线性系统第五次作业。高奇峰
(NEW)吴大正《信号与线性系统分析》(第4版)配套题库【名校考研真题+课后习题+章节题库+模拟试题】上册
二、判断题
任何系统的全响应必为零状态响应与零输入响应之和。（ ）[北京 邮电大学2012研]
【答案】×
【解析】零输入响应为仅由起始状态所产生的响应。零状态响应是系统 的初始状态为零时，仅由输入信号引起的响应。由此可知仅当系统满足 线性时，其全响应必为零状态响应与零输入响应之和。
三、分析计算题
1．已知某系统的转移函数 ，求系统的零状态响应
【答案】
【解析】设f1（t）＝ε（t）由LTI系统的线性和时不变性得（由于该题 没有给出系统的初始状态，所以这里不考虑）
f（t）＝ε（t－1）－ε（t－2）＝f1（t－1）－f1（t－2）
3．已知某LTI系统，当t＞0时有： 当输入f（t）＝（e－t＋2e－2t）ε（t）时，输出响应为（e－t＋5e－2t） ε（t）； 当输入f（t）＝（2e－t＋e－2t）ε（t）时，输出响应为（5e－t＋e－2t） ε（t）； 当输入f（t）＝（e－t＋e－2t）ε（t）时，输出响应为（e－t＋e－2t） ε（t）； 则当输入为f（t）＝（e－t－e－2t）ε（t）时，系统的输出响应为 ______。[长沙理工大学2006研]
整理得：
则
关） 取其逆变换得：
（仅与输入有关） （仅与系统的初始状态有
第3章 离散系统的时域分析 一、选择题
1．有限长序列 的长度为4，欲使 与 的圆卷积和线卷积相同， 则长度L的最小值为（ ）。[中国科学院研究生院2012研] A．5 B．6 C．7 D．8 【答案】C
【解析】 的长度为4，则其线卷积的长度为4＋4－1＝7。当 与 的圆卷积 时， 与 的圆卷积和线卷积相同，可知L的最小
【答案】
；
；稳定
【解析】由
可知，该系统任意两个相邻的输出值之差就是该
线性系统设计大作业
第一章 背景１．1自相关函数自相关函数是信号在时域中特性的平均度量，它用来描述信号在一个时刻的取值与另一时刻取值的依赖关系，对于离散信号r 长度为N ，记为{r(k),k=0,1,2,…,N-1}。
该信号的自相关函数为101R()[()()]N i r i i N ττ-==+∑()()r i r i N ττ+=+-伪随机信号在每个采样点k 信号值为-a 或a ，其自相关函数为自相关函数就是信号x(t)和它的时移信号()x t τ+乘积的平均值，它是时移变量τ的函数。
自相关函数具有如下主要性质：（1）自相关函数为偶函数，xy R ()τ=xy R ()τ-，其图形对称于纵轴。
因此，不论时移方向是导前还是滞后（τ为正或负），函数值不变。
（2）当τ＝0时，自相关函数具有最大值，且等于信号的均方值，即（3）周期信号的自相关函数仍为同频率的周期信号。
自相关函数的典型应用包括：检测淹没在随机噪声中的周期信号。
由于周期信号的自相关函数仍是周期性的，而随机噪声信号随着延迟增加，它的自相关函数将减到零。
因此在一定延迟时间后，被干扰信号的自相关函数中就只保留了周期信号的信息，而排除了随机信号的干扰。
1.2互相关函数互相关函数，表示的是两个时间序列之间和同一个时间序列在任意两个不同时刻的取值之间的相关程度，即互相关函数是描述随机信号x(t),y(t)在任意两个不同时刻t1，t2的取值之间的相关程度。
随机信号x(t)和y(t)的互相关函数xy R ()τ定义为xy R ()[()()]n m x n m y n +∞=-∞=-∑系统脉冲响应的测定。
在随机激励试验中，假如以随机白噪声作为试验信号输入被测系统，则输入信号与输出信号的互相关函数R() 就是被测系统的脉冲xy响应。
这种测量方法的优点可以在系统正常工作过程中测量。
测量时，其他信号都与试验信号无关，因而对互相关函数没有影响，不影响脉冲响应的测量。
第二章 基于Hankel 阵的实现2.1 Markov 系数概述对于严格真有理分式111111...()...n n nnn n nb s b s b G s s a s a s a ----+++=+++ 用多项式除法按指数级数展开12()(0)+(1)(2)...g s h h s h s --=++∵传递函数是严格真有理分式 ∴(0)=0hG(s)按Markov 矩阵展开成1(1)(1)1G(s)=C[SI-A]()()i i i i i B CA s G s h i s ∞--+=∞-+==⇒=∑∑我们把{(1),(2),(3)...}h h h 称为Markov 系数。
线性系统课后题答案 第五章2
ZY1103114 高景一作业习题（5-14 5-13）5-14可控、可观测单变量系统()A b c 、、和全维状态观测器及状态反馈组成的闭环系统如讲义中题图5-14所示。
建立闭环系统的动态方程式，并证明闭环系统可观测的充分必要条件为： 1、()+A bk c 、可观测； 2、()-A gc k 、可观测；3、0det 0λ-⎛⎫≠⎪⎝⎭I Ab c 0，这里0λ是观测器的任意极点。
