重要的是要认识到,通常仅微分方程 (DE) 并不能告诉我们任何有关因果关系的信息。您声称问题中给出的系统是因果关系。然而,具有脉冲响应的反因果系统h(t)=−u(−t)(在哪里u(t)是阶跃函数)也满足同样的DE!所以给定的 DE 实际上描述了两个系统,一个因果系统和一个反因果系统。
您需要强制因果关系(以及线性和时不变性)是系统最初处于静止状态的辅助条件。“最初”是指输入信号变为非零的时刻。如果我们用t0, 这些条件是
y(t0)=y′(t0)=y′′(t0)=…=0(1)
其中表示输出信号的一阶导数等。用初始静止条件求解的 DE 可以得到 DE 描述的因果系统的输出信号。y′(t)(1)t>t0
当使用拉普拉斯变换计算 LTI 系统的传递函数时,类似的情况也是如此。传递函数的拉普拉斯变换表达式并不唯一地标识相应的系统。您还必须指定收敛区域 (ROC)。在您的示例中,系统的传递函数是
H(s)=1s(2)
根据 ROC,此函数对应于两个不同的时域函数:
h(t)=u(t),Re(s)>0
且
h(t)=−u(−t),Re(s)<0
您需要选择对您的情况有意义的解决方案。