自由响应
信号与系统学科内的概念
自由响应是信号与系统学科内的概念。动态电路的完全响应中,已由初始条件确定待定系数k的微分方程通解部分,称为电路系统的自由响应,它的函数形式是由电路系统本身结构决定的,与外加激励无关。
定义
但值得注意的是,虽然自由响应的形式是由系统自身决定的,与激励无关;但这并不意味着自由响应和激励无关,事实上自由响应和激励是相关的。
自由响应不等同于零输入响应,自由响应=零输入响应+零状态响应中的一部分。
相关
强迫响应
动态电路微分方程的特解形式,仅仅由激励决定,称为强迫响应;
暂态响应
动态电路全响应中,当t→∞时,趋于0的部分,称为暂态响应;
稳态响应
动态电路全响应中,除去暂态响应,剩下的部分称为稳态响应。
全响应
全响应=自由响应+强迫响应,等号右端第一项的变化规律与外加激励的变化规律无关,称为自由响应 分量;等号右端第二项的变化规律与外加激励的变化规律相同,称为强迫响应分量。即全响应可分解为自由响应与强迫响应之和。
同时全响应也可以分解为暂态响应和稳态响应,即全响应=暂态响应+稳态响应。
全响应还可以分解为零输入响应零状态响应,既全响应还=零输入响应+零状态响应。
它们仅仅是从不同的角度进行分类。
求解方法
时域求解
一般给有系统的微分方程(时域微分方程),通过列出特征方程(令e(t)=0),求得方程的齐次解,即为系统的自由响应。这里求得的自由响应仅仅是种形式,因为它含有未知参数。通过代入初始条件(即响应的N阶导数在t=0+时的值),解得未知参数。这时得出的结果就是响应的完整的自由分量。
S域求解
首先要有激励的S域形式表达式E(s)(注:可以通过其他方法求得这个表达式),再把电路图转换到S域,很容易写出传递函数H(s)。又有R(s)=H(s)E(s),这样就得到了S域的全响应。把S域全响应转换回时间域r(t)在r(t)中找出与系统固有频率一致的那几项,即为自由响应(确切地说是自由分量)。
参考资料
最新修订时间:2023-12-23 23:49
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