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青岛大学考研专业课真题——信号与系统-2011年-(附带答案及评分标准)

请考生写明题号,将答案全部答在答题纸上,答在试卷上无效Ⅰ、单项选择题(每题3分,共7题,21分) 1.积分()()f t t dt δ∞-∞⎰的结果为( )。

A. )0(fB. )(t fC. )()(t t f δD. )()0(t f δ2.离散序列1()()(2)x n u n u n =--,2()x n 如题图2所示,卷积和序列)()()(21n x n x n y *=,则()y n 的最大取值发生在( )处。

A. 0n =B. 1n =C. 2n =D. 3n = 3.序列和()k k δ∞=-∞∑等于( )。

A. ∞B. ()u nC. (1)()n u n +D. 1 4. 信号()te u t -的拉氏变换及收敛域为( )。

A.1,11sσ>- B.1,11sσ<- C.1,11s σ<- D. 1,11s σ>- 5.序列()2(1)()3(2)x n n n n δδδ=+-+-的z 变换的收敛域为( )。

A. 0z >B. z <∞C. 0z <<∞D. 整个z 平面6.以下描述系统的各方程中,()x n 为激励,()y n 为响应,则具有线性时不变特性的是 ( )。

题图2x 2n请考生写明题号,将答案全部答在答题纸上,答在试卷上无效 A. ()()nk y n x k =-∞=∑ B.()2()3y n x n =+C. 2()()sin()76y n x n n ππ=+ D. 2()[()]y n x n = 7.已知系统微分方程为()2()()dr t r t e t dt+=,若对应于初始状态)0(-r 和激励)(1t e ,解得全响应为0,)452sin(4245)(2≥-+=-t t e t r o t 。

则全响应中25,04te t -≥为( )。

A. 零输入响应分量B. 零状态响应分量C. 自由响应分量D. 稳态响应分量Ⅱ、填空题(每题3分,共8题,24分)8.若正弦序列0sin()n ω的周期10N =,则0ω的最小取值为0ω= 。

9.积分j t e d ωω∞-∞=⎰ 。

10.题图10所示因果周期正弦半波整流脉冲的拉氏变换()F s = 。

11.若象函数2()(1)zF z z =-,1z >,则原序列=)(n f 。

题图102t请考生写明题号,将答案全部答在答题纸上,答在试卷上无效题图1312. 给定微分方程、起始状态、激励信号分别为()2()3()d dr t r t e t dt dt+=、(0)0r -=、()()e t u t =,则(0)r += 。

13.若系统函数)(s H 的零、极点分布如题图13所示,其单位冲激响应的初值2)0(=+h ,则()H s = 。

14.题图14所示电路为由电阻1R 、2R 组成的分压器,分布电容1C 、2C 并接于1R 、2R 两端,为使2()v t 较1()v t 无失真,1R 、2R 、1C 、2C 应满足的关系为 。

15.某连续时间线性时不变系统的频率响应ωωωj j j H +-=22)(,若系统输入)2cos()(t t e =,则该系统的输出=)(t r 。

+ -题图14+-v 1v 2(t )请考生写明题号,将答案全部答在答题纸上,答在试卷上无效Ⅲ、分析计算题(每题15分,共7题,105分) 16.设描述某线性时不变因果离散时间系统的差分方程为()3(1)2(2)()y n y n y n x n +-+-=已知当()2()n x n u n =时,全响应的(0)0y =、(1)2y =,求零输入响应()zi y n 。

17.已知某线性时不变连续时间系统对输入激励()e t 的零状态响应为2()(1)t zs t r t e e d τττ∞--=-⎰求该系统的单位冲激响应()h t 。

18.线性时不变连续时间系统的信号流图如题图18所示,选择积分器的输出1()t λ、2()t λ作为状态变量(已标在图中),列写出矩阵形式的状态方程和输出方程。

19.题图19所示反馈电路,其中)(2t kv 是受控电压源。

(1)求电压转移函数)()()(1s V s V s H o =; (2)k 满足什么条件时系统稳定?题图181(e t 2(e t 1()t2()r t请考生写明题号,将答案全部答在答题纸上,答在试卷上无效20.离散时间系统如题图20所示。

(1)写出描述系统的差分方程;(2)求系统函数)(z H ,并画出零、极点分布图; (3)求单位样值响应()h n ;(4)若保持其频率特性不变,试画出一种节省延时器的模拟框图。

21.求题图21所示半波余弦脉冲的傅里叶变换)(ωF ,并画出频谱图。

+-(t )题图19题图20t请考生写明题号,将答案全部答在答题纸上,答在试卷上无效22.题图22-1所示周期矩形波)(t p ,其参数为π=T ,3πτ=,1=E 。

