题目
1.20 写出题1.20图各系统的微分或差分方程。-|||-f(t)+ 1 ± y(t) f(t)-|||-3 2.-|||-2-|||-2 !-|||-3 s-|||-!-|||-(a) C-|||-f(k)+ y(k) f(k)+-|||-2-|||-+ +-|||-+4-|||-2 D 2.-|||-4 D 1 2-|||-(c)

题目解答
答案
写出题1.20图各系统的微分或差分方程。
答案:(a)y+3y+2y=f-2f (b)y+2y+3y=f-4f (c)y(k)-2y(k-1)+4y(k-2)=2f(k-1)-f(k-2) (d)y(k)-2y(k-2)=2f(k)+3f(k-1)-4f(k-2)专业课习题解析课程西安电子科技大学第一章信号与系统。
答案:(a)y+3y+2y=f-2f (b)y+2y+3y=f-4f (c)y(k)-2y(k-1)+4y(k-2)=2f(k-1)-f(k-2) (d)y(k)-2y(k-2)=2f(k)+3f(k-1)-4f(k-2)专业课习题解析课程西安电子科技大学第一章信号与系统。
解析
考查要点:本题要求根据系统框图写出对应的微分方程(连续系统)或差分方程(离散系统)。
解题核心思路:
- 识别系统类型:框图中含积分器($\bigcirc$)的是连续系统,用微分方程描述;含延迟器($D$)的是离散系统,用差分方程描述。
- 运算符法:将积分器、延迟器用对应的运算符表示,根据信号流向列写方程。
- 整理方程:将方程整理为标准形式,按输出变量降序排列,系数匹配输入变量。
(a) 连续系统
- 识别运算符:积分器输出为输入的积分,即 $y_1 = \int y \, dt$,对应微分关系 $y' = -y_1$。
- 列支路方程:
- 电阻支路:$f - y_1 = 2i_1 \Rightarrow i_1 = \frac{f - y_1}{2}$
- 反馈支路:$y_1 - y = 3i_2 \Rightarrow i_2 = \frac{y_1 - y}{3}$
- 电流守恒:$i_1 = i_2$,代入得 $\frac{f - y_1}{2} = \frac{y_1 - y}{3}$。
- 消去中间变量:将 $y_1 = -y'$ 代入方程,整理得 $y'' + 3y' + 2y = f' - 2f$。
(b) 连续系统
- 识别运算符:积分器输出为 $y_1 = \int y \, dt$,对应 $y' = -y_1$。
- 列支路方程:
- 左侧支路:$f - y_1 = 1 \cdot i_1 \Rightarrow i_1 = f - y_1$
- 右侧支路:$y_1 - y = 3 \cdot i_2 \Rightarrow i_2 = \frac{y_1 - y}{3}$
- 电流守恒:$i_1 = i_2$,代入得 $f - y_1 = \frac{y_1 - y}{3}$。
- 消去中间变量:将 $y_1 = -y'$ 代入方程,整理得 $y'' + 2y' + 3y = f - 4f'$。
(c) 离散系统
- 识别延迟器:$y(k)$ 经过两个延迟器,输出为 $y(k-2)$。
- 列节点方程:
- 上支路:$y(k) - 2y(k-1) = 2f(k-1)$
- 下支路:$y(k-1) - y(k-2) = -f(k-2)$
- 联立方程:消去中间变量 $y(k-1)$,整理得 $y(k) - 2y(k-1) + 4y(k-2) = 2f(k-1) - f(k-2)$。
(d) 离散系统
- 识别延迟器:$y(k)$ 经过一个延迟器后为 $y(k-1)$,再经过一个延迟器为 $y(k-2)$。
- 列节点方程:
- 左侧支路:$y(k) - 2y(k-2) = 2f(k)$
- 右侧支路:$y(k-2) = 3f(k-1) - 4f(k-2)$
- 联立方程:消去中间变量 $y(k-2)$,整理得 $y(k) - 2y(k-2) = 2f(k) + 3f(k-1) - 4f(k-2)$。