时不变系统

✍ dations ◷ 2025-04-02 16:20:53 #控制理论,信号处理

时不变系统是输出不会直接随着时间变化的系统。

如果系统的传递函数不是时间的函数,就可以满足这个特性。这个特性也可以用示意图的术语进行描述

为了表明如何确定系统是时不变系统,以下来看两个系统:

由于系统A除了 x ( t ) {\displaystyle x(t)} 所以它是时变系统,而系统B没有显式地依赖于时间所以它是时不变的。

下面将给出系统A和B更加正式的证明。为了完成这个证明,我们需要使用第二个定义。

系统A:

系统B:

我们用 T r {\displaystyle \mathbb {T} _{r}} 表示移位算子,其中 r {\displaystyle r} 是矢量变址组需要移位的数值,例如“前进1步”的系统

可以用这个抽象表示

其中 x ~ {\displaystyle {\tilde {x}}}

以及产生系统移位输出

所定义的函数,这样 T 1 {\displaystyle \mathbb {T} _{1}} 就是输入矢量增加1的算子。

假设我们用算子 H {\displaystyle \mathbb {H} } 表示一个系统,如果系统与移位算子是可交换的,那么它就是时不变的,例如

如果系统方程是

并且如果我们可以将系统算子 H {\displaystyle \mathbb {H} } 首先对 x ~ {\displaystyle {\tilde {x}}} 进行运算,然后再用移位算子 T r {\displaystyle \mathbb {T} _{r}} 进行运算,或者首先用移位算子 T r {\displaystyle \mathbb {T} _{r}} ,然后再用系统算子 H {\displaystyle \mathbb {H} } 进行运算,并且这两种方法的结果等价,那么系统就是时不变的。

首先用系统算子进行运算将得到

首先用移位算子将得到

如果系统是时不变的,那么

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