第一次
1.1
畫(huà)出下列各個(gè)信號(hào)的波形[式中為斜升函數(shù)]
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查階躍函數(shù)和單位階躍序列的性質(zhì),包括和的波形特性以及它們與普通函數(shù)結(jié)合時(shí)的波形變化特性。
解題方法:?首先考慮各信號(hào)中普通函數(shù)的波形特點(diǎn),再考慮與或結(jié)合時(shí)的變化情況;
?若只是普通信號(hào)與階躍信號(hào)相乘,則可利用或的性質(zhì)直接畫(huà)出或部分的普通函數(shù)的波形;
?若是普通函數(shù)與階躍信號(hào)組合成的復(fù)合信號(hào),則需要考慮普通函數(shù)值域及其對(duì)應(yīng)的區(qū)間。
(1)
解:正弦信號(hào)周期
(2)
解:,正弦信號(hào)周期
(3)
解:,正弦信號(hào)周期
(4)
(5)
1.2
畫(huà)出下列各信號(hào)的波形[式中為斜升函數(shù)]
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查階躍函數(shù)和單位階躍序列的性質(zhì),包括和的波形特性以及它們與普通函數(shù)結(jié)合時(shí)的波形變化特性。
解題方法:?首先考慮各信號(hào)中普通函數(shù)的波形特點(diǎn),再考慮與或結(jié)合時(shí)的變化情況;
?若只是普通信號(hào)與階躍信號(hào)相乘,則可利用或的性質(zhì)直接畫(huà)出或部分的普通函數(shù)的波形;
?若是普通函數(shù)與階躍信號(hào)組合成的復(fù)合信號(hào),則需要考慮普通函數(shù)值域及其對(duì)應(yīng)的區(qū)間。
(1)
(2)
(3)
解:
(4)
(5)
1.3
寫出下圖所示各波形的表達(dá)式
(1)
解:
(2)
解:
1.4
寫出下圖所示各序列的閉合形式的表示式
(a)
解:
(b)
解:
(課堂已講)1.5
判別下列各序列是否為周期性的,如果是,確定其周期
(1)
解:
周期序列
(2)
解:,m取3,;,;
故
(3)
解:,故非周期;,;
故非周期
1.6
已知信號(hào)的波形如下圖所示,畫(huà)出下列各函數(shù)的波形
(1)
(2)
(3)
1.7
已知序列的圖形如圖所示,畫(huà)出下列各序列的圖形
(1)
(2)
1.8
信號(hào)的波形圖如下所示,試畫(huà)出和的波形
解:
由圖可知:,則
當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),(課堂已講)1.9
已知信號(hào)的波形如圖所示,分別畫(huà)出和的波形
解:
第二次
1.10
計(jì)算下列各題,(1)
解:
(2)
解:
(3)
解:
(4)
解:
(5)
解:
(6)
解:
(7)
解:
(8)
解:
(課堂已講)1.11
設(shè)系統(tǒng)的初始狀態(tài)為,激勵(lì)為,各系統(tǒng)的全響應(yīng)與激勵(lì)和初始狀態(tài)的關(guān)系如下,試分析各系統(tǒng)是否是線性的。
根據(jù)線性系統(tǒng)的定義,依次判斷系統(tǒng)是否具有分解特性、零輸入線性、零狀態(tài)線性。
(1)
解:
滿足可分解性
線性
線性
(2)
解:
滿足可分解性
線性
非線性
系統(tǒng)非線性
(課堂已講)1.12
下列微分或差分方程所描述的系統(tǒng),是線性的還是非線性的?是時(shí)變的還是不變的?
(1)
解:常系數(shù)、線性、微分方程
故為,線性時(shí)不變系統(tǒng)
(2)
解:變系數(shù)、線性、差分方程
故為,線性時(shí)變系統(tǒng)
1.13
設(shè)激勵(lì)為,下列等式是各系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng),判斷各系統(tǒng)是否是線性的、時(shí)不變的、因果的、穩(wěn)定的?