解：闭环系统动态方程ˆ=+=+xAx bu u v kx⇒ˆ=++xA x b kx b vˆˆˆ()=-++=+=xA gc x bu gy u v kxy cx⇒ˆˆ()=+-++xgcx A gc bk x bv 于是得到闭环系统动态方程(2)n 维ˆˆ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-+⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦xA bkx b v gc A gc bk xb x[]ˆ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦x y c0x进行等价变换后得到ˆ+-⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦xA bk bk x b v x0A gc x0 []ˆ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦x y c0x证明：方法一，从传递函数角度考虑+-⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦A bkbk A0A gc⎡⎤=⎢⎥⎣⎦b b 0[]=c 0c易得，()1()det()[]adj s s s --=--c I A I A c I A ，其中()det()det[()]det[()]f n n s s s s ∆=-=-+--I A I A bk I A gc ，且[][]111111111()[]()[()][()][()][()][()][()][()]s s s s s s s s s s ----------+-⎡⎤-=⎢⎥--⎣⎦⎡⎤-+-+--=⎢⎥--⎣⎦⎡⎤=-+-+--⎣⎦I A bk bkc I A c 00I A gc I A bk I A bk bk I A gc c00I A gc c I A bk c I A bk bk I A gc 根据第三章所述系统传递函数与可观测性的关系，可得 题中闭环系统可观测⇔()adj s -c I A 与()f s ∆无零极点对消，即()11111()[][()][()][()]det()[()][()][()]det[()]det[()]n adj s s s s s s adj s adj s s s s ------⎡⎤=-=-+-+--⎣⎦-⎡⎤-+--=-+⎢⎥-+--⎣⎦c I A c I A c I A bk c I A bk bk I A gc I A c I A bk k I A gc c I A bk b I A bk I A gc不存在零极点对消，所以分别有：[()]det[()]adj s s -+-+c I A bk I A bk 无零极点对消（⇔()+A bk c 、可观测）（1、）1[()][()]det[()]n adj s s s ----+--k I A gc c I A bk bI A gc 无零极点对消⇔[()]det[()]n adj s s ----k I A gc I A gc （⇔()-A gc k 、可观测）（2、）以及⇔1[()]s --+c I A bk b 与det[()]n s --I A gc 没有相同的非零根，即0λ∀（观测器()n s --I A gc 的任意极点），都有10[()]0λ--+≠c I A bk b ，于是⇔100det[()][()]0λλ--+--+≠I A bk 0c I A bk b ⇔0()det 00λ-+⎡⎤≠⎢⎥⎣⎦I A bk b c ⇔00()det det 000λλ-+-⎡⎤⎡⎤⎡⎤=≠⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦I A bk b I0I A b c kI c （3、）方法二，用PBH 判据闭环系统客观测⇔2s rank s n --⎡⎤⎢⎥-+=⎢⎥⎢⎥⎣⎦I A bkbk0I A gc c 0⇔s rank n --⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦I A bk 0c ⇔()+A bk c 、可观测（1、）再根据11()()s s s s -------⎡⎤⎡⎤⎡⎤---⎢⎥⎢⎥-+=-+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎢⎥---⋅⎣⎦⎣⎦I A bk bkI A bkII A bk bk 0sI A gc 0sI A gc 0I c 0c c I A bk b k 其中1()s -⎡⎤---⎢⎥⎣⎦II A bk bk 0I 是非奇异矩阵，所以闭环系统可观测⇔12()s rank n s ---⎡⎤⎢⎥-+=⎢⎥⎢⎥---⋅⎣⎦I A bk0sI A gc c c I A bk b k ，s C ∀∈，0s λ≠ ⇔rank n ⎡⎤⎢⎥-+=⎢⎥⎢⎥⎣⎦0sI A gc k ⇔()-A gc k 、可观测（2、） 当0s λ=时，-+sI A gc 降秩，所以12()s rank n s ---⎡⎤⎢⎥-+=⎢⎥⎢⎥---⋅⎣⎦I A bk 0sI A gc c c I A bk b k ⇔10()0λ---≠c I A bk b ，由前述方法 ⇔0det 00λ-⎡⎤≠⎢⎥⎣⎦I A b c5-13设系统具有传递函数(1)(2)(1)(2)(3)s s s s s -++-+试问，是否有可能利用状态反馈将传递函数变为(1)(2)(3)s s s -++若有可能，应如何变换？若状态变量不能直接被利用，用特征值-1，-1的将为状态观测器来产生状态变量。
