系統在原點處的零極點對系統的幅頻響應有什麼影響

2021-05-20 15:05:08 字數 2930 閱讀 2482

1樓:匿名使用者

答:位於原點的零、極點對幅度響應不產生作用

連續系統的零極點對系統幅頻響應有何影響

2樓:愛上小_瘋_子

若函式 h(z) 的收斂域包括單位園(z=),我們就可在這個單位園上計算 h(z) ,

並得到系統頻率響應:

根據尤拉恆等式, 其幅度,

對所有 w 值,該複數都在複平面的單位圓上,而且其位置隨著 w 變化而變化。當 w

從 0 到 π增加時,沿單位圓從( 1 , 0 )向(- 1 , 0 )移動。

一般地,極點 d 定義為 複數 a+j β,則上式中的(–di)用 表示為:

表示在 z 複平面上由極點 di 指向單位圓上 z = 點的向量。

用極座標形式表示為:

它恰恰是和極點之間的距離,所以,系統的幅頻響應的形狀可以表示為:

根據這個表示式,對於特定的 w ,與極點 di 之間之間的距離越小,其幅度響應越

大。當沿單位圓從 0 到 π移動時(在前面講過,由於週期性和對稱性,頻率響應只

需畫出 0~ π就夠了),最靠近極點 d i 時,w 所對應的幅度響應為最大值;換句話講,

當 w 和極點 di 的相位相符時,可獲得最大幅度。而且極點位置越靠近單位圓,這個最

大值就越大 .

同樣地,用 表示在 z 複平面上由零點 c i 指向單位圓上的 z = 點的向量:

因此:其中:

對於0~π 弧度的數字頻率 w ,離濾波器極點越近,離零點越遠,則幅度就越大。同

樣,靠近單位圓的極點,將導致濾波器形狀在某一頻率上有非常大的幅值,而靠近單位圓

的零點,將導致濾波器形狀在某一頻率上有非常小的幅值。這個幅值大小的劇烈變化可增

加濾波器的選擇性。

幅度響應與零極點的關係:

極點附近出現峰值。當極點在單位圓上時,將出現 ∞ ,極點在單位圓外,

系統不穩定。

在零點附近頻響出現谷值,零點在單位圓上時,零點值為零,零點可以在單位圓外。

2_53 判斷濾波器的形狀,濾波器的傳輸函式為:

解:濾波器在 z=0.45 處有一極點,無零點,其零極點如下圖所示,並標出了的位置。

從圖中可以看到,當 w=0 時,到極點的距離最小,而 w 接近π時,距離最大。因

為幅頻響應的幅度是這個距離的倒數。所以,幅度在接近 w=0時最大,靠近 π 弧度時

最小。因此,該濾波器具有低通特性。

由於極點不是很靠近單位圓,所以該濾波器的選擇性不是非常好,幅頻特性如圖所示。

例 2_54 推斷濾波器的形狀,濾波器的差分方程為:

解:該濾波器的傳輸函式為:

濾波器在 z=0 處有三個極點,零點在 z=j 與 z = -j 處。零極點如圖,並標出了

的位置。因為極點都在原點,對所有的 w 值,極點到的距離都相同,因此,只有零點

的位置影響濾波器的形狀,當 w= π /2 時,e jw 到其中一個零點的距離為 0 ,則幅值

為 0 。所以,這個濾波器具有帶阻特性,下圖也示出了準確的濾波器特性,其也驗證了

上述推測。

2_55比較下列濾波器的形狀

解: 三個濾波器的零極點如圖所示,它們都沒有零點。

第一個濾波器的極點為 –0.7686 ± j0.5584 ,幅度為 0.95 ;第二個濾波器的極點

為–0.7281 ± j0.5290 ,幅度為0.9;第三個濾波器的極點為-0.6472 ± j0.4702 ,

幅度為 0.8 。

下圖可以看出,對三個濾波器來講,極點離單位圓最近時所對應的數字頻率是相等的。所

以,幅度響應在這個 w=0.8 π處都有一個尖峰,是每個數的極座標形式的相位。

三個濾波器中, a 的極點最接近單位圓,距離最短,所以,它的尖鋒最大。下

圖所示的幅頻響應也證實了這點。

系統函式的零極點對系統衝擊響應有何影響

3樓:匿名使用者

1、系統函式的零極點對系統頻率特性有何影響?

極點會使調節時間變短,是系統反應更快,但是也會使系統的穩定性變差,零點一般是使得穩定性增加,但是會使調節時間變長;極點主要影響頻率響應的峰值,極點愈靠近單位圓,峰值愈尖銳;零點主要影響頻率特性的谷值,零點愈靠近單位圓,谷值愈深(當零點在單位圓上時,頻率特性為零)。

2、 系統函式的零極點對系統衝激響應有何影響?

(1)衝激響應波形是指指數衰減還是指數增長或等幅振盪,主要取決於極點位於s左半平面還是右半平面或在虛軸上。

(2)衝激響應波形衰減或增長快慢,主要取決於極點離虛軸的遠近。

(3)衝激響應波形振盪的快慢,主要取決於極點離實軸的遠近。

零點分佈隻影響衝激響應函式的幅度和相位,不影響響應模式。

3、 若某因果系統不穩定,有哪些主要措施可使之穩定?

答:對於結構不穩定系統,改變系統結構後,只要適當選配引數就可使系統穩定。

自動控制原理中,零點和極點對系統效能有什麼影響

4樓:匿名使用者

最小相位系統的定義:開環零點與開環極點全部位於s平面的左半平面的系統。否則稱為非最小相位系統由於定義了最小相位系統,幅頻特性與相頻特性有確定關係,所以多數情況下可以省略相頻特性作圖,使得系統分析哼簡潔。

至於什麼樣的非最最小相位系統是穩定的,可以通過開環頻率特性作圖和頻域穩定性判據求得。即:開環頻率特性的極座標軌線對複平面上的點-1+j0的角度增量為pπ,p為開環傳遞函式位於複平面右邊的極點個數。

可以看出:最小相位系統沒有在右邊的開環極點,所以角度增量為零時,系統穩定,而非最小相位系統有位於右邊的開環極點,需要根據開環極點數算出對應的角度增量來判斷系統的穩定行。階越響應就是系統對於階越訊號的響應曲線,頻率響應可以看成是系統對於有周期訊號的響應,因為非週期的時間訊號在變換域中為無窮噸頻譜成分得線性組合,而線性定常系統滿足疊加原理,所以,分析線性定常系統對於時間訊號的所有頻譜成分的響應特性,就是頻率分析法的原理。

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