(1)
解:,,非線性,時(shí)不變
當(dāng),有,則,非因果
若,則,穩(wěn)定
(2)
解:,線性
若延遲輸入為,則系統(tǒng)輸出為,時(shí)變
若,有
若,則,非因果
若,則,穩(wěn)定。
(3)
解:
非線性,時(shí)不變
若,有,因果
若,則,穩(wěn)定。
(4)
解:,非線性,時(shí)變
若,有,則,且,非因果
若,則,穩(wěn)定
1.14
已知某LTI系統(tǒng)在相同初始條件下,當(dāng)激勵(lì)為時(shí),系統(tǒng)的完全響應(yīng)為,當(dāng)激勵(lì)為時(shí),該系統(tǒng)的完全響應(yīng)為。試用時(shí)域分析法求初始條件變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍而激勵(lì)為時(shí)該系統(tǒng)的完全響應(yīng)。
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查L(zhǎng)TI連續(xù)系統(tǒng)的齊次性和可加性以及可分解特性。
解題方法:利用零輸入響應(yīng)的齊次性和可加性,零狀態(tài)響應(yīng)的齊次性和可加性以及系統(tǒng)的可分解特性求解。
解:,1.15
某一階LTI離散系統(tǒng),其初始狀態(tài)為,已知當(dāng)激勵(lì)為時(shí),其全響應(yīng)為;若初始狀態(tài)不變,當(dāng)激勵(lì)為時(shí),其全響應(yīng)為;若初始狀態(tài)為,當(dāng)激勵(lì)為時(shí),求其全響應(yīng)。
解:
第三次
2.1
已知描述連續(xù)系統(tǒng)的微分方程和初始狀態(tài)為,,試求其零輸入響應(yīng)。
解:求出齊次方程的齊次解,代入初始狀態(tài)求解
方程的特征方程為,特征根為,微分方程的齊次解為
又激勵(lì)為0,即,2.2
已知描述系統(tǒng)的微分方程和初始狀態(tài)如下,試求其值和。
解:利用微分方程兩端各奇異函數(shù)項(xiàng)的系數(shù)相平衡的方法,判斷是否發(fā)生躍變,并從積分,求得時(shí)刻的初始值
(1),,解:當(dāng)時(shí),方程右端不含有沖激項(xiàng),則及其各階導(dǎo)數(shù)不發(fā)生躍變,則
(2)
解:當(dāng)時(shí),代入方程得
令,中不含及其各階導(dǎo)
(2),不含及其各階導(dǎo)
(1),不含及其各階導(dǎo)
所以,代入(1)式中,并從積分:,所以,故
代入(2)式中,并從積分:
所以,故
注意:其中。
2.3
描述系統(tǒng)的方程為,求其沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)。
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考利用方程兩端奇異函數(shù)系數(shù)相平衡的方法來(lái)判斷是否發(fā)生躍變。
解題方法:選取新變量,使?jié)M足方程,設(shè)其沖激響應(yīng)為;系統(tǒng)的沖激響應(yīng)為,在帶入公式,求出階躍響應(yīng)式。
解法1:選新變量,則
當(dāng)時(shí),,特征方程為:,,。
解法2:當(dāng)時(shí),系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng),設(shè),從積分
(1)
(2),,不含及其各階導(dǎo)數(shù),則,對(duì)(1)從積分,,對(duì)(2)從積分,,當(dāng)時(shí),,,,2.4
信號(hào)和的波形如下圖所示,設(shè),求。
解:
(上課已講)2.5
各函數(shù)波形如圖所示,圖(a)、(b)、(c)、(d)
中均為單位沖激函數(shù),試求下列卷積,并畫(huà)出波形圖。
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查卷積的基本性質(zhì):結(jié)合律、分配律、時(shí)移性質(zhì)。
解題方法:利用卷積的基本性質(zhì),代入公式求解。
(1)
解:
(2)
解:
(3)
解:
2.6
求下列函數(shù)的卷積積分。
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查。
解題方法:對(duì)于簡(jiǎn)單函數(shù)積分,直接代入積分定義公式求解。
(1),解:
(2),解:
(3),解:
(4),解:
(5),解:
第四次
2.7
已知某系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型為,求系統(tǒng)的沖激響應(yīng);若輸入信號(hào)為,求系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)。
解:
令,則
若設(shè)
方程右端含有