信号与线性系统分析_(吴大正_第四版)习题答案
1-1绘出下列各旗号的波形【式中)()(t t t r ε=】为斜降函数.之阳早格格创做（2）∞<<-∞=-t e t f t ,)( （3）)()sin()(t t t f επ=（4）)(sin )(t t f ε= （5）)(sin )(t r t f =（7）)(2)(k t f k ε= （10）)(])1(1[)(k k f k ε-+=解：各旗号波形为（2）∞<<-∞=-t e t f t,)( （3）)()sin()(t t t f επ=（4）)(sin )(t t f ε=（5）)(sin )(t r t f =（7）)(2)(k t f k ε=（10）)(])1(1[)(k k f k ε-+= 1-2 绘出下列各旗号的波形[式中)()(t t t r ε=为斜降函数].（1）)2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε （2）)2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f（5）)2()2()(t t r t f -=ε （8）)]5()([)(--=k k k k f εε（11）)]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ （12）)]()3([2)(k k k f k ---=εε解：各旗号波形为（1）)2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε（2）)2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f （5）)2()2()(t t r t f -=ε（8）)]5()([)(--=k k k k f εε（11）)]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ（12）)]()3([2)(k k k f k---=εε 1-3 写出图1-3所示各波形的表白式.1-4 写出图1-4所示各序列的关合形式表白式.1-5 判别下列各序列是可为周期性的.如果是，决定其周期.（2）)63cos()443cos()(2ππππ+++=k k k f （5）)sin(2cos 3)(5t t t f π+=解：1-6 已知旗号)(t f 的波形如图1-5所示，绘出下列各函数的波形. （1）)()1(t t f ε- （2）)1()1(--t t f ε （5）)21(t f - （6）)25.0(-t f（7）dt t df )( （8）dx x f t⎰∞-)(解：各旗号波形为（1）)()1(t t f ε-（2）)1()1(--t t f ε（5）)21(t f -（6）)25.0(-t f（7）dt t df )(（8）dx x f t ⎰∞-)(1-7 已知序列)(k f 的图形如图1-7所示，绘出下列各序列的图形.（1）)()2(k k f ε- （2）)2()2(--k k f ε（3）)]4()()[2(---k k k f εε （4）)2(--k f（5）)1()2(+-+-k k f ε （6）)3()(--k f k f解：1-9 已知旗号的波形如图1-11所示，分别绘出)(t f 战dt t df )(的波形. 解：由图1-11知，)3(t f -的波形如图1-12(a)所示（)3(t f -波形是由对于)23(t f -的波形展宽为本去的二倍而得）.将)3(t f -的波形反转而得到)3(+t f 的波形，如图1-12(b)所示.再将)3(+t f 的波形左移3个单位，便得到了)(t f ，如图1-12(c)所示.dt t df )(的波形如图1-12(d)所示.1-10 估计下列各题.（1）[]{})()2sin(cos 22t t t dt d ε+ （2）)]([)1(t e dt d t t δ--（5）dt t t t )2()]4sin([2++⎰∞∞-δπ （8）dx x x t)(')1(δ⎰∞--1-12 如图1-13所示的电路，写出（1）以)(t u C 为赞同的微分圆程.（2）以)(t i L 为赞同的微分圆程.1-20 写出图1-18各系统的微分或者好分圆程.1-23 设系统的初初状态为)0(x ，激励为)(⋅f ，各系统的齐赞同)(⋅y 与激励战初初状态的关系如下，试分解各系统是可是线性的.（1）⎰+=-tt dx x xf x e t y 0)(sin )0()( （2）⎰+=tdx x f x t f t y 0)()0()()(（3）⎰+=tdx x f t x t y 0)(])0(sin[)( （4）)2()()0()5.0()(-+=k f k f x k y k（5）∑=+=kj j f kx k y 0)()0()(1-25 设激励为)(⋅f ，下列是各系统的整状态赞同)(⋅zs y .推断各系统是可是线性的、时没有变的、果果的、宁静的？