冲激响应表示的系统特性
- 级联系统的冲激响应
- 并联系统的冲激响应
- 因果系统
- 稳定系统
一、级联系统的冲激响应

根据卷积积分的结合律性质,有

结论:
- 级联系统的冲激响应等于两个子系统冲激响应的卷积。

- 交换两个级联系统的先后连接次序不影响系统总的冲激响应。

两个离散时间系统的级联也有同样的结论。
二、并联系统的冲激响应

应用卷积积分的分配律性质,有

结论:
并联系统的冲激响应等于两个子系统冲激响应之和。
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两个离散时间系统的并联也有同样的结论。

例1 求图示系统的冲激响应,其中h1(t) = e-3t u(t),h2(t) =
,h3(t) = u(t)。

解:
子系统h1(t) 与h2(t) 级联, h3(t)支路与h1(t) h2(t) 级联支路并联。

例2 求图示系统的单位脉冲响应,其中h1[k] =2ku[k], h2[k] =
,h3[k] = 3ku[k], h4[k] = u[k]。

解:
子系统h2[k]与h3[k] 级联,h1[k]支路、全通支路与h2[k] h3[k] 级联支路并联,再与h4[k]级联。
全通支路满足![]()
全通离散系统的单位脉冲响应为单位脉冲序列![]()

三、因果系统
定义:因果系统是指系统t0时刻的输出只和t0时刻及以前的输入信号有关。
LTI系统因果的充分必要条件
- 因果连续时间LTI系统的冲激响应必须满足

- 因果离散时间LTI系统的单位脉冲响应必须满足
例3 判断M1+M2+1点滑动平均系统是否为因果系统。 ![]()
解:
M1+M2+1点滑动平均系统的输入输出关系为

系统的单位脉冲响应为

显然,只有当M1 = 0时,才满足 h[k]=0,k<0 的充要条件。即当M1 = 0时,系统是因果的。
四、稳定系统
定义:若系统对任意的有界输入其输出也有界,则称该系统是稳定系统。(BIBO稳定)
LTI系统稳定的充分必要条件
- 连续时间LTI系统稳定的充分必要条件是

- 离散时间LTI系统稳定的充分必要条件是
例4 判断M1+M2+1点滑动平均系统是否稳定。![]()
解: 由例3可知,系统的单位脉冲响应为

对h[k]求和,可得

由离散时间LTI系统稳定的充分必要条件可以判断出该系统稳定。
例5 已知一因果LTI连续系统的冲激响应为h(t) = eat u(t),判断该系统是否稳定。
解:由于

综合例题
1. 已知某连续因果LTI系统的微分方程为
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求: (1)零输入响应yx(t)
(2) 冲激响应h(t)、零状态响应y
(3)完全响应、暂态响应、稳态响应、固有响应、 强迫响应
(4)判断该系统是否稳定。
解:(1) 系统的特征方程为
特征根为 s1 = -3, s2 = -4(两不等实根)
零输入响应为 ![]()
代入初始状态y(0-) , y'(0-)
![]()
系统的零输入响应为![]()
解:(2)
![]()
利用冲激平衡法可求出 C =1 D = -1
系统的零状态响应

解:(3)
![]()
系统的固有响应为 ![]()
强迫响应为 
系统的稳态响应为 
暂态响应为
解:(4)
![]()
该系统为稳定系统
2. 已知某离散因果LTI系统的差分方程为

求: (1)零输入响应yx[k]
(2)单位脉冲响应h[k]、零状态响应 yf[k]
(3)完全响应、暂态响应、稳态响应、固有响应、 强迫响应
(4)判断该系统是否稳定。
解: (1) 系统的特征方程为 r2 – 3r + 2 = 0
特征根为 r1 = 1, r2 =
零输入响应为
代入初始状态 y[-1], y[-2]
![]()
解得 A = -1 B = 8
系统的零输入响应为
解:(2)

解得 C = -1 D = 2
![]()
系统的零状态响应

解: (3)
![]()
系统的固有响应为 ![]()
强迫响应为 ![]()
系统的稳态响应为 ![]()
暂态响应为
解: (4)

该系统为不稳定系统