利用系數(shù)平衡法可知,中含有,中含有,則在處不連續(xù),即;在處連續(xù),又
對(duì)時(shí),有,故沖激響應(yīng)為其次解,,2.8
如果LTI系統(tǒng)的輸入為,如下圖所示,求其零狀態(tài)響應(yīng)。
解:由圖可知:
2.9
某LTI系統(tǒng),其輸入與輸出的關(guān)系為,求該系統(tǒng)的沖激響應(yīng)。
解:令,則,由輸入輸出關(guān)系可得
2.10
如下圖所示的系統(tǒng),它由幾個(gè)子系統(tǒng)組合而成,各個(gè)子系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)分別為,求復(fù)合系統(tǒng)的沖激響應(yīng)。
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查沖激響應(yīng)等于輸入時(shí)系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng),;兩系統(tǒng)級(jí)聯(lián)組成的復(fù)合系統(tǒng)的沖激響應(yīng)等于兩系統(tǒng)沖激響應(yīng)的卷積;系統(tǒng)的齊次性和可加性。
解題方法:根據(jù)系統(tǒng)的齊次性、可加性寫出加法器的輸出,進(jìn)而利用系統(tǒng)級(jí)聯(lián)的性質(zhì)得出系統(tǒng)復(fù)合后的沖激響應(yīng)。
解:設(shè),則加法器輸出為
3.1
求下面差分方程,,所描述的LTI離散系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)。
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查系統(tǒng)的全響應(yīng)為零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)之和,則有;零狀態(tài)響應(yīng),則有。
解題方法:由差分方程得到系統(tǒng)的齊次方程,求得含有待定系數(shù)的零輸入響應(yīng),由初始值求得待定系數(shù),對(duì)于零狀態(tài)響應(yīng),由,以及激勵(lì)可確定零狀態(tài)響應(yīng)的初始值,進(jìn)而解差分方程求得零狀態(tài)響應(yīng),從而可得到系統(tǒng)的全響應(yīng)。
解:對(duì)于零輸入響應(yīng)有
特征方程:,,代入初始值:,,;
對(duì)于零狀態(tài)響應(yīng)有
(1)
初始值:
特征方程:,其特解為:
代入(1)式得,,,,;
全響應(yīng):
3.2
求差分方程所描述的離散系統(tǒng)的單位序列響應(yīng)。
解:當(dāng)只有作用時(shí),系統(tǒng)的單位序列響應(yīng)為
特征方程為:,初始值,,3.3
求下圖所示系統(tǒng)的單位序列響應(yīng)和階躍響應(yīng)。
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查對(duì)于一階差分方程所描述的LTI離散系統(tǒng)有,和分別為單位序列響應(yīng)和階躍響應(yīng);延遲器的輸入為,則輸出為。
解題方法:根據(jù)系統(tǒng)框圖列寫差分方程,求解系統(tǒng)單位序列響應(yīng),再代入公式求階躍響應(yīng)。
解:,對(duì)于單位序列響應(yīng),令,則,且,初始值:,特征方程為:,,,單位序列響應(yīng)為:;
對(duì)于階躍響應(yīng),令,則,且,初始值:,特征方程為:,令特解為:,則,,,,階躍響應(yīng)為:,另解:
其中,第五次
3.4
各序列的圖形如下圖所示,求下列各式卷積和。
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查。
解題方法:由各序列的波形圖容易得出各序列的表示式,利用卷積的基本性質(zhì)代入公式求解。
(1)
解:
(2)
解:
3.5
已知系統(tǒng)的激勵(lì)和單位序列響應(yīng)如下,求系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)。
(1)
解:,(2),解:
3.6
如圖所示的復(fù)合系統(tǒng)由三個(gè)子系統(tǒng)組成,它們的單位序列響應(yīng)分別為:,求復(fù)合系統(tǒng)的單位序列響應(yīng)。
解:令,則加法器輸出為
第六次
4.1
判斷下列信號(hào)是否為周期信號(hào),若是,求其基波角頻率和周期
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查。
解題方法:周期信號(hào)的基波角頻率為信號(hào)中各頻率成分中頻率最小的信號(hào)的頻率,且其余信號(hào)的角頻率均為此角頻率的整數(shù)倍,周期由公式求得。
(1)
解:與2不是整數(shù)倍關(guān)系,為非周期信號(hào)。