（1）dt t df t y zs )()(= （2）)()(t f t y zs = （3）)2cos()()(t t f t y zs π=（4）)()(t f t y zs -= （5）)1()()(-=k f k f k y zs （6）)()2()(k f k k y zs -=（7）∑==kj zs j f k y 0)()( （8）)1()(k f k y zs -=1-28 某一阶LTI 得集系统，其初初状态为)0(x .已知当激励为)()(1k k y ε=时，其齐赞同为若初初状态没有变，当激励为)(k f -时，其齐赞同为)(]1)5.0(2[)(2k k y k ε-=若初初状态为)0(2x ，当激励为)(4k f 时，供其齐赞同.第二章2-1 已知形貌系统的微分圆程战初初状态如下，试供其整输进赞同.（1）1)0(',1)0(),()(6)('5)(''-===++-y y t f t y t y t y（4）0)0(',2)0(),()()(''===+-y y t f t y t y2-2 已知形貌系统的微分圆程战初初状态如下，试供其+0值)0(+y 战)0('+y .（2）)()(,1)0(',1)0(),('')(8)('6)(''t t f y y t f t y t y t y δ====++--（4）)()(,2)0(',1)0(),(')(5)('4)(''2t e t f y y t f t y t y t y t ε====++-- 解：2-4 已知形貌系统的微分圆程战初初状态如下，试供其整输进赞同、整状态赞同战齐赞同.（2）)()(,2)0(',1)0(),(3)(')(4)('4)(''t e t f y y t f t f t y t y t y t ε---===+=++ 解：2-8 如图2-4所示的电路，若以)(t i S 为输进，)(t u R 为输出，试列出其微分圆程，并供出冲激赞同战阶跃赞同.2-12 如图2-6所示的电路，以电容电压)(t u C 为赞同，试供其冲激赞同战阶跃赞同.2-16 各函数波形如图2-8所示，图2-8(b)、(c)、(d)均为单位冲激函数，试供下列卷积，并绘出波形图.（1）)(*)(21t f t f （2）)(*)(31t f t f （3）)(*)(41t f t f（4）)(*)(*)(221t f t f t f （5）)3()(2[*)(341--t f t f t f波形图如图2-9(a)所示.波形图如图2-9(b)所示.波形图如图2-9(c)所示.波形图如图2-9(d)所示.波形图如图2-9(e)所示.2-20 已知)()(1t t t f ε=，)2()()(2--=t t t f εε，供)2('*)1(*)()(21--=t t f t f t y δ2-22 某LTI 系统，其输进)(t f 与输出)(t y 的关系为dx x f e t y t x t )2()(1)(2-=⎰∞--- 供该系统的冲激赞同)(t h .2-28 如图2-19所示的系统，试供输进)()(ttfε=时，系统的整状态赞同.2-29 如图2-20所示的系统，它由几身材系统推拢而成，各子系统的冲激赞同分别为供复合系统的冲激赞同.第三章习题、试供序列的好分、战.、供下列好分圆程所形貌的LTI得集系统的整输进相映、整状态赞同战齐赞同.1）3）5）、供下列好分圆程所形貌的得集系统的单位序列赞同. 2）5）、供图所示各系统的单位序列赞同.（a）（c）、供图所示系统的单位序列赞同.、各序列的图形如图所示，供下列卷积战.（1）（2）（3）（4）、供题图所示各系统的阶跃赞同.、供图所示系统的单位序列赞同战阶跃赞同.、若LTI得集系统的阶跃赞同，供其单位序列赞同.、如图所示系统，试供当激励分别为（1）（2）时的整状态赞同.、如图所示的得集系统由二身材系统级联组成，已知，，激励，供该系统的整状态赞同.（提示：利用卷积战的分离律战接换律，不妨简化运算.） 、如图所示的复合系统有三身材系统组成，它们的单位序列赞同分别为，，供复合系统的单位序列赞同.第四章习题4.6 供下列周期旗号的基波角频次Ω战周期T.（1）t j e 100 （2）)]3(2cos[-t π（3）)4sin()2cos(t t + （4）)5cos()3cos()2cos(t t t πππ++（5）)4sin()2cos(t t ππ+ （6）)5cos()3cos()2cos(t t t πππ++ 4.7 用间接估计傅里叶系数的要领，供图4-15所示周期函数的傅里叶系数（三角形式或者指数形式）.图4-154.10 利用奇奇性推断图4-18示各周期旗号的傅里叶系数中所含有的频次分量.图4-184-11 某1Ω电阻二端的电压)(t u 如图4-19所示，（1）供)(t u 的三角形式傅里叶系数.（2）利用（1）的停止战1)21(=u ，供下列无贫级数之战（3）供1Ω电阻上的仄衡功率战电压灵验值.（4）利用（3）的停止供下列无贫级数之战图4-194.17 根据傅里叶变更对于称性供下列函数的傅里叶变更（1）∞<<-∞--=t t t t f ,)2()]2(2sin[)(ππ （2）∞<<-∞+=t t t f ,2)(22αα （3）∞<<-∞⎥⎦⎤⎢⎣⎡=t t t t f ,2)2sin()(2ππ4.18 供下列旗号的傅里叶变更（1）)2()(-=-t e t f jt δ （2）)1(')()1(3-=--t e t f t δ（3）)9sgn()(2-=t t f （4）)1()(2+=-t e t f t ε （5）)12()(-=t t f ε4.19 试用时域微积分本量，供图4-23示旗号的频谱.