连续时间信号与系统的s域分析.ppt

4-4 LTI系统和线性电路的s域分析,5.系统方框图表示 用方框图表示一个系统，可直观地表示系统的入出关系和功能。复杂系统通常由许多子系统互联而成，每个子系统可用其功能方框表示。系统方框图也称为系统实现框图。在复杂系统中，经常用系统函数表示各功能模块，因此，用系统函数研究互联系统的特性和功能是常用的技术。,4-4 LTI系统和线性电路的s域分析,5.系统方框图表示（1）串联系统：串联系统的系统函数是其子系统系统函数的乘积，而且与子系统的级联次序无关。对串联系统，有,4-4 LTI系统和线性电路的s域分析,5.系统方框图表示（2）并联系统：并联系统的系统函数是其子系统的系统函数之和。对并联系统，有,4-4 LTI系统和线性电路的s域分析,5.系统方框图表示（3）反馈系统：反馈系统的系统函数是前向系统函数除以由1减去环路系统函数得到的差。,4-4 LTI系统和线性电路的s域分析,5.系统方框图表示（3）反馈系统：,4-4 LTI系统和线性电路的s域分析,5.系统方框图表示,4-4 LTI系统和线性电路的s域分析,6.系统的流图表示系统流图是含有源节点和宿节点的有向路径图在流图中，输入信号从源节点流入，经过此有向路径，从宿节点流出输出信号流图含有若干个中间节点，节点之间由有向连支连接每个连支表示一个子系统，连支的出发点为输入，到达点为输出。连支上标记该子系统的系统函数；当连支上标记一常数时，表示输出等于加权了此常数的输入；当缺省此常数时，表示输出等于输入。当有多个有向连支汇聚于同一节点时，就发生加法运算；当有多个有向连支从同一节点出发时，该节点表示的输出量同时输向这些连支。,4-4 LTI系统和线性电路的s域分析,6.系统的流图表示,4-4 LTI系统和线性电路的s域分析,7.系统实现 许多物理系统可以用微分方程来数学建模，因此，我们可用能完成此微分方程功能的电子系统来模拟相应的物理系统，当然更可以模拟用微分方程描述的数学系统。这称为系统实现。（1）系统实现的基本部件 系统实现通常由加法器，放大器（或衰减器）和积分器组成。,4-4 LTI系统和线性电路的s域分析,7.系统实现,系统实现的基本部件,系统实现的基本部件的流图表示,4-4 LTI系统和线性电路的s域分析,7.系统实现(2)系统的直接型实现,4-4 LTI系统和线性电路的s域分析,7.系统实现(2)系统的直接型实现,n阶系统模拟方框图,4-4 LTI系统和线性电路的s域分析,7.系统实现(2)系统的直接型实现,n阶系统的流图,4-4 LTI系统和线性电路的s域分析,7.系统实现(2)系统的直接型实现,一般二阶系统的系统流图 一般一阶系统的系统流图,4-4 LTI系统和线性电路的s域分析,7.系统实现（3）系统的串联型实现 其中,一阶子系统由一对零极点组成，或仅由一个极点组成，即 或,4-4 LTI系统和线性电路的s域分析,7.系统实现（3）系统的串联型实现 当零点或极点为复数时，必有共轭零点或极点，两个互相共轭的零极点对可用一个二阶实系统 实现 或共轭极点可用一个二阶实系统 实现。总之，一个n阶系统可用若干个一阶或二阶实系统串联组成。,4-4 LTI系统和线性电路的s域分析,7.系统实现（3）系统的串联型实现 例4-31已知系统函数为，求其串联实现的系统流图。,4-4 LTI系统和线性电路的s域分析,7.系统实现（4）系统的并联型实现 由多项式的部分分式分解定理知，当系统节点都是单极点时n阶系统的系统函数 其中,当实极点 为实数时，子系统 可用一个一阶实系统实现；共轭极点对可用一个二阶实系统 实现，使得一个n阶系统可用若干个一阶或二阶实系统并联组成。,4-4 LTI系统和线性电路的s域分析,7.系统实现（4）系统的并联型实现 例4-32已知系统函数为，画出以并联结构实现的系统流图。,4-4 LTI系统和线性电路的s域分析,7.系统实现（5）系统的串并联型实现 在有重极点情况下，部分分式分解可把系统函数分解为低阶子系统的并联，即 其中 为与极点 相应的子系统，对于单极点而言，有，而对于 重极点而言，有 因此整个系统是子系统的并联，但其中与重极点相应的子系统用串联结构实现，所以可称这样的实现为并串联型结构。,4-4 LTI系统和线性电路的s域分析,7.系统实现（5）系统的串并联型实现例4-33 已知系统函数为画出并串联型实现的系统流图。,