(2)
解:(s),(s),(s)。
4.2
周期信號(hào)的雙邊頻譜如圖所示,求其三角函數(shù)表達(dá)式。
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查,;,其中,解題方法:根據(jù)頻譜圖列出各頻率分量,帶入三角函數(shù)表達(dá)式中即可求解。
解:由圖可知,,,,,4.3
用直接計(jì)算傅里葉系數(shù)的方法,求下圖所示周期函數(shù)的傅里葉系數(shù)(三角形式或指數(shù)形式)。
解:由圖可知,4.4
利用奇偶性判斷下圖所示各周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)中所含的頻率量。
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查
若,則有;
若,則有;
若,則有,只含奇次諧波分量,不含偶次諧波分量。
解題方法:根據(jù)已知信號(hào)波形找出滿足的關(guān)系,即可找出其傅里葉級(jí)數(shù)中所含有的頻率分量。
解:(a)
由的波形可知,,的傅里葉級(jí)數(shù)中含有的頻率分量為奇次余弦波;
(b)
由的波形可知的傅里葉級(jí)數(shù)中含有奇次諧波,包括正弦波和余弦波。
4.5
已知信號(hào)
(1)
求該周期信號(hào)的周期T和基波角頻率,指出其諧波次數(shù);
(2)
畫(huà)出雙邊幅度譜和相位譜圖;
(3)
計(jì)算信號(hào)的功率。
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查;;。
解題方法:利用已知條件觀察求出,并帶入公式計(jì)算求出諧波分量;根據(jù)、值,帶入公式求出,并計(jì)算信號(hào)的功率。
解:(1),諧波次數(shù)為二次,三次,四次;
(2)
由題可知,,,;可畫(huà)出雙邊頻譜圖如下:
(3)。
4.6
根據(jù)傅里葉變換的對(duì)稱性求函數(shù),的傅里葉變換。
解:,取,(附注:)
4.7
求下列信號(hào)的傅里葉變換
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查傅里葉變換的基本性質(zhì)(包括時(shí)移性質(zhì)、頻移性質(zhì)等)以及特殊函數(shù)的傅里葉變換。
解題方法:直接利用傅里葉變換的基本性質(zhì)進(jìn)行求解。
(1)
解法1:,解法2:
(2)
解:,(3)
解:
第七次
4.8
若已知,試求下列函數(shù)的頻譜。
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查傅里葉變換的基本性質(zhì),包括時(shí)移性、微分和積分特性、尺度變換特性等。
解題方法:根據(jù)已知條件,直接利用傅里葉變換的基本性質(zhì)求解。
(1)
解法一:,,解法二:
(2)
解:時(shí)域微分特性:
頻域微分特性:
(3)
解:令,則,(4)
解:
且
4.9
求下列函數(shù)的傅里葉逆變換。,(1)
解:,(2)
解法一:
解法二:
4.10
試用下列方法求如圖所示信號(hào)的頻譜函數(shù)。
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查傅里葉的線性特性和時(shí)移特性;
時(shí)域積分定理,即若,則有;
時(shí)域卷積定理,若,則有。
解題方法:根據(jù)的波形特征,直接利用傅里葉變換的相關(guān)性質(zhì)求解。
(1)
利用延時(shí)和線性性質(zhì)(門函數(shù)的頻譜可利用已知結(jié)果)。
解:令,則
時(shí)移特性:,(2)
將看作門函數(shù)與沖激函數(shù)的卷積之和。
解:,且,時(shí)移特性:,4.11
如下圖所示信號(hào),的傅里葉變換已知,求信號(hào)的傅里葉變換。
解:
4.12
用傅里葉變換性質(zhì),求下圖所示函數(shù)的傅里葉逆變換。
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查傅里葉逆變換的公式;傅里葉變換的對(duì)稱性和時(shí)移特性。
解題方法:由的幅頻圖和相頻圖可得其閉合表達(dá)式,再利用傅里葉變換的基本性質(zhì)求解。
解:由的幅頻圖和相頻圖可得,令,,,第八次
4.13
如圖所示信號(hào)的頻譜函數(shù)為,求下列各值。
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查傅里葉變換定義;傅里葉逆變換的定義;能量等式。
解題方法:,直接利用這些等式及能量等式求解。
(1)
解:
(2)
解:,又,(3)
解:,4.14
利用能量等式,計(jì)算
解:,令,4.15
一個(gè)周期為的周期信號(hào),已知其指數(shù)形式的傅里葉系數(shù)為,求周期信號(hào)的傅里葉系數(shù)。
解:的傅里葉系數(shù)為
4.16
