信号与系统考研练习题第一章习题1—1 画出下列各函数的波形图。
(1)(2)(3)(4)1—2 写出图1各波形的数学表达式图1(1) (2)(3) 全波余弦整流(4) 函数1—3 求下列函数的值。
(1)(2)(3)(4)(5)1—4 已知,求,。
1—5 设,分别是连续信号的偶分量和奇分量,试证明1—6 若记,分别是因果信号的奇分量和偶分量,试证明,1—7 已知信号的波形如图2所示,试画出下列函数的波形。
(1)(2)图 21—8 以知的波形如图3所示,试画出的波形.图31—9 求下列各函数式的卷积积分。
(1),(2),1—10 已知试画出的波形并求。
1—11 给定某线性非时变连续系统,有非零初始状态。
已知当激励为时,系统的响应为;若初始状态保持不变,激励为时,系统的响应则为。
试求当初始状态保持不变,而激励为时的系统响应。
1—12 设和分别为各系统的激励和响应,试根据下列的输入—输出关系,确定下列各系统是否具有线性和时不变的性质。
⑴⑵(3)(4)第一章习题答案1-1 (1)(2)(3)(4)1-2(1)、(2)、或或(3)(4) =1-3(1)(2)(3)(4)(5)01-4 ,1-7 (1)(2)1-81-9(1)(2)1-101-111-12 (1)非线性、时不变系统。
(2)线性、时变系统。
(3)线性、时不变系统。
(4)线性、时变系统。
第二章习题2—1 已知给定系统的齐次方程是,分别对以下几种初始状态求解系统的零输入响应。
1),2),3),2—2 已知系统的微分方程是当激励信号时,系统的全响应是,试确定系统的零输入响应、零状态响应、自由响应和强迫响应。
2—3 已知系统的微分方程是该系统的初始状态为零。
1)若激励,求响应。
2)若在时再加入激励信号,使得时,,求系数。
2—4 如图1所示电路,已知,若以电流为输出,试求冲激响应和阶跃响应。
图12—5 某线性非时变系统的冲激响应如图2所示,试求当输入为下列函数时零状态响应,并画出波形图。
图21)输入为。
2)输入为如图所示2—6已知激励作用于一LTI系统产生的零状态响应为 ,试求该系统的单位冲激响应。
2—7 如图3所示系统,试求当输入时,系统的零状态响应。
图32—8 如图4所示系统,它由几个子系统组合而成,各子系统的冲激响应分别为(1)(2)试求总系统的冲激响应。
图42—9 图5所示系统,它由几个子系统组成,各子系统的冲激响应分别为,,试求总系统的冲激响应。
图52—10 已知某线性时不变系统对输入激励的零状态响应为,试求该系统的单位冲激响应。
2—11设连续LTI系统激励与零状态响应间满足,1)求系统的单位冲激响应h(t);2)该系统是否是因果的,稳定的?第二章习题答案2-1 (1)(2)(3)2-2 ,,2-3 (1)(2)2-4 ,2-5 (1)(2)2-62-72-82-92-102-11 (1)](2)非因果,稳定。
第四章习题4—1 试求下列信号的拉普拉斯变换。
(1)(2)(3)(4)4—2 试求下列像函数的拉普拉斯逆变换。
(1)(2)(3)(4)4—3 如图1所示电路,在前已处于稳定状态。
开关于时由1闭合到2。
求图中的。
图14—4 一个因果线性时不变系统(1)对所有,该系统的输入;对所有,输出;(2)冲激响应满足微分方程求及其收敛域,并确定常数。
4—5 有一个系统,对该系统已知激励的拉普拉斯变换且,零状态响应的时域表达式为(1)确定系统的传输函数和它的收敛域;(2)确定单位冲激响应;(3)当,利用(1)的结果求。
4—6 在图2中,已知元件参数,初始状态,输入为单位阶跃电流,试求该系统的响应电压。
图24—7 已知某系统函数的零、极点分布如图3所示,若冲激响应的初始值,激励信号,求该系统的稳态响应。
图34—8 系统如图4所示,假定图中运算放大器的输入阻抗为,输出阻抗为零,起始不储能。
(1)写出系统传输函数。
(2)为了使系统稳定,求放大系数的取值范围。
图44—9 有一反馈系统如图5所示,其中为反馈系数,问为何值时系统稳定。
图54—10 一个系统,其传输函数有如图6所示的零极点。
(1)指出该零极点分布图有几种可能的收敛域。
(2)对每一种可能的收敛域,确定相随应的系统是否稳定,是否因果。
图64—11 一个系统的传输函数为,如果是的逆系统传输函数,(1)试确定与之间的关系;(2)图7是稳定因果系统的零极点图,如果其逆系统是稳定的,求其冲激响应。
图7第四章习题答案4-1 (1)(2)(3)(4)4-2 (1)(2)(3)(4)4-34-4 ,,4-5 (1),(2)(3)4-64-74-8 (1)(2)时系统稳定。
4-9 时系统稳定。
4-10 (1)其可能收敛域有4种。
(2):非因果,不稳定;:非因果,不稳定;:非因果,稳定;:因果,不稳定。
4-11 (1)(2)第五章习题5—1 判断下序列是否是周期序列。
如果是,周期是多少?序列的角频率是多少?与其相应的连续信号的角频率是多少?(1)(2)5—2 若当时有值,当时有值,,序列有值的范围是,用表示出;序长?(用序长,序长表示出来)。
5—3 ,,,。
求的闭式解。
5—4 ,,求的闭式解。
5—5 判断下列系统是否线性?是否时不变?因果否?稳定否?(1);(2);(3);(4);(5);(6)5—6 求序列的变换,并标明收敛域。
