当前课程知识点:信号与系统 > 第6章 系统的模拟及稳定性分析 > 6.1 为什么要对系统进行模拟?如何模拟? > 6.1讲(上) 视频
同学们好
在第2章中
我们简单地介绍过系统模拟的概念
今天就详细聊聊这个问题
大多数人应该都有一个看图识字的童年时代
这说明“图形”在知识传授和对事物的认知方面具有优越性
换句话说
把枯燥乏味的理论知识变为生动有趣的图形甚至动画
应该是教学手段的最高境界
一个简单LTI系统(单输入/单输出)
虽然可以由其数学模型
常系数线性微分方程加以描述
但对于大多数人尤其是缺乏空间想象力的人而言
冷冰冰的数学表达式实在是提不起的兴趣
“让我如何喜欢它”
因此
人们自然地想到
能否将数学表达式
转化为“喜闻乐见” “生动有趣”的图形呢
这就是引入“系统模拟”方法的初衷
换句话说
在实际的分析研究中
人们希望利用图形对抽象的数学公式
进行辅助表示甚至直接取代
从而使问题更清晰 更直观
并定义
用基本运算器(积分器 数乘器和加法器)
描述实际系统函数或方程模型的过程叫系统模拟
本课程对系统的模拟有两种形式
用框图形式运算器进行的模拟叫框图模拟
用流图形式运算器进行的模拟叫流图模拟
下面
介绍构成模拟图的基本要素
即
基本运算器
本课程中
用于系统模拟的基本运算器
有加法器 数乘器(乘法器)和积分器
除了基本运算器外
系统模拟还需要一个模拟规则
这个规则就是梅森公式
梅森公式反映的是系统函数与基本图形之间的对应关系
它既是模拟过程要遵循的规则
也是模拟的对象
可表示为
下面介绍梅森公式的具体构成
(1)源点(激励点)
只有输出支路的节点
(2)从点(响应点)
至少有一条输入支路的节点
(3)支路
从一个节点直接指向另一个节点的有向线段
(4)开路
从节点A出发
沿着支路的方向经过若干节点到达另一个节点 B
且经过的节点没有一个是再次相遇的
则这条走过的路径叫做从A点到B点的一条开路
(5)环 从节点A出发
沿着支路的方向经过若干节点又回到节点A
且中间经过的节点没有一个是再次相遇的
则这条走过的路径叫作一个环
(6)开路传输函数T
位于开路上的所有支路传输函数之积
(7)环传输函数L
位于环上的所有支路传输函数之积
到这儿
可能有人会问
构造这么复杂的梅森公式有何意义呢
它与系统模拟有关吗
其实
梅森公式给出了画一种点线图的规则
下面
通过一道例题解释这个概念
求图所示系统流图的传输函数
这是一个由点和线构成的图形
箭头表示信号的流向
因此
也就被称为信号流图
现在要根据梅森公式的规则
把这个图的传输函数写出来
今天就讲到这儿
下次课接着讲具体的系统模拟方法
现在进入问答环节
老师
式(6.1-6)中的字符H到底是什么意思
这个问题问得好
这里的H不是变量
而是总系统中的支路传输函数或环传输函数
或者说
是子系统的系统函数H(s)
老师
前面我们看到的系统都是框图形式
它与今天您讲的流图有没有关系
有
而且很密切
实际上
流图是框图的简化形式
下次课会讲到该内容
好
今天就到这儿
下课
同学们再见
-1.1 《信号与系统》是门什么样的课?
--1.1讲 视频
-1.2《信号与系统》的特点、学习目的和研究路线
--1.2讲 视频
-1.3《信号与系统》与《电路分析》的关系
--1.3讲 视频
-1.4 什么是信号
--1.4讲 视频
-1.5 信号的分类
--1.5讲 视频
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-1.7 信号的分解/合成及作图
--1.7讲 视频
-1.8 什么是卷积积分
--1.8讲 视频
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--2.5讲 视频
-2.6 什么是系统模型?如何分析系统?
--2.6讲 视频
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--3.1讲 视频
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-4.3 什么是系统通频带?
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-5.5 系统函数的本质是什么,三域分析法之间的关系如何?
--5.5讲 视频
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-6.2 什么是系统的稳定性?为什么要研究稳定性?
--6.2讲 视频
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--6.3讲 视频
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-7.2 离散信号的几种运算
--7.2讲 视频
-7.3 离散信号与离散系统的时域分析
--7.3讲 视频
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--7.4讲 视频
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