【信号与系统】零输入响应和自由响应的区别

2023-11-13


课本内容

以下内容来自郑君里《信号与系统》第三版 上册 p61:

(1)自由响应和零输入响应都满足齐次方程的解。
(2)然而,它们的系数完全不同。零输入响应的系数仅由起始储能情况决定,而自由响应的系数要同时依从于起始状态和激励信号。
(3)自由响应由两部分组成,其中,一部分由起始状态决定,另一部分由激励信号决定。二者都与系统自身参数密切关联。

在 p60 还有这样一段话:

齐次解的函数特性仅依赖于系统本身,与激励信号的函数形式无关,因而称为系统的自由响应(或固有响应)。但应注意,齐次解的系数 A 仍与激励信号有关。


如何理解

乍一看好像是那么回事,但前面说齐次解的一部分由激励信号决定,后面又说齐次解与激励信号的函数形式无关,是不是有些相互矛盾?

别急,先来看个非常简单的例子:

假设系统的完全解:r(t) = Aeαt + 1 ,其中α为已知,初始条件 r(0+) =2。求系统的零输入响应和自由响应

先来求自由响应,也就是齐次解,由完全解形式容易知道,Aeαt为齐次解1为特解,要确定齐次解的系数,只需将初始条件代入 r(t) 的表达式即可,代入后可得 A=1,可知系统的自由响应为eαt

再来求零输入响应,零输入响应和方程的齐次解应该具有相同的函数形式,据此可设零输入响应为Beαt,直接将初始条件代入即得B=2,即系统的零输入响应为2eαt

!!发现区别了吧,零输入响应和自由响应在形式上是完全一致的,因为齐次解的形式只与特征方程有关。

但在代入初始条件时自由响应的系数受到了特解的影响,最终导致二者系数上的不同,换句话说,齐次解的系数与特解有关,而特解又是由激励信号完全决定的,故此齐次解的系数与激励信号有关

下面再来重新理解一下课本内容:

(1)自由响应和零输入响应都满足齐次方程的解。

自由响应和零输入响应都具有齐次方程通解的形式,这是因为齐次通解只与特征方程有关,因此它们都是齐次方程的解(不理解的可以去复习一下高数解微分方程通解的相关知识)

(2)然而,它们的系数完全不同。零输入响应的系数仅由起始储能情况决定,而自由响应的系数要同时依从于起始状态和激励信号。
(3)自由响应由两部分组成,其中,一部分由起始状态决定,另一部分由激励信号决定。二者都与系统自身参数密切关联。

从上面的例子中可以看到,零输入响应的系数在求解过程中只涉及到了初始条件,即它只由起始储能情况决定;而对于自由响应,它的系数在求解时不仅涉及到了初始条件,还受到了强迫响应的影响,故齐次解的系数也与激励信号有关

齐次解的函数特性仅依赖于系统本身,与激励信号的函数形式无关,因而称为系统的自由响应(或固有响应)。但应注意,齐次解的系数 A 仍与激励信号有关。

这句话要注意一个细节,人家说的是齐次解的函数特性,这里可以认为就是指齐次解的形式,它当然与激励信号的函数形式无关


总结

零输入响应与自由响应的区别在于:

零输入响应在求解系数时不受特解的影响(求零输入响应可以看作解另外一个微分方程,其输入为0,故特解为0),只与起始条件,也就是起始储能情况决定;

而自由响应在求解系数时会受到特解的影响,而特解由激励信号决定,因此它不仅取决于起始条件,还和激励信号有关

二者的关系是:

零输入响应是自由响应的一部分

本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系:hwhale#tublm.com(使用前将#替换为@)

【信号与系统】零输入响应和自由响应的区别 的相关文章

  • 【JAVA Geometry 笔记】01 - Geometry 交集、并集、差集

    文章目录 Geometry 取交集 Geometry 取并集 Geometry 取差集 Geometry 取交集 两个图形取交集 用图画出来就是这样的 红色的地方就是取出来的交集图形 Geometry 取并集 两个图形取交集 用图画出来就是
  • 【Blender】贝塞尔曲线图形原理和公式推导