穩(wěn)定的因果LTI系統(tǒng)輸入輸出關(guān)系由下列微分方程確定
(1)
求系統(tǒng)的沖擊響應(yīng);
(2)
求系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù);
(3)
當(dāng)輸入時(shí),計(jì)算輸出。
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查系統(tǒng)的頻率響應(yīng),式中、分別為系統(tǒng)響應(yīng)與激勵(lì)的傅里葉變換。
解題方法:根據(jù)描述系統(tǒng)的微分方程,兩邊同時(shí)進(jìn)行傅里葉變換,整理求解。
解:(1)
(2)
(3)
4.17
某LTI系統(tǒng)的頻率響應(yīng)為,若系統(tǒng)輸入,求該系統(tǒng)的輸出。
解:
4.18
某系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)和輸入信號(hào)的關(guān)系為,(1)
求該系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)和頻率響應(yīng);
(2)
證明和輸入信號(hào)的能量相等。
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查系統(tǒng)的頻率響應(yīng),式中、分別為系統(tǒng)響應(yīng)與激勵(lì)的傅里葉變換;
能量等式。
解題方法:利用已知條件,直接代入公式求解。
解:(1),又,(2),4.19
一個(gè)LTI系統(tǒng)的頻率響應(yīng)
若輸入,求該系統(tǒng)的輸出。
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查時(shí)域卷積定理和頻域卷積定理、傅里葉變換對(duì)稱性。
解題方法:由頻域卷積定理求出的傅里葉變換,代入公式求出,再求的傅里葉逆變換即得系統(tǒng)的輸出。
解:,令,,,又令,,再
第九次
4.20
下圖所示系統(tǒng)中,已知激勵(lì)信號(hào)的傅里葉變換為,畫(huà)出該系統(tǒng)A點(diǎn)和B點(diǎn)的頻譜圖。
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查系統(tǒng)的頻率響應(yīng),式中、分別為系統(tǒng)響應(yīng)與激勵(lì)的傅里葉變換。
解題方法:利用已知條件,直接代入公式求解。
解:,,4.21
某線性時(shí)不變系統(tǒng)的輸入為如圖所示的周期信號(hào),系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)為,求:
(1)
系統(tǒng)的頻率響應(yīng);
(2)的復(fù)傅里葉系數(shù)和系統(tǒng)的輸出;
(3)
若輸入信號(hào)的單位為伏,求該輸出信號(hào)的平均功率。
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查本題主要考查系統(tǒng)的頻率響應(yīng),式中、分別為系統(tǒng)響應(yīng)與激勵(lì)的傅里葉變換;一般周期函數(shù)的傅里葉變換;能量等式。
解題方法:利用已知條件,直接代入公式求解。
解:(1)
由,則,,(2),則,又,,(3)
4.22
如圖(a)的系統(tǒng),帶通濾波器的頻率響應(yīng)如圖(b)所示,其相頻特性,若輸入,求輸出信號(hào)。
解:,令,又,故,乘法器輸出信號(hào)的傅里葉變換為
4.23
對(duì)下列信號(hào)求奈奎斯特采樣速率。已知帶限信號(hào)的最高頻率為200Hz。
知識(shí)要點(diǎn):本題主要考查傅里葉變換的基本性質(zhì);時(shí)域取樣定理。
解題方法:根據(jù)傅里葉變換的基本性質(zhì)可以求得各信號(hào)的傅里葉變換,從而可以確定信號(hào)的最高頻率,根據(jù)時(shí)域取樣定理可以確定最小取樣頻率。
(1)
解:,,,(2)
解:,,,所以最高頻率應(yīng)為400Hz,(3)
解:,令,則,令,則,,(4)
解:,,令,則,,第十次
5.1
求下列函數(shù)的單邊拉普拉斯變換,并注明收斂域。
(1)
解:,又,,(2)
解:,又,又
5.2求下圖所示信號(hào)拉普拉斯變換,并注明收斂域。
解法一:令,則
又,解法二:,5.3利用常用函數(shù)的象函數(shù)及拉普拉斯變換的性質(zhì),求下列函數(shù)的拉普拉斯變換。
(1)
解:,(2)
解:,(3),若為因果信號(hào),解:,,(4)
解:,(5)
解:,,(6)
解:,(7)
解:,(8)
解:,5.4如已知因果函數(shù),求下列函數(shù)的象函數(shù)。
(1)
解:,(2)
解:,5.5
求象函數(shù)的原函數(shù)的初值和終值
解:
5.6
求下圖所示在時(shí)接入的有始周期信號(hào)的象函數(shù)。
