第一、二章自测题1、判断题(1)若x (t )是一连续时间周期信号,则y (t )=x (2t )也是周期信号。
(2)两个周期信号之和一定是周期信号。
(3)所有非周期信号都是能量信号。
(4)两个连续线性时不变系统相互串联的结果仍然是线性时不变系统。
(5)若)()()(t h t x t y *=,则)1()2()1(+*-=-t h t x t y 。
(6)一个系统的自由响应就等于它的零输入响应。
(7)一个系统的零状态响应就等于它的自由响应。
(8)零状态响应是指系统没有激励时的响应。
(9)系统的单位冲激响应是指系统在冲激信号作用下的全响应。
(10)两个功率信号之和必为功率信号。
2、判断下列信号是能量信号还是功率信号? (1)3cos(15)0()0t t f t t π≥⎧=⎨<⎩(2)50()0te tf t t -⎧≥=⎨<⎩ (3)()6sin 23cos3f t t t =+ (4)|2|()20sin 2t f t e t -=3、填空题(1)已知)()4()(2t t t f ε+=,则)(''t f =__________________。
(2)=+-⋅+⎰∞∞-dt t t t )1()2(2δ__________________________。
(3)=-⎰∞∞-dt t )(92δ_________________________ 。
(4)=-⎰∞∞-dt t t e t j )(0δω_________________________ 。
(5)信号cos(15)cos(30)t t -的周期为 。
4、试画出下列各函数的波形图 (1)100()(), 0f t u t t t =-> (2)2()cos3[()(4)]f t t u t u t π=-- (3)3()[sin ]f t u t π=5、已知f (t )的波形如图1.1所示,求f (2-t )与f (6-2t )的表达式,并画出波形图。
6、 对于下述系统,输入为e (t ), 输出为r (t ),T [e (t )]表示系统对e (t )的响应,试判定下述系统是否为:(1) 线性系统;(2)非时变系统;(3)因果系统;(4)稳定系统。
(a) r (t )=T [e (t )]=e (t -2) (b) r (t )=T [e (t )]=e (-t ) (c) r (t )=T [e (t )]=e (t )cos t (d) r (t )=T [e (t )]=a e (t )7、 一线性非时变系统,当输入为单位阶跃信号u (t )时,输出r (t )为: ()()(1)tr t e u t u t -=+--,试求该系统对图1.2所示输入e (t )的响应。
8、一线性时不变系统,当激励1()()e t u t =时,响应1()()atr t e u t -=,试求当激励)()(2t t e δ=时,响应)(2t r 的表示式。
(假定起始时刻系统无储能。
) 9、若描述某线性非时变系统的微分方程为)(2)()(2)(3)(22t e t e dt dt r t r dt d t r dtd +=++1)0(',1)0(==--r r 试求该系统的零输入响应。
10、线性系统由图1-3的子系统组合而成。
设子系统的冲激响应分别为12()(1),()()(3)h t t h t u t u t δ=-=--。
试求组合系统的冲激响应。
11、一线性时不变系统,在相同初始条件下,当激励为)(t f 时,其全响应为31()(2sin 2)()t y t e t u t -=+;当激励为2)(t f 时,其全响应为32()(2sin 2)()t y t e t u t -=+。
求:(1) 初始条件不变,当激励为)(0t t f -时的全响应)(3t y ,t 0为大于零的实常数。
(2) 初始条件增大1倍,当激励为0.5)(t f 时的全响应。
12、计算以下信号的卷积积分)()(21t f t f *(1)12()(),()()atf t u t f t e u t -==(2))45cos()(),()(21+==t t f t t f ωδ13、已知某连续时间系统的单位冲激响应h (t )与激励信号f (t )的波形如图1-4,试求该系统的零状态响应y (t ),画出y (t )的波形。
第一、二章自测题参考答案1、判断题(1)正确 (2) 不一定,当它们的周期之比是有理数时,是正确的。
(3)错误,如y=t 不是周期信号,也不是能量信号。
(4)正确 (5)正确 (6) 错误 (7)错误 (8) 错误 (9) 错误 (10)错误 2、(1)功率信号;(2)能量信号;(3)功率信号;(4)能量信号. 3、 填空题(1) 已知)()4()(2t u t t f +=,则)(''t f =(t)4δ2u(t)'+ (2) 2(2)1()t t d t t δ∞-∞+⋅+-=⎰3=-⋅+⎰∞∞-dt t t t )1()2(2δ。
(3)=-⎰∞∞-dt t )(92δ 。
(4)00t j t j e dt t t e ωωδ=-⎰∞∞-)((5)215π 4、试画出下列各函数的波形图 (1)100()(), 0f t u t t t =->(2)2()cos3[()(4)]f t t u t u t π=--在0到4区间内的6个周期的余弦波,余弦波的周期为2/3。
