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极点与零点

极点与零点

基本介绍

  • 中文名:极点与零点
  • 外文名:Polesand zeros
在信号处理系统中,当系统输入幅度不为零且输入频率使系统输出为零时,此输入频率值即为零点。当系统输入幅度不为零且输入频率使系统输出为无穷大(系统稳定破坏,发生振荡)时,此频率值即为极点。
对于一个信号处理系统,其输入输出之间存在一定的关係,这种关係无论在时域还是频域都可以用数学表达式来表示。而这数学表达式又是分子分母都是多项式的表达式(称为传递函式),这样满足使传递函式的分子为零的是零点,满足使传递函式分母为零的就是其极点。

传递函式

线上性定常系统中,传递函式是当初始条件为零时,输出量的拉普拉斯变换与输入量的拉普拉斯变换之比。公式为:G(s)=C(s)/R(s),其中C(s)、R(s)分别为输出量和输入量的拉普拉斯变换。
对于单变数系统,传递函式是以複数变数为自变数的一个标量函式;对于多变数系统,输入输出关係的複数域表达式具有矩阵的形式,称为传递函式矩阵,它的每一个元对应地是相应输入和输出间的传递函式。
引入传递函式,便有可能採用代数的方法或图解分析的方法来简化系统特性的确定和简化控制系统的分析与综合。传递函式是线性控制理论中最基本的概念之一,比其他形式的系统描述更为方便。

传递函式的性质

1、传递函式是一种数学模型,与系统的微分方程相对应。
2、是系统本身的一种属性,与输入量的大小和性质无关。
3、只适用于线性定常系统。
4、传递函式是单变数系统描述,外部描述。
5、传递函式是在零初始条件下定义的,不能反映在非零初始条件下系统的运动情况。
6、一般为复变数S的有理分式,即n≧m。且所有的係数均为实数。
7、如果传递函式已知,则可针对各种不同形式的输入量研究系统的输出或回响。
8、如果传递函式未知,则可通过引入已知输入量并研究系统输出量的实验方法,确定系统的传递函式。
9、传递函式与脉冲回响函式一一对应,脉冲回响函式是指系统在单位脉冲输入量作用下的输出。

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