(1) 求)(t p 的指数形式傅里叶级数,并画出频谱图;(2) 若有连续时间信号)(t f ,其频谱)()]([ωF t f =F ,频谱图形)(ωF 如题图22-2所示,以)(t p 对)(t f 进行抽样得抽样信号)()()(s t p t f t f =,求)(s t f 的傅里叶变换表达式)]([)(s s t f F F =ω,并画出频谱图。

t题图22-1ω题图22-2Ⅰ、单项选择题(每题3分,共7题,21分)1. A 2. B 3. D 4. B 5. C 6. A 7. CⅡ、填空题(每题3分,共8题,24分)8.5π9. 2()t πδ 10. 12221()(1)Ts s eωω-+-或21221(1)()(1)Ts Ts e s e ωω--++-, 其中12T πω= 11. ()nu n 或(1)nu n - 12. 3 13. 2222()37(1)244s s H s s s s ==++++14.1122R C R C = 15. cos(2)2t π-或sin(2)tⅢ、分析计算题(每题15分,共7题,105分)16.设描述某线性时不变因果离散时间系统的差分方程为()3(1)2(2)()y n y n y n x n +-+-=已知当()2()n x n u n =时,全响应的(0)0y =、(1)2y =,求零输入响应()zi y n 。

解法一:令1n =,得(1)3(0)2(1)(1)y y y x ++-=,解得(1)0y -=令0n =,得(0)3(1)2(2)(0)y y y x +-+-=,解得1(2)2y -=特征方程2320αα++=,特征根11α=-,22α=- 设12()(1)(2)n nzi y n C C =-+-由12121(1)0211(2)42y C C y C C ⎧-=--=⎪⎪⎨⎪-=+=⎪⎩ ⇒1212C C =⎧⎨=-⎩ 所以()(1)2(2)n nzi y n =--⨯-,0n ≥解法二:由()zs y n 的(1)(2)0zs zs y y -=-=,迭代得(0)(0)1zs y x ==(1)3(0)(1)1zs zs y y x =-+=-∴ (0)(0)(0)1zi zs y y y =-=- (1)(1)(1)3zi zs y y y =-=由1212(0)1(1)23zi zi y C C y C C =+=-⎧⎨=--=⎩ ⇒1212C C =⎧⎨=-⎩ 求特征根,假设()zi y n 表达式 5分 确定()zi y n 的初始条件 6分 确定()zi y n 的系数,写出表达式 4分17.已知某线性时不变连续时间系统对输入激励()e t 的零状态响应为2()(1)t zs t r t e e d τττ∞--=-⎰求该系统的单位冲激响应()h t 。

解法一:123()(1)()t t zs t t r t e e d e e d ττττττ∞∞-----=-=⎰⎰1(3)()t e u t e d ττττ∞---∞=-+⎰对比 ()()()()()zs r t h t e t h t e d τττ∞-∞=*=-⎰,可得1()(3)t h t e u t τττ---=-+所以 1()(3)t h t e u t -=- 或1,3()0,3t e t h t t -⎧<=⎨>⎩解法二:令()()e t t δ=,则122()(1)(1)t t t t h t e d e d τδττδττ∞∞----=-=-⎰⎰11,21,30,210,3t t e t e t t t --⎧⎧-<<==⎨⎨->>⎩⎩求对()h t 表达式 8分()h t 非零取值区间的确定 7分18.线性时不变连续时间系统的信号流图如题图18所示,选择积分器的输出1()t λ、2()t λ作为状态变量(已标在图中),列写出矩阵形式的状态方程和输出方程。

解:状态方程 1122221()()2()()()()()t t t e t t t e t λλλλλ⎧=++⎪⎨⎪=-+⎩即 111222()()()1201()()0110()t e t t t e t t λλλλ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦输出方程 11212221()()()()()()()()r t t t e t r t t t e t λλλλ=++⎧⎪⎨==-+⎪⎩即 111222()()()1110()()()0110r t t e t r t t e t λλ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦状态方程 9分, 未写成矩阵形式扣3分输出方程 6分, 未写成矩阵形式扣2分题图181(e t 2(e t 1()t2()r t19.题图19所示反馈电路,其中)(2t kv 是受控源。

(1)求电压转移函数)()()(1s V s V s H o =; (2)k 满足什么条件时系统稳定?解:(1)解法一:对a 点列节点方程12()()111()222222a V s kV s V s s s s ⎛⎫ ⎪++=+ ⎪ ⎪+⎝⎭ 列关于2()V s 的补充方程 221()()()212a a s V s V s V s s s==++联立解得121()()(3)1a s V s V s s k s +=+-+∴ 212()()()()1(3)1o a k k V s kV s V s V s s s k s ===++-+ 即 21()()()(3)1o V s kH s V s s k s ==+-++ -o (s)2 +-(t )题图19解法二:列回路方程121122224()2()()242()2()()I s I s V s s s I s I s kV s s s ⎧⎛⎫⎛⎫+-+= ⎪ ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎨⎛⎫⎛⎫⎪-+++=- ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎩ 列关于2()V s 的补充方程 2122()[()()]V s I s I s s=- 解得112212(2)()()2[(3)1](1)()()2[(3)1]s s k I s V s s k s s s k I s V s s k s +-⎧=⎪+-+⎪⎨+-⎪=⎪+-+⎩∴ 212122()()[()()]()(3)1o k kV s kV s I s I s V s s s k s ==-=+-+ 即 21()()()(3)1o V s k H s V s s k s ==+-+ (2)当3k <时系统稳定求()H s 12分 给出稳定时k 的取值范围 3分20.题图20所示离散时间系统。

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