    Blender 贝塞尔曲线图形原理和公式推导 什么是贝塞尔曲线 贝塞尔曲线 英文名Bezier Curve 是计算机图形学非常重要的一种曲线 它可以将若干的点 用一条平滑自然的曲线来连接起来 比如我们在地图库中绘制用户行走轨迹时 如果用折线
  • PCL——VTK读取、保存.ply模型数据

    目录 一 读取 ply文件 1 代码示例 2 结果展示 一 保存 ply文件 1 代码示例 2 结果展示 一 读取 ply文件 ReadPLY 是VTK内置的mesh模型读取函数 该函数仅支持 ply格式的mesh网格数据不支持读取 ply
  • 详解曼哈顿距离&欧式距离&切比雪夫距离

    详解曼哈顿 欧式距离 切比雪夫距离 曼哈顿距离 基本概念 出租车几何或曼哈顿距离 Manhattan Distance 是由十九世纪的赫尔曼 闵可夫斯基所创词汇 是种使用在几何度量空间的几何学用语 用以标明两个点在标准坐标系上的绝对轴距总和
  • Python123 练习5

    文章目录 1 一元二次方程求根 2 百钱买百鸡 3 鸡兔同笼 4 最大公约数和最小公倍数 5 判断三角形并计算面积 6 判断IP地址合法性 7 回文素数 8 反素数 9 今天是第几天 10 提取首字符 11 判断火车票座位 如果文章内容或代
  • 基于BowyerWatson的Delaunay三角化算法实现

    实现效果如下图所示 代码 include
  • 【Python】Bezier曲线的绘制

    Bezier曲线的绘制 r u i J
  • Bezier曲线的公式推导及代码实现

    本文仅简述Bezier曲线的公式推导 并给出了一种代码实现 在阅读本文之前 请确保你已经对Bezier曲线的背景知识有所了解 相关知识可以通过以下课程进行学习 MOOC 计算机图形学 中国农业大学 赵明或者观看B站搬运版 算法原理 给定 n
  • 《信号与系统》解读 第4章 连续信号的离散化:采样与采样定理、奈奎斯特准则、脉冲编码调制PCM

    前言 如果你对采样定理和奈奎斯特准则一知半解 本文将给茅塞顿开 如果你对为什么采样频率必须大于等于原始信号的带宽的2倍 本文将给你答案 目录 1 信号与系统的模型 2 为什么要对连续信号离散化 3 连续信号离散化 采样 的模型 3 1 采样
  • 《信号与系统》解读 第1章 信号与系统概述-6:系统对时域信号的基本运算与基本变换---幅度、加法、乘法、积分、微分、时延、反转、混合

    目录 1 常见信号间的运算 1 1 幅度运算 1 2 加法运算 1 3 乘法运算 1 4 连续信号微分与积分 1 5 离散信号的差分与迭分 2 常见信号自变量的变换 2 1 时延变换 2 2 时间反转变换 2 3尺度变换 2 4混合变换 1
  • OpenGL assimp库,编译 ‘File too big‘,‘too many sections’,IFCReaderGen.cpp 中报错

    QT环境下配置Assimp库 MinGW编译器 48条消息 QT环境下配置Assimp库 MinGW编译器 Elsa的迷弟的博客 CSDN博客 IFCReaderGen cpp 中报错 too many sections问题 如下图所示 此
  • OpenGL学习笔记(十)-几何着色器-实例化

    参考网址 LearnOpenGL 中文版 4 7 几何着色器 4 7 1 基本概念 1 顶点和片段着色器之间有一个可选的几何着色器 几何着色器的输入是一个图元 如点或三角形 的一组顶点 顶点发送到下一着色器之前可对它们随意变换 将顶点变换为
  • 时域采样,频域为什么周期延拓了

    频域周期延拓只是表面现象 其实质是不同的信号采样后的像可能相同 不可区分 如果硬要做实验 还是要有一定的编程基础 起码要整一个声音出来 让你听一听 可是你要重复这一实验可能又太难了 所以我还是讲一讲简单的数学原理 并用简单的三角函数及程序验
  • 【信号与系统】零输入响应和自由响应的区别

    课本内容 以下内容来自郑君里 信号与系统 第三版 上册 p61 1 自由响应和零输入响应都满足齐次方程的解 2 然而 它们的系数完全不同 零输入响应的系数仅由起始储能情况决定 而自由响应的系数要同时依从于起始状态和激励信号 3 自由响应由两
  • 计算机图形学GAMES101(三)变换(模型、视图、投影)

