單位脈衝回響

單位脈衝回響

單位脈衝回響(Unit impulse response)系統對單位脈衝輸入的回響。也稱作記憶函式。脈衝回響確定一個線性系統的特性,包含有與頻率域中的傳輸函式相同的信息,而傳輸函式是脈衝回響的拉普拉斯變換。線性系統的輸出由系統的輸入與它的脈衝回響的卷積給出。

基本介紹

含義,公式,單位階躍回響,作用與意義,

含義

單位脈衝回響是指一個無窮大的瞬時衝激,並且由於其在時間軸上的積分為1,而t又趨向於零,所以單位脈衝回響的大小應該是無窮大,但是要知道的是,無窮大量也有大小比較,所以單位脈衝回響可以用一個係數對之進行量度。

公式

數位訊號處理中,單位脈衝回響代表系統的性質,是描述系統的數學公式,也是系統的數學模型。例如:當系統的初始狀態為零時,這時給系統輸入一個單位脈衝序列x(n)=δ(n),則系統的輸出稱為單位脈衝回響,簡稱脈衝回響,用符號h(n)表示[1]
單位脈衝序列δ(n)的定義是
單位脈衝回響
其波形如下圖所示,左圖是用數學軟體MATLAB畫的波形圖,右圖是按傳統坐標圖畫的波形。為了醒目,序
單位脈衝回響
列的值在圖形中用頂部帶實心點的豎線表示,每根像火柴棍的點線表示一個採樣值;橫坐標表示時序n,縱坐標表示序列,實心點的高度表示信號值。

單位階躍回響

單位階躍回響是指系統在單位階躍信號的作用下所產生的零狀態回響。因為其能很大程度上反應系統的動態特性,所以是分析系統時十分重要和常用的回響類型。

作用與意義

系統動態性能分析
動態性能是系統性能的一個十分重要的指標,通常用階躍信號作用來測定系統的動態性能。
一般認為,階躍信號對於系統來說是十分嚴峻的工作狀態,因為階躍信號中存在躍斷點(不連續點)。
針對零初始狀態系統在單位階躍輸入下的回響情況,定義了一系列動態性能指標,用以評判系統的動態性能,如超調量、衰減比、上升時間、調節時間、峰值時間等等。
建立系統回響模型
對於典型的輸入信號,如衝激信號、階躍信號、斜坡信號等,都建立有回響模型(在此即單位階躍回響模型)。根據模型,可以快速判斷出實際系統的動態性能指標參數,只需要代入實際系統的相關測量參數,就可以定量分析其性能指標。

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