图4-234.20 若已知)(j ])([ωF t f F =，试供下列函数的频谱：（1）)2(t tf （3）dt t df t )( （5）)-1(t)-(1t f （8）)2-3(t f e jt （9）t dt t df π1*)(4.21 供下列函数的傅里叶变更（1）⎩⎨⎧><=000,1,)(j ωωωωωF （3）)(3cos 2)(j ωω=F（5）ωωωω1)(2n -20sin 2)(j +=∑=j n e F4.23 试用下列办法供图4-25示旗号的频谱函数（1）利用延时战线性本量（门函数的频谱可利用已知停止）.（2）利用时域的积分定理.（3）将)(t f 瞅做门函数)(2t g 与冲激函数)2(+t δ、)2(-t δ的卷积之战.图4-254.25 试供图4-27示周期旗号的频谱函数.图（b ）中冲激函数的强度均为1.图4-274.27 如图4-29所示旗号)(t f 的频谱为)(ωj F ，供下列各值[没有必供出)(ωj F ]（1）0|)()0(==ωωj F F （2）ωωd j F ⎰∞∞-)( （3）ωωd j F 2)(⎰∞∞-图4-294.28 利用能量等式估计下列积分的值.（1）dt t t 2])sin([⎰∞∞- （2）⎰∞∞-+22)1(x dx4.29 一周期为T 的周期旗号)(t f ，已知其指数形式的傅里叶系数为n F ，供下列周期旗号的傅里叶系数（1）)()(01t t f t f -= （2）)()(2t f t f -=（3）dt t df t f )()(3= （4）0),()(4>=a at f t f4.31 供图4-30示电路中，输出电压电路中，输出电压)(2t u 对于输进电流)(t i S 的频次赞同)()()(2ωωωj I j U j H S =，为了能无得果然传输，试决定R 1、R 2的值.图4-304.33 某LTI 系统，其输进为)(t f ，输出为式中a 为常数，且已知)()(ωj S t s ↔，供该系统的频次赞同)(ωj H .4.34 某LTI 系统的频次赞同ωωωj j j H +-=22)(，若系统输进)2cos()(t t f =，供该系统的输出)(t y . 4.35 一理念矮通滤波器的频次赞同4.36 一个LTI 系统的频次赞同 若输进)5cos()3sin()(t t t t f =，供该系统的输出)(t y .4.39 如图4-35的系统，其输出是输进的仄圆，即)()(2t f t y =（设)(t f 为真函数）.该系统是线性的吗？ （1）如t t t f sin )(=，供)(t y 的频谱函数（或者绘出频谱图）. （2）如)2cos(cos 21)1(t t f ++=，供)(t y 的频谱函数（或者绘出频谱图）.4.45 如图4-42(a)的系统，戴通滤波器的频次赞同如图(b)所示，其相频个性0)(=ωϕ，若输进 供输出旗号)(t y .图4-424.48 有限频戴旗号)(t f 的最下频次为100Hz ，若对于下列旗号举止时域与样，供最小与样频次s f .（1）)3(t f （2）)(2t f （3）)2(*)(t f t f （4）)()(2t f t f +4.50 有限频戴旗号)4cos()2cos(25)(11t f t f t f ππ++=，其中kHz f 11=，供Hz f s 800=的冲激函数序列)(t T δ举止与样（请注意1f f s <）.（1）绘出)(t f 及与样旗号)(t f s 正在频次区间（-2kHz ，2kHz ）的频谱图.（2）若将与样旗号)(t f s 输进到停止频次Hz f c 500=，幅度为的理念矮通滤波器，即其频次赞同绘出滤波器的输出旗号的频谱，并供出输出旗号)(t y .图4-47图4-48图4-494.53 供下列得集周期旗号的傅里叶系数.（2）)4)(30()21()(=≤≤=N k k f k第五章5-2 供图5-1所示各旗号推普推斯变更，并证明支敛域. 5-3 利用时常使用函数（比圆)(t ε，)(t e at ε-，)()sin(t t εβ，)()cos(t t εβ等）的象函数及推普推斯变更的本量，供下列函数)(t f 的推普推斯变更)(s F .（1）)2()()2(-----t e t e t t εε （3）)]1()()[sin(--t t t εεπ（5）)24(-t δ（7）)()42sin(t t επ- （9）⎰tdx t 0)sin(π（11）)]()[sin(22t t dt d επ （13）)(22t e t tε-（15）)1()3(---t te t ε1235-4 如已知果果函数)(tf的象函数11)(2+-=sssF，供下列函数)(ty的象函数)(sY.（1）)2(tfe t-（4）)12(-ttf5-6 供下列象函数)(sF的本函数的初值)0(+f战末值)(∞f.（1）2)1(32)(++=sssF（2）)1(13)(++=ssssF5-7 供图5-2所示正在=t时接进的有初周期旗号)(tf的象函数)(sF.图5-25-8 供下列各象函数)(sF的推普推斯变更)(tf.（1）)4)(2(1++ss（3）235422++++ssss（5）)4(422++sss（7）2)1(1-ss（9）)52(52+++ssss5-9 供下列象函数)(sF的推普推斯变更)(tf，并大略绘出它们的波形图.