    补充内容 R 是逆时针方向旋转的矩阵 R 是顺时针方向旋转的矩阵 可以发现R T R 1 像这样的矩阵叫做正交矩阵 以后如果要求往相反的方向旋转相同角度的变换 R 只需要求正向旋转的矩阵然后转置就可以了 本节涉及内容 仿射变换 线性变换 平
  • 计算机图形学GAMES101(十五)光线追踪(蒙特卡洛积分与路径追踪)

    本节涉及内容 蒙特卡罗积分 路径追踪 蒙特卡罗积分 蒙特卡罗积分的核心思想还是求一个不规则图形的面积 它的做法是 首先在a和b之间找一个值xi然后求f x 接着以f x 为高 ab为宽求矩形的面积 最后将所有的值求平均 当采样数量xi趋于无
  • openGL之API学习(二零二)glsl的smooth flat

    采用flat着色时 OpenGL将使用图元中某个顶点的颜色来渲染整个图元 通常情况下会选择图元的第一个或最后一个顶点的颜色作为该图元的颜色 在使用smooth着色时 OpenGL会独立的处理图元中各个顶点的颜色 对于线段图元 线段上各点的颜
  • 均值不等式链的几何证明

    均值不等式链的几何证明 这是我们高中时所见到的不等式链的关系 接下来将用几何图形的方法进行证明 首先 做圆 A 直径 BC 在圆上异于 BC 取一点 D 连接 DA DB DC 并做 DE 垂直与 BC 交 BC 与点 E 设 CE a B
  • 最小二乘法求解圆方程圆形及半径

    ci最小二乘法定义 摘抄于百度百科 基本思路 摘抄于百度百科 简单的来说 最小二乘法为一类线性算法 将需要求解的系数当作未知数 f x 与x当作已知数 通过多组对应关系求得系数的方法 所以 最小二乘法仅适合系数为一次项方程式 例如 k与b作
  • 高等数学——驻点,拐点,极值点

    一 定义不同 1 极值点 若f a 是函数f x 的极大值或极小值 则a为函数f x 的极值点 极大值点与极小值点统称为极值点 极值点是函数图像的某段子区间内上极大值或者极小值点的横坐标 极值点出现在函数的驻点 导数为0的点 或不可导点处

随机推荐

  • chatgpt赋能python:Python和数学建模:如何参与数学建模比赛

    Python和数学建模 如何参与数学建模比赛 介绍 数学建模比赛通常是学术界和工业界一起组织的比赛 旨在让学生掌握实际问题的建模方法以及如何处理数据 分析和解决实际问题 Python是一个流行的编程语言 广泛应用于数据科学和数学建模领域 因
  • 单链表中求中间节点

    问题描述 求单链表中间节点的值 如果中间有2个 只要第一个 就是偶数情况下 只要中间的第一个 速度要快 解决方法 可以参照这篇博文 http blog csdn net dawn after dark article details 736
  • PHP与MySQL程序设计 学习笔记 第十章 处理文件和操作系统

    获取路径的文件名部分 不管文件系统中是否存在该路径 可选参数suffix指定一个后缀名 使返回的文件名忽略该后缀 path usr local text txt print basename path n 输出text txt print
  • 【翻译】 一个新的暂停/休眠的基础设施

    LWN订阅者的好处订阅LWN的主要好处是帮助我们继续出版 但除此之外 订阅者可以立即获得所有的网站内容和获得一些额外的网站功能 请今天就注册吧 作者 Jonathan Corbet 2008年3月19日 在参加会议时 你们的编辑多年来一直注
  • c#一个FTP操作封装类FTPHelper

    参考了网上一些代码 作了一些调整优化 using System using System Collections Generic using System Linq using System Text using System Net us
  • Perfmon监控Windows进程性能

    Perfmon简介 Perfmon Performance Monitor 是一款Windows自带的性能监控工具 提供了图表化的系统性能实时监视器 性能日志和警报管理 通过添加性能计数器 Performance Counter 可以实现对
  • Dell电脑插入耳机不能识别

    https blog csdn net weixin 42800268 article details 89418017 utm source app
  • 2020最新微信小程序学习资源汇总,包括文档、视频、系列教程、开源项目、框架!

