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z 变换是分析实际离散时间系统的强大工具,通常用线性差分方程表示。求解高阶差分方程需要了解输入信号和初始条件,初始条件最多比方程阶低一个项。

z 变换通过在 z 域中移动信号来处理延迟信号,这对应于在时间域中延迟信号,并通过在相反方向上移动时间提前来推进信号。

考虑具有特定系数和初始条件的二阶差分方程,其中输入是单位阶跃函数。将 z 变换应用于每个项会将差分方程转换为 z 域中的代数表达式。该表达式涉及输入和输出信号的 z 域表示。

为了求解 z 域输出信号,可以简化这个代数方程,通常使用部分分式分解。通过确定部分分数的系数,我们获得了一种可管理的形式,可以使用逆 z 变换将其反转回时域。由此产生的时域响应证明了 z 变换在简化离散时间线性系统分析方面的有效性。

此过程突出了 z 变换在数字信号处理和控制系统中的实用性。它提供了一种在时域和 z 域之间转换、求解复杂方程并获得精确系统响应的直接方法。在应用 z 变换时,考虑初始条件和收敛区域的作用至关重要,以确保获得准确且有意义的结果。

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Z transformDiscrete time SystemsDifference EquationsLinear Difference EquationsDelayed SignalsTime DomainZ domainUnit Step FunctionAlgebraic ExpressionPartial Fraction DecompositionInverse Z transformDigital Signal ProcessingControl SystemsInitial ConditionsRegion Of Convergence

来自章节 19:

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