响应,记为,简称冲激响应,记为h(t)。h(t)=T0,(t)例例2.2-1 描述某系统微分方程为描述某系统微分方程为 y”(t)+5y(t)+6y(t)=f(t)求其冲激响应求其冲激响应h(t)。解解 依据依据h(t)定义定义 有有 h”(t)+5h(t)+6h(t)=(t)h(0-)=h(0-)=0 先求先求h(0+)和和h(0+)。第17页信号与系统信号与
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 信号 系统 教案 SJ 培训 课件 公共课 一等奖 全国 获奖
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【人****来】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【人****来】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。