知道单位脉冲响应函数怎么求传递函数

知道单位脉冲响应函数怎么求传递函数,第1张

传递函数=输出函数/输入函数,已知输入函数为单位脉冲,其拉普拉斯函数为1,则其传递函数为输出函数的拉普拉斯变换函数。

信号与系统或电路理论等学科中,冲激响应(或叫脉冲响应)一般是指系统在输入为单位冲激函数时的输出(响应)。对于连续时间系统来说,冲激响应一般用函数h(t)来表示。对于无随机噪声的确定性线性系统,当输入信号为一脉冲函数 δ(t) 时,系统的输出响应 h(t)。

对于任意的输入 u(t), 线性系统的输出 y(t)表示为脉冲响应函数与输入的卷积, 即如果系统是物理可实现的,那么输入开始之前,输出为0,即当 τ<0时 h(τ)=0,这里τ 是积分变量。

扩展资料:

实际使用相关法辨识系统的脉冲响应时,常用伪随机信号作为输入信号,由相关仪或数字计算机可获得输入输出的互相关函数Ruy(t),因为伪随机信号的自相关函数 R(t)近似为一个脉冲函数,于是h(t)=(1/k)Ruy(t)。这是比较通用的方法。也可以输入一个带宽足够宽的近似白噪声信号,得到h(t)的近似表示。

针对零初始状态系统在单位阶跃输入下的响应情况,定义了一系列动态性能指标,用以评判系统的动态性能,如超调量、衰减比、上升时间、调节时间、峰值时间等等。

对于典型的输入信号,如冲激信号、阶跃信号、斜坡信号等,都建立有响应模型(在此即单位阶跃响应模型)。根据模型,可以快速判断出实际系统的动态性能指标参数,只需要代入实际系统的相关测量参数,就可以定量分析其性能指标。

——脉冲响应函数

那究竟什么是脉冲?从字面上理解——脉搏的跳动产生的冲击波。脉冲的定义其实是这样的:

电压或电流的波形象心电图上的脉搏跳动的波形 但现在听到的什么电源脉冲、声脉冲……又作何解释呢——脉冲的原意被延伸出来得: 隔一段相同的时间发出的波等机械形式,学术上把脉冲定义为:在短时间内突变,随后又迅速返回其初始值的物理量。

从脉冲的定义内我们不能看出,脉冲有间隔性的特征,因此我们可以把脉冲作为一种信号。 脉冲信号的定义由此产生:

相对于连续信号在整个信号周期内短时间发生的信号,大部分信号周期内没有信号。就象人的脉搏一样。现在一般指数字信号,它已经是一个周期内有一半时间(甚至更长时间)有信号。计算机内的信号就是脉冲信号,又叫数字信号。

具体介绍

脉冲。正确地讲应称为神经冲动(nerve im-pulse)。当神经的某一局部受到足够强度的刺激时,则在该部产生动作电位,并从该点沿神经纤维向两个方向传播。冲动与动作电位具有相同的意思,但冲动是在作为沿轴突传播的信号看待时使用。根据冲动的原发部位,在离中神经中是从中枢向末梢产生效应的器官,在向中神经中是从末梢感受器向中枢单方向传导。它所起的作用是连络中枢和末梢的信号。冲动的传导速度可因神经纤维有无髓鞘和粗细等而异。有髓鞘神经的传导速度与纤维直径是成正比,在哺乳类用纤维直径(微米)×6米/秒来表示,最高达120米/秒,无髓鞘神经的传导速度与直径的平方根成正比,通常在2—3米/秒以下。

相关术语

脉冲信号:瞬间突然变化,作用时间极短的电压或电流称为脉冲信号它可以是周期性重复的,也可以是非周期性的或单次的。

脉冲反应堆pulse reactor :能在很短时间间隔内达到超临界状态,从而产生很高脉冲功率和很强中子通量,并能安全可靠地多次重复运行的反应堆。它分为热中子脉冲堆和快中子脉冲堆两类。中国建成了一座铀氢锆脉冲反应堆,这是以铀氢锆作燃料的反应堆。它主要以氢作为慢化剂,当功率升高时,温度就会提高,氢的慢化作用减弱,反应性立即降低,反应堆有很大的瞬发负温度系数,因而呈脉冲运行。脉冲反应堆除了用来培训人员、从事研究工作和生产短寿命放射性同位素外,还可用来治疗癌症、中子照相、活化分析及辐照燃料和材料。

