是否有不是复指数的线性时不变 (LTI) 系统的特征函数的示例?Justin Romberg 的LTI 系统的特征函数说确实存在这样的特征函数,但我找不到。
复指数是 LTI 系统的唯一特征函数吗?
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2021-12-27 06:55:16
4个回答
LTI 系统的所有特征函数都可以用复指数来描述,复指数构成了信号空间的完整基础。但是,如果您有一个退化的系统,这意味着您有维度 >1 的特征子空间,那么对应特征值的特征向量都是来自子空间的向量的线性组合。并且不同频率的复指数的线性组合不再是复指数。
非常简单的例子:作为 LTI 系统的恒等算子 1 将整个信号空间作为特征值 1 的特征子空间。这意味着所有函数都是特征函数。
对于任何任意 LTI 系统,据我所知,复指数是唯一已知的特征信号。另一方面,考虑理想的 LPF。这功能:
可以很容易地看出是一个特征信号。这表明存在具有复指数以外的信号作为特征信号的 LTI 系统(例如理想 LPF)()。
我以为我已经清楚地表达了我的回答——显然不是:-)。最初的问题是,“除了 LTI 系统的复指数之外,还有特征信号吗?”。答案是,如果给定系统是 LTI 但没有其他已知的事实,那么唯一确认的本征信号是复指数。在特定情况下,系统也可能有额外的特征信号。我给出的示例是理想的 LPF,其中 sinc 是这样的特征信号。请注意,sinc 函数不是任意 LTI 系统的特征信号。我以 LPF 和 sinc 为例来指出一个不平凡的情况---x(t) = y(t) 将满足数学家但不满足工程师:->。我敢肯定,除了复指数之外,还可以提出其他具有其他信号作为特征信号的特定非平凡示例。
此外,cos 和 sin 通常不是本征信号。如果应用 cos(wt) 并且输出为 A cos(wt + theta),则此输出不能表示为输入乘以常数(除非 theta 为 0 或 pi,或 A=0),这是条件一个信号需要成为一个特征信号。可能存在 cos 和 sin 是特征信号的条件,但它们是特殊情况而不是一般情况。
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