系统的概念PPT学习课件.ppt

1.3 系统的概念 1.3.1 系统(system)的定义：所谓系统是指有若干相互作用和相互依赖所谓系统是指有若干相互作用和相互依赖的事物组合而成的具有某种特定功能的整体。的事物组合而成的具有某种特定功能的整体。种类：种类：物理系统和非物理系统物理系统和非物理系统,自然系统和人工系统等自然系统和人工系统等 通信系统、电力系统、机械系统、自动控制系统 政治结构、经济组织、生产管理、社会系统 计算机网络、交通运输网、水利灌溉网 太阳系、原子核、神经系统、生态系统功能：功能：传输信号、处理信号。传输信号、处理信号。1典型通信系统2收音机系统收音机系统1-181-183自动化防空系统41.3.2 系统模型系统的数学模型系统的数学模型 1.微分积分方程（差分方程）微分积分方程（差分方程）.2.系统的时域特性系统的时域特性冲激响应冲激响应.3.稳态频率响应稳态频率响应4.关于关于s的代数方程的代数方程H(s)=R(s)/E(S)(离散系统离散系统H(z)=R(z)/E(z).)5.状态变量法（状态方程，状态变量法（状态方程，输出方程）输出方程）.系统的方框图表示系统的方框图表示 5例例1 列出数学表达式。列出数学表达式。解：解：6 整理为：整理为：7例2 简单机械系统，写出数学描述。解：解：或或81.3.3 系统的分类 连续时间系统与离散时间系统 即时系统和动态系统（无记忆与记忆系统）集中参数系统和动态参数系统 线性系统与非线性系统 时不变系统与时变系统 因果系统与非因果系统 稳定系统与不稳定系统 可逆系统和不可逆系统91、线性系统（1 1）线性性）线性性=迭加性迭加性+均匀性均匀性（2 2）零输入和零状态）零输入和零状态:a.a.零输入零输入:f(t)=0,f(t)=0,由由初始时刻的储能引起的响初始时刻的储能引起的响应。应。b.b.零状态零状态:x(tx(t0 0)=0,)=0,由输入信号由输入信号f(t)f(t)所产生的所产生的响响应。应。（3 3）分解性）分解性:把由于初态引起的响应和由于输入把由于初态引起的响应和由于输入引起的响应分离开来的系统的性质引起的响应分离开来的系统的性质.（4 4）线性系统的定义：）线性系统的定义：一个具有分解特性，并一个具有分解特性，并满足零输入线性和零状态线性的系统。满足零输入线性和零状态线性的系统。10也可记为：也可记为：具有分解特性，且满足具有分解特性，且满足则对于任意常数则对于任意常数 1和和 2，有，有不满足上述关系的系统称为非线性系统。不满足上述关系的系统称为非线性系统。11线性系统线性系统的三个重要特性：线性系统的三个重要特性：（1）微分特性）微分特性：（2）积分特性：）积分特性：12（3）频率保持性：）频率保持性：信号通过线性系统后不会产生新的频率分信号通过线性系统后不会产生新的频率分量，量，而在非线性系统中却会有新的频率分量产而在非线性系统中却会有新的频率分量产生。生。（电路分析基础）（电路分析基础）132、时不变系统定义：定义：如果系统的元件参数是不随时间变化的，则称如果系统的元件参数是不随时间变化的，则称为时不变系统（或称非时变系统、定常系统）。为时不变系统（或称非时变系统、定常系统）。重要性质：重要性质：满足时不变特性。满足时不变特性。输出只与输入有输出只与输入有关关,而与输入施加的时刻无关而与输入施加的时刻无关 若若 则则14e(t)r(t-t0)e(t-t0)t0t0153、因果系统如果在激励信号作用之前系统不产生响应，则称如果在激励信号作用之前系统不产生响应，则称为因为因果系统，反之为非因果系统。果系统，反之为非因果系统。4 4、稳定系统、稳定系统如果系统对任意有界输入产生的输出均为有界的，如果系统对任意有界输入产生的输出均为有界的，则则称系统是稳定的。反之为不稳定系统。称系统是稳定的。反之为不稳定系统。16判断下列系统是否为线性系统？判断下列系统是否为线性系统？a,b为非线性；为非线性；c,d,e为线性为线性17