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变换

发布时间:2024-12-23 16:39:52 浏览量:527 作者:Paul

正文


变换


相量变换


一个角频率的正弦波,可以表示为



是振幅,是角频率,是相位,角频率可以表示为,单位是


上述表达式复数的形式描述为


 

,称为正弦波的相量


相量到正弦波的变换称为相量变换


反过来称为相量反变换



其中称为算子。如果对原始信号乘以一个微分算子,然后进行相量变换,可以得到性质


常称为激励的复数频率,后面用表示


连续时间LTI系统相量变换


对于一个连续时间系统描述为



根据上述的性质,对两边同时乘以一个相量变换算子,zui终得到



或者以一种更见紧凑的方式进行描述得到



正弦信号响应


假设输入信号为固定频率的正弦信号



求解系统的完全响应分为零输入响应(齐次解)和零状态响应(特解),所以zui终响应可以表示为



是当输入信号都为零的条件下求得的解,即


解的形式多为



其中称为系统的固有频率,根据之前的讨论,[MISSING IMAGE: ,  ]在一个复数坐标中,当在坐标系的左半边的平面内是,随着时信号也趋于零,因此该系统渐进稳定的,如果有一个或者多个频率位于右边,则称系统非稳定的。


是系统处于零状态下,给一个信号是的响应。因为不关心时间小于零的部分,所以输入和输出信号都是和一个单位阶跃信号的乘积



将上述返程同样带入线性方程组中,同样也需要分成其次和非齐次。因此zui终的完全响应可描述为


非正弦信号响应


上述情况中,激励信号是单一频率,但是多数情况下,输入信号包含多个频率。假设任意输入的信号频率包含,任意一个信号可以描述为



根据上述的计算,在非正弦情况下完全响应也同样是零输入响应和零状态响应之和。因此描述为



表示齐次解,表示特解


转移函数和频率响应


线性方程中包含微积分的信息,但是通过相量变换可以将微分方程转换为代数方程。定义转移函数(也称为频率响应)为



根据公式幅频和相位响应定义为



记作


当转移函数的分子部分为零是的根,称为零点


零点用符号


当转移函数的分母部分为零的根,称为ji点



称为尺度因子。每个ji点定义为,定义ji点的模



同时定义品质因数



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