LTI 系统中的指数衰减阶跃响应

信息处理 信号分析 卷积 线性系统 冲动反应 控制系统
2022-02-14 18:56:27

我试图更好地理解阶跃响应、脉冲响应和卷积之间的关系。假设我有一个系统,如果我应用恒定输入,我的输出会从某个值衰减到平衡值。这给了我一个系统的阶跃响应,我认为它是基于系统微分方程的 LTI。

偏微分方程:

2ur2+1rurur2=1HAkut+1HAkr2ϵt

S 域中的常微分方程

2u¯r^2+1r^u¯r^u¯r^2su¯=sϵ¯r^2

我的具体步骤响应相当复杂,我在另一篇文章中更深入地研究了这个特定系统,但仍然可以解决我的问题的更简单的版本可以如下给出:

Y(t)=1+e0.1t
在此处输入图像描述

在 LTI 系统中,我的理解是阶跃响应的导数会产生脉冲响应,然后可以将其用于通过卷积获得任何任意输入的系统输出。

h(t)=dY(t)dt=0.1e0.1t

在此处输入图像描述

所以现在,如果我有这个负脉冲响应,并且我尝试将它与单位阶跃函数卷积以恢复我的原始 Y(t),我得到的东西既是错误的形状又是错误的符号。谁能帮忙指出我的错误?

1个回答

你忘记了不连续性t=0. 您的步骤响应实际上是

(1)Y(t)=(1+e0.1t)u(t)

在哪里u(t)是单位阶跃函数。区分(1)

(2)h(t)=0.1e0.1tu(t)+(1+e0.1t)δ(t)=0.1e0.1tu(t)+2δ(t)

在哪里δ(t)是狄拉克增量脉冲。卷积(2)以单位步长给出原始阶跃响应:

h(τ)u(tτ)dτ=0.1u(t)0te0.1τdτ+2tδ(τ)dτ=u(t)(e0.1t1)+2u(t)=(1+e0.1t)u(t)