武汉理工大学信号与系统A卷及答案
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5. (6分)求收敛域为0.5<|z|<1,5.05.1)(22
+-=z z z z F 的原序列)(k f 。
6. (5分)说明系统函数为 2
231
)(23423+++++++=s s s s s s s s H 的系统的稳定性。
四、计算题(4小题,共50分)
1. (10)某线性时不变系统,在相同的初始状态下,输入为()f t 时,响应为()()()32sin 2t y t e t t ε-=+,输入为()2f t 时,响应为()()()32sin 2t y t e t t ε-=+。
试求当初始状态增大一倍,输入为()01
2
f t t -时的系统输出响应。
2. (10分)下图所示为一反馈网络,已知子系统,11)(1+=
s s H ,3
1)(2+=s s H 确定 (1)系统函数)(s H 。
(2)使系统稳定的K 的取值范围
3.(20分)一线性非移变因果系统,由下列差分方程描述)1(2)(7)2(1.0)1(7.0)(--=-+--k f k f k y k y k y
(1)画出只用两个延时器的系统模拟框图。
(2)求系统函数()H z ,并绘出其极零图。
(3)判断系统是否稳定,并求()h k 。
(4)试粗略绘制系统幅频响应曲线。
4.(10分)已知状态方程和输出方程分别为)(0110122121t e x x x x ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡'',和[]⎥⎦⎤
⎢⎣⎡=2101x x y ;初始状态⎥⎦⎤
⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡11)0()0(21x x ,激励)()(t t e ε=。
求状态变量的解)(t x 和系统的输出响应)(t y
)(1t f
)(2t f
1
1
-1 -1
1
1
武汉理工大学教务处
试题标准答案及评分标准用纸
| 课程名称 信号与系统 理学院光信科06 (A 卷) |
装 一、选择题(共6分)
1. D (3分)
2. D (3分) |
二、填空题(共10分)
1. T =20s μ (2分);0~1
2.5KHz (2分);25KHz (2分) 2. -1 (2分); -2 (2分) 三、简答题(共34分) 1.
2. )
1)(2)(1(22)(2-++-+=s s s s s s F
)1
1(61)21(21)11(23-++-+=
s s s 所以)()6
12123()(2t e e e t f t
t t ε+-=-- (4分)
|
()()0lim 0s f sF s →∞
==; (1分)
因为在s 的左半平面存在极点,所以终值不存在。
(1分)
| 3. |
(1)
()()()()()
00000T e t t t e t t r t t t t e t t -=-⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦-=-- 两式不相等,时变 (2分)
(2)
()()()()()()()()
1122112211221122T k e t k e t a k e t k e t k r t k r t k ae t k ae t +=+⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦+=+ 两式不相等,非线性。
(2分)
(3)如果()e e t M ≤,则 ()()sin e e t t e t M ω≤≤<∞,稳定 (2分) (4)因为输出不取决于输入未来时刻的值,所以系统为因果。
(2分)
4.
|
5 . 1
25.0)(-+
--=
z z
z z z F (2分) 由收敛域0.5<|z|<1,可知,极点0.5在收敛域内,相应得部分分式对应的序列为右边序列;极点1 在收敛域外,相应得部分分式对应的序列为左边序列。
(2分) 所以
)1(2)(5.0)(----=k k k f k εε (2分) 6.R-H 矩阵为
325130235
013221- 系统非稳定 (5分) 四、计算题(共50分)
| 1. . 设输入响应为()zi y t ,零状态响应为()zs y t ,由题意得
()()()()33(2sin 2)()
2(2sin 2)()
t
zi zs t
zi zs y t y t e t t y t y t e t t εε--⎧+=+⎪⎨+=+⎪⎩ (4分) 解方程得
()()()()()
333sin 2t zi t
zs y t e t y t t e t εε--⎧=⎪
⎨=-⎪⎩ (3分)
()()()()()()03330001()26sin 22t t
t zi zs y t y t y t t e t t t e t t εε---⎡⎤=+-=+---⎣
⎦ (3分)
2. (1))())(()]()()([)]()()([21221221S U K S H S H S U S U S H S U S U =-+++(3分)
k
s s k s k s s H +++-+-+=233
3)4()(22 (4分)
(2)要使系统稳定则k 〉-2 (3分) 3. (1)
(5分)
(2))
2.0)(5.0()27()(---=
z z z
z z H
(5分)
(3)系统稳定,)(])2.0(2)5.0(5[)(k k h k k ε+-= (5分)
(4)14
25
)(275
)(1425)(0=
====
=ωωωπωπωωj j j e H e H e H 时,时,时, (5分)
4. ⎥
⎥⎥⎦
⎤⎢⎢
⎢⎣⎡++-
++=-=-11
0211121][)(1
s s s s A sI s φ (3分)
)]()0([][)(1s BE x A sI s X +-=-
状态变量的解)(2121)()()(221t e e e t x t x t x t t t
ε⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡-+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=--- (7分) []=
⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡=2101x x y )(21212t e e t t
ε⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡-+-- (10分)。