    利用国庆这段时间收集的一些微信小程序学习资源 希望能够帮助到大家 持续更新 欢迎投稿 开源项目或者文章博客 来源知乎 https zhuanlan zhihu com p 193101814 目录 官网文档 系列教程 视频 开源项目 小程序
  • JavaScript的window.onload事件的理解

    window onload 的作用 window onload 方法用于在网页加载完毕后立刻执行的操作 即当 HTML 文档加载完毕后 立刻执行某个方法 window onload 通常用于 元素 在页面完全载入后 包括图片 css文件等等
  • RKmedia教学(zbar 二维码识别)

    介绍 要想更好的使用 1126 1109 的硬件资源就必须掌握一套媒体框架 此贴会已一个智慧金融的应用场景 介绍一下 RKmedia 的 VI VO RGA 模块以及 zbar 的使用 应用功能 通过 RGB 摄像头识别二维码 代码 git
  • 存储、嵌入式、通信协议-STM32 FMC原理详解

    推荐关注的博主 https blog csdn net as480133937 category 9188655 html https blog csdn net as480133937 category 11691034 html htt
  • vue初识之路由

    目录 前言 使用步骤 vue代码实例 步骤一 引入js文件 步骤二 创建路由实例 步骤三 创建映射关系 步骤四 将路由实例挂载到vue实例 步骤五 使用路由 总结 前言 Vue Router 是 Vue js 官方的路由管理器 它和 Vue
  • Entry模拟对输入的密码进行验证是否符合规范

    需求 1 密码必须不少于6位 2 密码不能包含中文 3 密码不能有特殊字符 4 密码里至少有一个大写字母 效果如图所示 完整代码如下 from tkinter import import re root Tk root title 密码动态
  • 操作系统4-进程,线程,进程控制——lab4内核线程管理,用户进程管理

    大纲一下 最重要的还是要把知识点串起来 知道每一个后知识点概念出现的原因 进程 进程的概念 进程控制块 进程状态 三状态进程模型 挂起进程模型 线程 为什么引入线程 线程的概念 用户线程 内核线程 进程控制 上下文切换 进程创建fork 进
  • spring 使用 jdbcTemplate 查询 MySQL中 timestamp类型数据不准确的问题

    原因 可能是时区设置问题 解决方法 在数据库连接的url中加上时区的设置 如果使用 springboot 在 application properties 文件中添加 spring datasource url jdbc mysql loc
  • 名称解释:Deployment

    简述 Deployment为Pod和ReplicaSet提供了一个声明式定义 declarative 方法 用来替代以前的ReplicationController来方便的管理应用 典型的应用场景包括 定义Deployment来创建Pod和
  • selenium常用定位元素属性详解

    selenium定位元素详解 1 CSS定位表达式 2 XPath定位表达式 3 XPath定位与CSS定位的比较 4 使用ID定位 5 使用class名称定位 1 CSS定位表达式 css 是一种用于发现HTML或XML等文件样式的前端页
  • Jmeter接口测试、性能测试详细讲解+实战教程,堪称经典!

    目录 导读 1 接口简介 2 接口测试简介 3 环境搭建 4 RESTful风格 5 Json说明 6 Jmeter简介 7 Jmeter环境搭建 8 Jmeter使用 8 1 Jmeter发GET请求 8 2线程组 8 2 1 并发执行
  • BIO、NIO和AIO的区别、三种IO的原理与用法

    目录 IO BIO NIO AIO 区别及联系 各自适用场景 使用方式 IO 什么是IO 它是指计算机与外部世界或者一个程序与计算机的其余部分的之间的接口 它对于任何计算机系统都非常关键 因而所有 I O 的主体实际上是内置在操作系统中的
  • 【信号与系统】零输入响应和自由响应的区别

    课本内容 以下内容来自郑君里 信号与系统 第三版 上册 p61 1 自由响应和零输入响应都满足齐次方程的解 2 然而 它们的系数完全不同 零输入响应的系数仅由起始储能情况决定 而自由响应的系数要同时依从于起始状态和激励信号 3 自由响应由两