脉冲响应指的是:在一个输入上施加一个脉冲函数引起的时间响应。

单位脉冲响应(Unit impulse response)系统对单位脉冲输入的响应。也称作记忆函数。脉冲响应确定一个线性系统的特性,包含有与频率域中的传输函数相同的信息,而传输函数是脉冲响应的拉普拉斯变换。线性系统的输出由系统的输入与它的脉冲响应的卷积给出。

单位脉冲响应是指一个无穷大的瞬时冲激,并且由于其在时间轴上的积分为1,而t又趋向于零,所以单位脉冲响应的大小应该是无穷大,但是要知道的是,无穷大量也有大小比较,所以单位脉冲响应可以用一个系数对之进行量度。

扩展资料

1、系统动态性能分析

动态性能是系统性能的一个十分重要的指标,通常用阶跃信号作用来测定系统的动态性能。一般认为,阶跃信号对于系统来说是十分严峻的工作状态,因为阶跃信号中存在跃断点(不连续点)。

针对零初始状态系统在单位阶跃输入下的响应情况,定义了一系列动态性能指标,用以评判系统的动态性能,如超调量、衰减比、上升时间、调节时间、峰值时间等等。

2、建立系统响应模型

对于典型的输入信号,如冲激信号、阶跃信号、斜坡信号等,都建立有响应模型(在此即单位阶跃响应模型)。根据模型,可以快速判断出实际系统的动态性能指标参数,只需要代入实际系统的相关测量参数,就可以定量分析其性能指标。

——脉冲响应

——单位脉冲响应

1、Heaviside函数数学表达。

2、how有以下几种形式:

simplify函数对表达式进行化简;radsimp函数对含根式的表达式进行化简;combine函数将表达式中以求和、乘积、幂运算等形式出现的项进行合并;collet合并同类项;factor函数实现因式分解;convert函数完成表达式形式的转换。

相关指令简介,本次演示Heaviside函数矩形脉冲的傅立叶变换,需要用到的matlab指令函数及其调用格式为:

3、求fourier变换。

4、用反变换验算一下正确与否。

5、时域曲线绘制,在这一部里面设A=1,tao=3。则绘制命令如下图所示:

6、上一步所绘制的时域曲线,如下图所示:

7、频域曲线的绘制,绘制代码如下:

8、绘制好的频域曲线图,如下图所示:

设传递函数H(jw)=R(jw)/E(jw),

R(jw)是响应,E(jw)是输入。当输入是脉冲的时候,其拉普拉斯变换是1

所以脉冲函数的响应就是传递函数本身的拉屎反变换。

在信号与系统学科中,冲激响应(或叫脉冲响应)一般是指系统在输入为单位冲激函数时的输出(响应)。对于连续时间系统来说,冲激响应一般用函数h(t)来表示。对于无随机噪声的确定性线性系统,当输入信号为一脉冲函数 δ(t) 时,系统的输出响应 h(t)称为脉冲响应函数。

传递函数是指零初始条件下线性系统响应(即输出)量的拉普拉斯变换(或z变换)与激励(即输入)量的拉普拉斯变换之比。记作G(s)=Y(s)/U(s),其中Y(s)、U(s)分别为输出量和输入量的拉普拉斯变换。传递函数是描述线性系统动态特性的基本数学工具之一,经典控制理论的主要研究方法——频率响应法和根轨迹法——都是建立在传递函数的基础之上。传递函数是研究经典控制理论的主要工具之一。

脉冲信号是一种离散信号,形状多种多样,与普通模拟信号(如正弦波)相比,波形之间在时间轴不连续(波形与波形之间有明显的间隔)但具有一定的周期性是它的特点。最常见的脉冲波是矩形波(也就是方波)。脉冲信号可以用来表示信息,也可以用来作为载波,比如脉冲调制中的脉冲编码调制(PCM),脉冲宽度调制(PWM)等等,还可以作为各种数字电路、高性能芯片的时钟信号。 所谓脉冲信号表现在平面坐标上就是一条有无数断点的曲线,也就是说在周期性的一些地方点的极限不存在,比如锯齿波,也有电脑里用到的数字电路的信号,0,1。脉冲信号,也就是像脉搏跳动这样的信号,相对于直流,断续的信号,如果用水流形容,直流就是把龙头一直开着淌水,脉冲就是不停的开关龙头形成水脉冲。 你把手电打开灯亮,这是直流,你不停的开关灯亮、熄,就形成了脉冲,开关速度的快慢就是脉冲频率的高低。

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