5—7 一离散LTI系统:(1)求;(2)求可能的几种形式;(3)对应每个,判断系统的因果性与稳定性。
5—8 求图1所示系统的。
其中,,图15—9 求下列系统函数在及两种收敛域情况下的单位样值响应,并说明系统的稳定性与因果性。
5—10 一离散系统,当激励,;时,(1)求;(2)若,求。
5—11激励经过的LTI系统,求其稳态响应。
5—12 已知系统方框图如图2所示,写出描述其输入输出关系的数学模型。
图2第五章习题答案5-1(1)周期序列,周期是。
对应的连续信号的角频率是:,为抽样间隔。
(2)为非周期序列。
5-2 ,5-35-45-5 (1)非线性、时不变、因果、稳定系统(2)非线性、时不变、因果、稳定系统(3)线性、时不变、非因果、稳定系统(4)线性、时变、因果、不稳定系统(5)线性、时变、非因果、稳定系统(6)线性、时变、因果、稳定系统5-6 ,5-7 (1)(2)3种(3),非因果,不稳定;,,非因果,稳定;,,因果,不稳定。
5-85-9 ,,因果,不稳定;,,非因果,稳定。
5-10 (1)(2)5-115-12第六章习题6—1 写出图1所示电路的状态方程和输出方程。
图16—2 已知系统方框图如图2所示。
写出其状态方程与输出方程,并写出该系统的传输函数。
图2 6—3 已知离散系统的状态方程和输出方程为,当时,,求(1)常数和;(2)和的闭式解;(3)写出该系统的差分方程。
6—4 由下列差分方程所描述的离散系统,试写出其状态方程和输出方程。
6—5 已知离散系统,,(1)判断此系统是否稳定;(2)判断此系统的可控性与可观测性;(3)求系统函数。
第六章习题答案16-26-3 (1)(2)(3)6-46-5 (1)不稳定(2)完全可控,但不完全可观(3)综合测试题之一一、已知的波形图,试画出的波形图。
二、已知一LTI系统对激励的全响应,对激励的全响应。
用时域法(1)求系统的零输入响应;(2)系统的初始状态不变,求激励为时的全响应。
三、计算(1)(2)求,的逆变换。
四、某连续时间LTI系统的单位冲激响应为,求系统对下列输入信号的响应;1);2)为如图所示的周期信号;3)五、一因果LTI离散系统,设激励,,,(1)画出系统的直接实现和级联实现结构框图;(2)求系统的零输入响应、零状态响应和全响应;(3)画出系统的零极点分布图,标示收敛域,并判断系统的稳定性;六、已知图示电路为无失真传输系统,试推导系统参数应满足什么关系。
七、写出下图所示电路的状态方程和输出方程,并写出该系统的传输函数。
综合测试题之二一、设和分别为各系统的激励和响应,试根据下列的输入—输出关系,确定下列各系统是否具有线性、时不变、因果和稳定的性质。
⑴⑵二、计算下列各题1.求的傅立叶变换。
2.求的Z变换。
3.系统单位阶跃响应,求系统的单位样值响应。
4.已知,求。
三、已知某因果连续时间LTI系统由下列微分方程描述。
1.当输入信号时,求系统的输出响应;2.当输入信号时,求系统的输出响应。
四、如下图(a)所示系统,设激励如图(b)所示图(a)图(b)(1)试分别画出实部和虚部的频谱图;(2)试画出实部的频谱图;(3)试画出实部的频谱图;五、一个系统,其输入和输出之间的关系为(1)求该系统的单位冲激响应;(2)当,试确定系统的零状态响应。
六、如图所示电路,,,,求响应。
七、写出差分方程所描述离散系统的状态方程、输出方程和A 、B 、C 、D 四个系数矩阵。
1.下列信号的分类方法不正确的是( A ):A 、数字信号和离散信号B 、确定信号和随机信号C 、周期信号和非周期信号D 、因果信号与反因果信号2.下列说法正确的是( D ):A 、两个周期信号x (t ),y (t )的和x (t )+y(t )一定是周期信号。
B 、两个周期信号x (t ),y (t )的周期分别为2和2,则其和信号x (t )+y(t ) 是周期信号。
C 、两个周期信号x (t ),y (t )的周期分别为2和π,其和信号x (t )+y(t )是周期信号。
D 、两个周期信号x (t ),y (t )的周期分别为2和3,其和信号x (t )+y(t )是周期信号。
3.下列说法不正确的是( D )。
A 、一般周期信号为功率信号。
B 、 时限信号(仅在有限时间区间不为零的非周期信号)为能量信号。
C 、ε(t )是功率信号;D 、e t 为能量信号;4.将信号f (t )变换为( A )称为对信号f (t )的平移或移位。
A 、f (t –t 0) B 、f (k–k 0) C 、f (at ) D 、f (-t )5.将信号f (t )变换为( A )称为对信号f (t )的尺度变换。
A 、f (at ) B 、f (t –k 0) C 、f (t –t 0) D 、f (-t )6.下列关于冲激函数性质的表达式不正确的是( B )。
A 、)()0()()(t f t t f δδ=B 、()t a at δδ1)(=C 、)(d )(t tεττδ=⎰∞- D 、)()-(t t δδ=7.下列关于冲激函数性质的表达式不正确的是( D )。
A 、⎰∞∞-='0d )(t t δ B 、)0(d )()(f t t t f =⎰+∞∞-δC 、)(d )(t tεττδ=⎰∞- D 、⎰∞∞-=')(d )(t t t δδ8.下列关于冲激函数性质的表达式不正确的是( B )。