线性时不变系统理论 编辑
线性非时变系统理论俗称系统理论,源自应用数学,直接在核磁共振频谱学地震学电路信号处理控制理论等技术领域运用。它研究的是线性系统、非时变系统对任意输入信号的响应。虽然这些系统的轨迹通常会随时间变化来测量和跟踪,但是应用到图像处理场论时,系统在空间维度上也有轨迹。因此,这些系统也被称为线性非时变平移,在最一般的范围理论给出此理论。在离散系统中对应的术语是线性非时变平移系统。由电阻、电容、电感组成的电路是LTI系统的一个很好的例子。
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波德图,又名,是线性时不变系统理论的传递函数对频率的半对数座标图,其横轴频率以对数尺度表示,利用波德图可以看出系统的频率响应。波德图一般是由二张图组合而成,一张幅频图表示频率响应增益的分贝值对频率的变化,另一张相频图则是频率响应的相位对频率的变化。
描述函数是控制系统中用近似方式处理非线性系统的方法,由Nikolay Mitrofanovich Krylov及尼古拉·博戈柳博夫在1930年代提出,后来由Ralph Kochenburger延伸。描述函数是以准线性为基础,是用会依输入波形振幅而变化的线性时不变系统理论传递函数来近似非线性系统的作法。依照定义,真正线性时不变系统的传递函数不会随输入函数的振幅而变化。因此,其和振幅的相依性就会产生一群的线性系统,这些系统结合起来的目的是为了近似非线性系统的特性。描述函数是少数广为应用来设计非线性系统的方法,描述函数是在分析闭回路控制器的极限环时,常见的数学工具。
尼柯尔斯图是将线性时不变系统理论在不同频率下的增益分贝值及相位绘在一直角坐标系的图上,尼柯尔斯图将二种波德图结合成一张图,而频率只是曲线中的参数,不直接在图中显示。尼柯尔斯图的命名是来自美国控制工程师尼柯尔斯。
波德图,又名,是线性时不变系统理论的传递函数对频率的半对数座标图,其横轴频率以对数尺度表示,利用波德图可以看出系统的频率响应。波德图一般是由二张图组合而成,一张幅频图表示频率响应增益的分贝值对频率的变化,另一张相频图则是频率响应的相位对频率的变化。
最小相位是控制理论及信号处理中有特殊性质的系统,对于线性时不变系统理论,若本身为因果系统且有界输入有界输出稳定性,且其逆系统也是稳定的因果系统,此系统即为最小相位系统。
在物理学以及工程学中,时间常数是一个描述一阶线性时不变系统理论中对随时间变化的输入信号的响应能力的参数,由上升沿时间确定,通常用希腊字母



τ


{\displaystyle \tau }

表示。时间常数是一阶线性时不变系统的一个主要的特征参数。
控制理论的指数稳定是线性时不变系统理论的特性。连续时间LTI系指数稳定的充分必要条件,是其特征值实部均为负值。离散时间LTI系统指数稳定的充分必要条件,是其传递函数在复数平面上,原点为零的单位圆内。
系统科学中的平坦性是一种系统的特性,将线性时不变系统理论中的可控制性扩展到非线性系统动力系统。具有平坦性的系统称为平坦系统。平坦系统具有平坦输出,可以用平坦输出以及其有限微分的组合来显式表示所有的状态以及输入。
尼柯尔斯图是将线性时不变系统理论在不同频率下的增益分贝值及相位绘在一直角坐标系的图上,尼柯尔斯图将二种波德图结合成一张图,而频率只是曲线中的参数,不直接在图中显示。尼柯尔斯图的命名是来自美国控制工程师尼柯尔斯。
尼柯尔斯图是将线性时不变系统理论在不同频率下的增益分贝值及相位绘在一直角坐标系的图上,尼柯尔斯图将二种波德图结合成一张图,而频率只是曲线中的参数,不直接在图中显示。尼柯尔斯图的命名是来自美国控制工程师尼柯尔斯。