第四章系统频率特性及稳定性精选文档.ppt

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1、第四章系统频率特性及稳定性第四章系统频率特性及稳定性本讲稿第一页，共二十三页2022/9/20信号与系统条件：系统稳定或系统函数的收敛域包含j轴本讲稿第二页，共二十三页2022/9/20信号与系统2、滤波器的滤波特性根据幅频特性的不同，可划分成如下几种截止频率下降3dB的频率点本讲稿第三页，共二十三页2022/9/20信号与系统二、由极、零点分布分析频响特性二、由极、零点分布分析频响特性二、由极、零点分布分析频响特性二、由极、零点分布分析频响特性本讲稿第四页，共二十三页2022/9/20信号与系统由系统零、极点图绘制系统的频率响应特性曲线，包括由系统零、极点图绘制系统的频率响应特性曲线，包括幅

2、频幅频特性特性曲线和曲线和相频特性相频特性曲线曲线本讲稿第五页，共二十三页2022/9/20信号与系统本讲稿第六页，共二十三页2022/9/20信号与系统本讲稿第七页，共二十三页2022/9/20信号与系统本讲稿第八页，共二十三页2022/9/20信号与系统本讲稿第九页，共二十三页2022/9/20信号与系统LPHP本讲稿第十页，共二十三页2022/9/20信号与系统本讲稿第十一页，共二十三页2022/9/20信号与系统小结小结：(232(232页页页页)o若函数有一对非常若函数有一对非常靠近靠近j j轴轴的的极点极点，则，则在极点附近，幅频特性出现在极点附近，幅频特性出现峰点峰点，相频特性，

3、相频特性迅速迅速下降下降o若函数有一对非常若函数有一对非常靠近靠近j j轴轴的的零点零点，则，则在零点附近，副频特性出现在零点附近，副频特性出现下陷下陷，相频特性，相频特性迅速迅速上升上升o若系统函数的零、极点若系统函数的零、极点远离远离j j轴轴，则对频，则对频率响应特性曲线的率响应特性曲线的影响较小影响较小，只是大小有所，只是大小有所增减。增减。本讲稿第十二页，共二十三页2022/9/20信号与系统4.10全通系统和最小相移系统全通系统和最小相移系统一、全通系统一、全通系统一、全通系统一、全通系统全通系统是指系统的全通系统是指系统的幅频特性为常数幅频特性为常数，也就是说对于，也就是说对于全

4、部频率全部频率的正弦信号都能按同样的幅度传输系数通过。的正弦信号都能按同样的幅度传输系数通过。系统的系统的系统的系统的零、极点分布零、极点分布系统的频率响应特性系统的频率响应特性零、极点分布特点？零、极点分布特点？本讲稿第十三页，共二十三页2022/9/20信号与系统全通系统的零、极点分布全通系统的零、极点分布全通系统的零、极点分布全通系统的零、极点分布 极点在极点在极点在极点在S S S S左半平面，零点在右半平面左半平面，零点在右半平面左半平面，零点在右半平面左半平面，零点在右半平面 极点数零点数，且极点数零点数，且极点数零点数，且极点数零点数，且与虚轴成镜像对称与虚轴成镜像对称与虚轴成镜

5、像对称与虚轴成镜像对称本讲稿第十四页，共二十三页2022/9/20信号与系统幅频特性：幅频特性：幅频特性：幅频特性：相频特性：相频特性：相频特性：相频特性：本讲稿第十五页，共二十三页2022/9/20信号与系统二、最小相移系统二、最小相移系统考察下列系统的频率特性的区别：考察下列系统的频率特性的区别：考察下列系统的频率特性的区别：考察下列系统的频率特性的区别：零、极点在左半平面零、极点在左半平面零、极点在左半平面零、极点在左半平面极点在左半平面极点在左半平面极点在左半平面极点在左半平面本讲稿第十六页，共二十三页2022/9/20信号与系统最小相移系统的极零点分布最小相移系统的极零点分布：零点全

6、部分布在：零点全部分布在S平面的左平面的左半平面或半平面或j轴上。轴上。非最小相移函数非最小相移函数最小相移函数最小相移函数全通函数全通函数（系统的串联）（系统的串联）本讲稿第十七页，共二十三页2022/9/20信号与系统4.11 线性系统的稳定性线性系统的稳定性1、稳定系统、稳定系统有限（界）激励，产生有限（界）激励，稳定系统有限（界）激励，产生无限（界）激励，为不稳定系统稳定系统的充要条件：稳定系统的充要条件：本讲稿第十八页，共二十三页2022/9/20信号与系统2、根据系统函数零、极点分布判断稳定性、根据系统函数零、极点分布判断稳定性 系统稳定的条件系统稳定的条件nH(s)全部极点在全部

7、极点在s左半开平面，稳定左半开平面，稳定nH(s)的极点在右半开平面，或虚轴上有二阶极点，不的极点在右半开平面，或虚轴上有二阶极点，不稳定稳定nH(s)虚轴上单极点，不稳定（虚轴上单极点，不稳定（边界稳定边界稳定）本讲稿第十九页，共二十三页2022/9/20信号与系统本讲稿第二十页，共二十三页2022/9/20信号与系统例：图示反馈系统，求系统函数分析稳定性例：图示反馈系统，求系统函数分析稳定性本讲稿第二十一页，共二十三页2022/9/20信号与系统系统函数小结：系统函数小结：系统函数的确定方法系统函数的确定方法系统函数的确定方法系统函数的确定方法由定义式确定由定义式确定由定义式确定由定义式确

8、定：已知输入信号和零状态响应或冲激响应已知输入信号和零状态响应或冲激响应已知输入信号和零状态响应或冲激响应已知输入信号和零状态响应或冲激响应由系统数学模型得出由系统数学模型得出由系统数学模型得出由系统数学模型得出由系统的由系统的由系统的由系统的S S域模型求解域模型求解域模型求解域模型求解由系统的模拟框图确定由系统的模拟框图确定由系统的模拟框图确定由系统的模拟框图确定系统函数的应用系统函数的应用系统函数的应用系统函数的应用由系统函数求解系统响应：零状态响应由系统函数求解系统响应：零状态响应由系统函数求解系统响应：零状态响应由系统函数求解系统响应：零状态响应自由响应、强迫响应、暂态响应、稳态响应

9、的分析自由响应、强迫响应、暂态响应、稳态响应的分析自由响应、强迫响应、暂态响应、稳态响应的分析自由响应、强迫响应、暂态响应、稳态响应的分析特定情况下零输入响应的确定特定情况下零输入响应的确定特定情况下零输入响应的确定特定情况下零输入响应的确定系统的极零点图系统的极零点图系统的极零点图系统的极零点图确定系统的时域响应特性、系统稳定性分析确定系统的时域响应特性、系统稳定性分析确定系统的时域响应特性、系统稳定性分析确定系统的时域响应特性、系统稳定性分析绘制系统的幅频响应和相频响应特性曲线，通频特性分析绘制系统的幅频响应和相频响应特性曲线，通频特性分析绘制系统的幅频响应和相频响应特性曲线，通频特性分析绘制系统的幅频响应和相频响应特性曲线，通频特性分析本讲稿第二十二页，共二十三页2022/9/20信号与系统作业o4-39(a)(c)(e)o4-42(b)(d)o4-44o4-45o自读自读4.9节内容节内容o预习预习 4.12 4.13章节内容章节内容本讲稿第二十三页，共二十三页