（1）11+--s e Ts （3）3)3(2++-s e s （6）222)1(ππ+--s e s其波形如下图所示：其波形如下图所示：其波形如下图所示：5-10 下列象函数)(s F 的本函数)(t f 是0=t 接进的有初周期旗号，供周期T 并写出其第一个周期（T t <<0）的时间函数表白式)(t f o .（1）s e -+11（2）)1(12s e s -+5-12 用推普推斯变更法解微分圆程)(3)(6)('5)(''t f t y t y t y =++的整输进赞同战整状态赞同.（1）已知2)0(',1)0(),()(===--y y t t f ε. （2）已知1)0(',0)0(),()(===---y y t e t f t ε.5-13 形貌某系统的输出)(1t y 战)(2t y 的联坐微分圆程为 （1）已知0)(=t f ，1)0(1=-y ，2)0(2=-y ，供整状态赞同)(1t y zs ，)(2t y zs . 5-15 形貌某LTI 系统的微分圆程为)(4)(')(2)('3)(''t f t f t y t y t y +=++供正在下列条件下的整输进赞同战整状态赞同.（1）1)0(',0)0(),()(===--y y t t f ε.（2）1)0(',1)0(),()(2===---y y t e t f t ε. 5-16 形貌形貌某LTI 系统的微分圆程为)(4)(')(2)('3)(''t f t f t y t y t y +=++ 供正在下列条件下的整输进赞同战整状态赞同.（1）3)0(',1)0(),()(===++y y t t f ε.（2）2)0(',1)0(),()(2===++-y y t e t f t ε. 5-17 供下列圆程所形貌的LTI 系统的冲激赞同)(t h 战阶跃赞同)(t g .（1）)(3)(')(3)('4)(''t f t f t y t y t y -=++5-18 已知系统函数战初初状态如下，供系统的整输进赞同)(t y zi .（1）656)(2+++=s s s s H ，1)0(')0(==-y y（3）)23(4)(2+++=s s s s s H ，1)0('')0(')0(===--y y y5-22 如图5-5所示的复合系统，由4身材系统对接组成，若各子系统的系统函数或者冲激赞同分别为11)(1+=s s H ，21)(2+=s s H ，)()(3t t h ε=，)()(24t e t h t ε-=，供复合系统的冲激赞同)(t h .5-26 如图5-7所示系统，已知当)()(t t f ε=时，系统的整状态赞同)()551()(32t e e t y t t zs ε--+-=，供系数a 、b 、c.5-28 某LTI 系统，正在以下百般情况下起初初状态相共.已知当激励)()(1t t f δ=时，其齐赞同)()()(1t e t t y t εδ-+=；当激励)()(2t t f ε=时，其齐赞同)(3)(2t e t y t ε-=.（1）若)()(23t e t f tε-=，供系统的齐赞同.5-29 如图5-8所示电路，其输进均为单位阶跃函数)(t ε，供电压)(t u 的整状态赞同. 5-42 某系统的频次赞同ωωωj j j H +-=11)(，供当输进)(t f 为下列函数时的整状态赞同)(t y zs .（1）)()(t t f ε= （2）)(sin )(t t t f ε=5-50 供下列象函数的单边推普推斯变更.（1）3]Re[1,)3)(1(2<<---s s s （2）1]Re[3,)3)(1(2-<<-++s s s4 2<+ss（4）]Re[1,)1)(4(42<<-+++-ssss（3）] Re[,4。
线性系统分析_习题答案
线性系统分析_(吴大正_第四版)习题答案(总184页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除专业课习题解析课程西安电子科技大学844信号与系统2专业课习题解析课程第1讲第一章信号与系统（一）3专业课习题解析课程第2讲第一章信号与系统（二）451-1画出下列各信号的波形【式中)()(t t t r ε=】为斜升函数。
（2）∞<<-∞=-t et f t,)( （3）)()sin()(t t t f επ=（4）)(sin )(t t f ε= （5）)(sin )(t r t f = （7）)(2)(k t f kε= （10）)(])1(1[)(k k f kε-+=解：各信号波形为 （2）∞<<-∞=-t et f t,)(（3）)()sin()(t t t f επ=6（4）)(sin )(t t f ε=（5）)(sin )(t r t f =7（7）)(2)(k t f k ε=（10）)(])1(1[)(k k f k ε-+=81-2 画出下列各信号的波形[式中)()(t t t r ε=为斜升函数]。