(a)
解:令第一周期內(nèi)的信號(hào)以表示,則,由圖可知周期為,(b)
解:令第一周期內(nèi)的信號(hào)以表示,則,5.7
求下列各象函數(shù)的拉普拉斯變換。
(1)
解:,原式
(2)
解:,原式
(3)
解:
(4)
解:
原式
(5)
解:
(6)
解:,5.8
求下列各象函數(shù)的拉普拉斯逆變換,并粗略畫(huà)出它們的波形圖。
(1)
解:,(2)
解:,(3)
解:,5.9
象函數(shù)的原函數(shù)是接入的有始周期信號(hào),求周期并寫出其第一個(gè)周期的時(shí)間表達(dá)式。
有始周期函數(shù)可寫為,為在第一周期內(nèi)的表示式,解:,,第十一次
5.10
描述某LTI系統(tǒng)的微分方程為,已知,,求系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)。
解:
5.11
求微分方程所描述的LTI系統(tǒng)的沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)。,解:
5.12
描述某LTI系統(tǒng)的微分方程為,初始條件為,已知輸入信號(hào),求系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)。
解:
5.13
已知系統(tǒng)函數(shù),初始狀態(tài)為,求系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)。
解法一:
零輸入響應(yīng)滿足方程:
解法二:的極點(diǎn)即為齊次方程的特征根,即,5.14
已知某LTI系統(tǒng)的階躍響應(yīng),欲使系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng),求系統(tǒng)的輸入信號(hào)。
解:
5.15
描述某LTI連續(xù)系統(tǒng)的框圖如圖所示,已知當(dāng)輸入時(shí),系統(tǒng)的全響應(yīng),(1)
列寫系統(tǒng)的輸入輸出方程;(2)
求系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)。
解:
5.16
如圖所示的復(fù)合系統(tǒng),由4個(gè)子系統(tǒng)連接組成,若各個(gè)子系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)或沖激響應(yīng)分別為:,,求復(fù)合系統(tǒng)的沖激響應(yīng)。
解:
5.17
如圖所示系統(tǒng),已知當(dāng)時(shí),系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng),求系統(tǒng)、、。
解:
5.18
根據(jù)函數(shù)的象函數(shù),求的傅里葉變換。
解:,5.19
某因果信號(hào)的拉普拉斯變換為,求該信號(hào)的傅里葉變換。
解:
5.20
設(shè)某LTI連續(xù)系統(tǒng)的初始狀態(tài)一定,已知當(dāng)激勵(lì)時(shí),其全響應(yīng);當(dāng)激勵(lì)時(shí),其全響應(yīng);當(dāng)時(shí),求系統(tǒng)的全響應(yīng)。
解:,第十二次
6.1
求序列的變換,并注明收斂域
解:,6.2
根據(jù)下列象函數(shù)及所標(biāo)注的收斂域,求其所對(duì)應(yīng)的原序列。
(1)
解:為因果序列,(2)
解:為反因果序列,(3)
解:為雙邊序列,6.3
已知,,試?yán)米儞Q的性質(zhì)求下列序列的變換并注明收斂域。
(1)
解:,(2)
解:,(3)
解:
(4)
解:,(5)
解:
6.4
利用變換的性質(zhì)求下列序列的變換。
(1)
解:
(2)
解:
6.5
因果序列的變換為:,求。
解:,6.6
若因果序列的變換,能否應(yīng)用終值定理?若能,求出。
解:為因果序列,則由可知,其收斂域?yàn)?,在其收斂域?nèi),故可應(yīng)用終值定理。
6.7
求下列函數(shù)的逆變換
(1)
解:,為因果序列,(2)
解:,為因果序列
6.8
求下列象函數(shù)的雙邊逆變換
(1)
解:,為反因果序列
(2)
解:,為因果序列
(3)
解:,為雙邊序列
第十三次
6.9
描述LTI離散系統(tǒng)的差分方程為,已知,,求該系統(tǒng)的零輸入響應(yīng),零狀態(tài)響應(yīng)及全響應(yīng)。
解:
又,可設(shè)零輸入響應(yīng)為:
又
6.10
下圖為L(zhǎng)TI離散系統(tǒng)框圖,求系統(tǒng)的單位序列響應(yīng)和階躍響應(yīng)。
解:
方法一:,方法二:
6.11
如圖所示系統(tǒng),(1)
求該系統(tǒng)的單位序列響應(yīng);(2)
如,求系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)。