(3)3()[sin ]f t u t π=5、函数表达式:f(2-t) = [u (t)-u(t-1)]+2[u(t-1)-u(t-2)] f(6-2t)=[u(t-2)-u(t-2.5)]+2[u(t-2.5)-u(t-3)]6、 对于下述的系统,输入为e (t ), 输出为r (t ),T [e (t )]表示系统对e (t )的响应,试判定下述系统是否为: (1)线性系统;(2)非时变系统;(3)因果系统;(4)稳定系统:(b) r (t )=T [e (t )]=e (t -2)线性、非时变、因果、稳定系统 (b) r (t )=T [e (t )]=e (-t )线性、时变、非因果、稳定系统 (c) r (t )=T [e (t )]=e (t )cos t 线性、时变、因果、稳定系统 (d) r (t )=T [e (t )]=ae (t )非线性、时不变、因果、稳定系统7、)2()1()(---=t u t u t e因为是线性时不变系统,输入)2()1(--t u t u 和输出分别为)()1())1(1()1()1()(1)1(1t u t u e t u t u e t r t r t t -+-=---+-=-=+---)1()2())2(1()2()2()(2)2(2+-+-=---+-=-=+---t u t u e t u t u e t r t r t t所以 )]1()([)2()1()()()(221----+-⋅=-=--t u t u t u e e t u e e t r t r t r tt8、根据线性时不变系统的微分特性因为dtt du t )()(=δ,所以)()()()()()(12t u ae t t e t u ae dt t dr t r at at at ----=+-==δδ9、零输入响应:零输入响应的形式为齐次解,设为+0)(221≥+=--t eB e B t r tt zi将初始状态:1)0()0(1)0()0(''====-+-r r r r +代入齐次解,得B 1 + B 2 = 1;- B 1 – 2B 2 = 1 所以:B 1 = 3 B 2 = -2因而零输入响应:+-023)(2≥=--t ee t r tt zi10、)](*)()([*)()()(211t h t h t h t e t e t r ++=)(*)()()()()(2111t h t h t h t h t t h +++=δ)]3()([*)1()1()(---+-+=t u t u t t t δδδ)]4()1([)1()(---+-+=t u u t t δδ11、设系统的零输入响应为)(t r zi ,激励为)(t f 时的零状态响应为)(t r zs ,则有)()()()2sin 2()(31t r t r t u t e t y zs zi t +=+=- (1))(2)()()2sin 2()(32t r t r t u t e t y zs zi t +=+=- (2)(2)-(1)得)()2sin ()(3t u t e t r tzs +-=-)(3)(3t u e t r t zi -=所以初始条件不变时,激励)(0t t f -的全响应:)()](2sin [)(3)()()(00)(33030t t u t t e t u e t t r t r t y t t t zs zi --+-+=-+=---初始条件增大1倍,当激励为0.5)(t f 时的全响应: )()2sin (5.0)(6)(5.0)(2)(334t u t e t u e t r t r t y t t zs zi +-+=+=--)()2sin 5.5(3t u t et+=-12.计算以下卷积积分)()(21t f t f * (1))()(),()(21t u et f t u t f at-==(2))45cos()(),()(21+==t t f t t f ωδ 答:(1)⎰---=*tat a t u e ad et f t f 021)()1(1)()(ττ= 或用卷积的微积分性质⎰∞-=t d f dtt df t f t f ])([*)()(*)(2121ττ )()]1(1[*)(t u e a t at --=δ)()1(1t u e aat --=(2) )45cos()45cos(*)()()(21+=+*at at t t f t f δ=13、零状态响应)(*)()(t h t f t y =当0<t 时,0)(=t y当10<≤t 时,⎰=⋅=tt d t y 0422)(τ当21<≤t 时,⎰⎰+=-+=⋅+⋅=10122)1(241222)(t t d d t y tττ当32<≤t 时,⎰⎰--=-+--=⋅⋅=1221414)12(2)]2(1[41222)(t t t d d t y ττ+当43≤≤t 时,⎰--=--=⋅=2228)]2(2[212)(t t t d t y τ当4>t 时,0)(=t y所以⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧<≤-<≤-<≤+<≤=其它,,,0432********,2210,4)(t t t t t t t t t y。