信號(hào)與系統(tǒng)2020秋·計(jì)算題備考(一)
首先感謝小伙伴提供的對(duì)老師所講的錄音、筆記等關(guān)鍵情報(bào)
計(jì)算題只會(huì)出在
1 第一章(老師說(shuō)的,不懂咋考個(gè)大題……再說(shuō)吧)
2 第四章傅氏變換LTI系統(tǒng)頻域分析(大概率是帶通濾波器)
3 第五章拉普拉斯變換帶框圖LTI系統(tǒng)s域分析綜合題
本篇說(shuō)3,第二章求響應(yīng)也合并了進(jìn)來(lái)。
先看給框圖寫(xiě)方程:
框圖可能是時(shí)域框圖,也可能是頻域框圖,應(yīng)該是系統(tǒng)的器件組合,不會(huì)是電路圖

零狀態(tài)的積分換成1/s,然后求導(dǎo)就是乘s,求兩次導(dǎo)就是s2

寫(xiě)出F(s)、Y(s),得H(s)與h(t),然后

然后課本247頁(yè)又接著給出了下文,這簡(jiǎn)直是天然的大題第3問(wèn)


最后還可能來(lái)個(gè)全響應(yīng)=零狀態(tài)響應(yīng)+零輸入響應(yīng)。
它也可能是“兩點(diǎn)式”求響應(yīng),如

如果擴(kuò)編的大一些,也就是把求沖激響應(yīng)(等同于求系統(tǒng)函數(shù))升級(jí)為求零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)或進(jìn)而全響應(yīng)。如課本248頁(yè)5例5.4-9


這一類題貌似也常見(jiàn),我稱呼它為“兩點(diǎn)式”——宛如兩點(diǎn)確定一條直線。兩個(gè)給定的輸出——輸入對(duì)即可確定一個(gè)LTI系統(tǒng)。

全響應(yīng)=零狀態(tài)響應(yīng)+零輸入響應(yīng)。為什么我們重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)零狀態(tài)響應(yīng)而零輸入響應(yīng)非主流呢?
因?yàn)長(zhǎng)IT系統(tǒng)使得全響應(yīng)在頻域中有形如“y=kx+b”的形式,

∴兩個(gè)給定的輸入—輸出關(guān)系對(duì)就可以確定扮演“斜率角色”的系統(tǒng)函數(shù)、以及“平移量”——零輸入響應(yīng)。

先將兩個(gè)輸入——輸出關(guān)系對(duì)單邊拉式變換成頻譜,然后解二元一次方程組求得H(s)和Yzi(s),系統(tǒng)函數(shù)的單邊拉式變換就是沖激響應(yīng)。對(duì)于“線性時(shí)不變系統(tǒng)”,對(duì)點(diǎn)的脈沖響應(yīng)自然是其基元響應(yīng),即刻畫(huà)了這個(gè)系統(tǒng)是怎么傳遞信號(hào)的。
我知道了形如直線斜截式方程“y=kx+b”中的“k、b”,也自然能寫(xiě)出形如直線一般式方程“ay=bx+c”中的a、b、c,一般式方程正對(duì)應(yīng)著系統(tǒng)的微分方程。
雖然是n階多項(xiàng)式,但形式上仍是線性方程組。

接下來(lái):

第2問(wèn)和第1問(wèn)原理一樣不贅述。第3問(wèn)中是另一個(gè)知識(shí)點(diǎn),

這幾個(gè)多項(xiàng)式和其方程建議抄下來(lái)

一旦你頭腦中樹(shù)立了像求直線方程那樣的觀念,做那些作業(yè)題和PPT例題就如砍瓜切菜。剛才看的是訓(xùn)練集(機(jī)器學(xué)習(xí)中用來(lái)建模的樣本),接下來(lái)我們來(lái)看測(cè)試集——

以第1問(wèn)為例:

相信用經(jīng)典時(shí)域分析法寫(xiě)過(guò)作業(yè)的小伙伴們都清楚,這簡(jiǎn)直是砍瓜切菜。只要給出系統(tǒng)微分方程,即相當(dāng)于給出直線的一般式方程,那相當(dāng)于斜率的系統(tǒng)函數(shù)即立得,有了系統(tǒng)函數(shù),那么這題基本上就快完成了。剩下的請(qǐng)讀者自行嘗試。

這樣的題更簡(jiǎn)單,沖激響應(yīng)、階躍響應(yīng)都屬于零狀態(tài)響應(yīng),更省事了。

通過(guò)對(duì)比,你會(huì)發(fā)現(xiàn)求零狀態(tài)響應(yīng)時(shí),時(shí)域分析法需要求與最后結(jié)果無(wú)關(guān)的初始條件。

對(duì)于同一難度級(jí)別的題,讀者自己做著玩就行了,基本上直接亂殺??磮D寫(xiě)表達(dá)式之類的別寫(xiě)錯(cuò)了表達(dá)式就行,另外對(duì)于可能旁支一個(gè)響應(yīng)類型的判定,我曬張圖:

LIT系統(tǒng)的齊次解、特解分別對(duì)應(yīng)自然響應(yīng)、強(qiáng)迫響應(yīng)。 由該圖得,這些概念里沒(méi)有一個(gè)同義詞。所以等價(jià)的選項(xiàng)一律錯(cuò)誤。對(duì)于所有響應(yīng)類型判定,背過(guò)這張圖。

綜上,我猜測(cè)第五章的大題會(huì)是s域框圖——寫(xiě)系統(tǒng)函數(shù)——求響應(yīng);或者變態(tài)一些,"兩點(diǎn)式求出系統(tǒng)函數(shù),然后讓你比著系統(tǒng)函數(shù)自己畫(huà)框圖,然后再求響應(yīng)。目前就琢磨出這兩種方式,其他方案要么太小不足以成一個(gè)綜合大題,要么沒(méi)學(xué)過(guò)或者不考。