解:
6.12
設(shè)離散因果系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為,已知系統(tǒng)對(duì)輸入的零狀態(tài)響應(yīng)為,求系統(tǒng)的輸入。
解:
6.13
如圖所示的復(fù)合系統(tǒng)有三個(gè)子系統(tǒng)組成,如已知各子系統(tǒng)的單位序列響應(yīng)或系統(tǒng)函數(shù)分別為,,求輸入時(shí)的零狀態(tài)響應(yīng)。
解:
6.14
一LTI因果系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù),收斂域,(1)
求系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù);(2)
求輸入序列時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。
解:(1)
(2),,第十四次
7.1
某離散系統(tǒng)差分方程為,求其系統(tǒng)函數(shù)及其零,極點(diǎn)。
解:考慮到零狀態(tài)響應(yīng)
零點(diǎn)為,極點(diǎn)為
7.2連續(xù)系統(tǒng)a和b,其系統(tǒng)函數(shù)的零,極點(diǎn)分布如圖所示,且已知當(dāng)時(shí)。
(1)
求出系統(tǒng)函數(shù)的表達(dá)式;
(2)
寫出幅頻響應(yīng)的表達(dá)式。
解:(1),(2),包含虛軸,為全通函數(shù)
7.3系統(tǒng)函數(shù)的零點(diǎn)在,極點(diǎn)在,且,寫出其的表達(dá)式。
根據(jù)已知系統(tǒng)的零標(biāo)點(diǎn)與寫出待定系數(shù)的系統(tǒng)函數(shù),將已知特殊值帶入,可解出待定系數(shù),從而可得出系統(tǒng)函數(shù)的幅頻響應(yīng)
解:,7.4如圖所示連續(xù)因果系統(tǒng)的系數(shù)為,判斷該系統(tǒng)是否穩(wěn)定。
只需判斷系統(tǒng)函數(shù)的極點(diǎn)是否都在左半開(kāi)平面即可
解:,,極點(diǎn)不全在左半開(kāi)平面,系統(tǒng)不穩(wěn)定。
7.5如圖所示離散因果系統(tǒng)的系數(shù)為,判斷該系統(tǒng)是否穩(wěn)定。
解:,極點(diǎn)不全在單位園內(nèi),系統(tǒng)不穩(wěn)定。
7.6求如圖所示連續(xù)系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)。
(a)
解:回路:,前向通路:,前向通路:,(b)
解:回路:,回路:,前向通路:,前向通路:,(c)
解:回路:,回路:,回路:,前向通路:,前向通路:,前向通路:,第十五次
7.7
求出如圖所示系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù),并畫(huà)出信號(hào)流圖。
解:,7.8
若連續(xù)系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)為,試用直接形式模擬此系統(tǒng),并畫(huà)出其信號(hào)流圖。
解:一般形式
級(jí)聯(lián)形式
并聯(lián)形式
7.9
若離散系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)為,試用直接形式模擬此系統(tǒng),并畫(huà)出其信號(hào)流圖。
解:一般形式
級(jí)聯(lián)形式
并聯(lián)形式
第十六次
8.1
某連續(xù)因果系統(tǒng)的信號(hào)流圖如下所示,(1)
利用梅森公式求系統(tǒng)函數(shù),并判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性;
(2)
若選為狀態(tài)變量,試列出系統(tǒng)的狀態(tài)方程和輸出方程。
解:(1)
回路:,回路:,前向通路:,前向通路:,極點(diǎn):,在左半開(kāi)平面,系統(tǒng)穩(wěn)定。
(2),狀態(tài)方程為
輸出方程為
8.2
已知連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程中的系統(tǒng)矩陣,求其預(yù)解矩陣。
解法一:
解法二:,的特征方程為
8.3
某連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)方和輸出方程為,求系統(tǒng)傳輸函數(shù),并判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定。
解法一:,極點(diǎn)在左半開(kāi)平面,系統(tǒng)穩(wěn)定。
解法二:對(duì)方程取拉式變換,求零狀態(tài)
另