（1）)2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε （2）)2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f （5）)2()2()(t t r t f -=ε （8）)]5()([)(--=k k k k f εε （11）)]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ （12）)]()3([2)(k k k f k---=εε解：各信号波形为（1）)2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε9（2）)2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f（5）)2()2()(t t r t f -=ε10（8）)]5()([)(--=k k k k f εε（11）)]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ11（12）)]()3([2)(k k k f k ---=εε1-3 写出图1-3所示各波形的表达式。
线性系统课后答案第5章
5.1Is the network shown in Fing5.2 BIBO stable ? If not , find a bounded input that will excite an unbound output 图5.2 的网络BIBO 是否稳定?如果不是.请举出 一般激励无界输出的有界输入. From Fig5.2 .we can obtain that xy yu x =-=Assuming zero initial and applying Laplace transform then we have1)(ˆ)(ˆ)(ˆ2+==s s s us y s y t s sL s g L t g cos ]1[)]([)(211=+==-- because⎰⎰⎰∑⎰∞∞∞=π+π++-+==02002322121cos )1(cos |cos ||)(|x k k k k tdttdt dt t dt t g=1+∑∞=+π+π-π+π-0131)sin()2[sin()1(k k k =1+∑∞=+π-π--021231]sin [sin )1()1(k k k =1+∑∞=++-⋅--012122)1()1(k k k ）（ =1+2∑∞=01k =∞Which is not bounded .thus the network shown in Fin5.2 is not BIBO stable ,If u(t)=sint ,then we have y(t)=⎰⎰τ-τ=τττ-ttt d t 0)sin(cos sin )cos(τd =⎰=τt t t td 0sin 21sin 21 we can see u(t)is bounded ,and the output excited by this input is not bounded5.2consider a system with an irrational function )(ˆs y.show that a necessary condition for the system to be BIBO stable is that |g(s)| is finite for all Res ≥ 0一个系统的传递函数是S 的非有理式。
线性系统课后答案第4章
PROBLEMS OF CHAPTER 44.1 An oscillation can be generated by 一个振荡器可由下式描述：X X ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=0110 试证其解为：Show that its solution is )0(cos sin sin cos )(X t t t t t X ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=Proof: )0()0()(0110X eX e t X t At ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-== ,the eigenvalues of A are j,-j;Let λββλ10)(+=h .If te h λλ=)(,then on the spectrum of A,thentj t e j j h t j t e j j h jt jt sin cos )(sin cos )(1010-==-=-+==+=-ββββ thenttsin cos 10==ββso ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⎥⎦⎤⎢⎣⎡=+=t t t t t t A I A h cos sin sin cos 0110sin 1001cos )(10ββ )0(cos sin sin cos )0()0()(0110X t t t t X eX e t X t At ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-===⎥⎦⎤⎢⎣⎡- 4.2 Use two different methods to find the unit-step response of 用两种方法求下面系统的单位阶跃响应：U X X ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=112210[]X Y 32=Answer: assuming the initial state is zero state.method1:we use (3.20) to compute⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+++=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=---s s s s s s A sI 212221221)(211then t At e t t tt tt A sI L e ---⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+=-=sin cos sin 2sin sin cos ))((11 and )22(5)22(5)()()(221++=++=-=-s s s s s s s BU A sI C s Y then t e t y tsin 5)(-= for t>=0method2:ttt tt At tt A tt A te t e t e t e t e C Be e CA B d e C d Bu e C t y --------=⎥⎦⎤⎢⎣⎡---+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=-===⎰⎰sin 51sin 3cos 1sin 2cos 015.01)()()(010)(0)(τττττfor t>=04.3 Discretize the state equation in Problem 4.2 for T=1 and T=π.离散化习题4.3中的状态方程，T 分别取1和π Answer:][][][][][]1[0k DU k CX k Y k BU d e k X e k X TA AT +=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+⎰ααFor T=1,use matlab: [ab,bd]=c2d(a,b,1) ab =0.5083 0.3096 -0.6191 -0.1108 bd =1.0471 -0.1821[]][32][][1821.00471.1][1108.06191.03096.05083.0]1[k X k Y k U k X k X =⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=+for T=π,use matlab:[ab,bd]=c2d(a,b,3.1415926) ab =-0.0432 0.0000 -0.0000 -0.0432 bd =1.5648 -1.0432[]][32][][0432.15648.1][0432.0000432.0]1[k X k Y k U k X k X =⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=+ 4.4 Find the companion-form and modal-form equivalent equations of 求系统的等价友形和模式规范形。
线性系统理论+课后答案+(程兆林+马树萍+著)+科学出版社
t 0
⎡e −t ⎢ At 11. 解： e = ⎢ 0 ⎢0 ⎣
课
⎛ (4t − 1)e − t + e −2t ⎞ ⎟ =⎜ ⎜ (3 − 4t )e −t − 2e − 2t ⎟ . ⎝ ⎠
te− t e−t
x(t ) = e At x0 + ∫ e A(t −τ ) Bu (τ )dτ
= e x0 +
⎡ e −τ ⎢ ⎢0 ⎢0 ⎣
w.
⎞ ⎟dτ ⎟ ⎠
案 网
e −τ − e −2τ ⎞⎛ 2 ⎞ −(t −τ ) ⎟⎜ dτ ⎜ ⎟ ⎟e 2e − 2τ − e −τ ⎟ ⎠⎝ 0 ⎠
τ e−τ
e
−τ
0
0 ⎤ ⎡0 ⎤ ⎥ ⎥ 0 ⎥⎢ ⎢1 ⎥ dτ −2τ ⎥ e ⎦⎢ ⎣ 4⎥ ⎦
co
x(t ) = e At x(0) + ∫ e A( t −τ ) Bu (τ )dτ
0
⎛ 2e − t − e −2t =⎜ ⎜ − 2e − t + 2e − 2 t ⎝ ⎛ 2e −τ − e −2τ +∫ ⎜ 0 ⎜ − 2e −τ + 2e − 2τ ⎝
t
e − t − e −2t ⎞⎛ 0 ⎞ ⎟⎜ ⎜ ⎟ ⎟ − e − t + 2e − t ⎟ ⎠⎝ 1 ⎠
w.
0
kh
C1 s n−1 + " + Cn−1 s + Cn + C0 . s n + a1s n−1 + " + an−1 s + an
9. 证明类似定理 1.4, 此处略.
w.
−1
1 0⎞ ⎛ 0 ⎛0⎞ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ 7．解：(1) A = ⎜ − 2 − 3 0 ⎟ ， B = ⎜ 1 ⎟ ， C = (0 0 1) . ⎜ − 1 1 3⎟ ⎜ 2⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