求下列差分方程所描述的LTI离散系统的零输入响应、零状态响应和全响应。 (1)y(k)一2y(k一1)=f
求下列差分方程所描述的LTI离散系统的零输入响应、零状态响应和全响应。 (1)y(k)一2y(k一1)=f(k), f(k)=2ε(k),y(﹣1)= 一1 (3)y(k) +2y(k一1)=f(k), f(k)=(3k+4)ε(k),y(﹣1)= ﹣1 (5)y(k) +2y(k一1) +y(k一2)=f(k), f(k)=3(0.5)kε(k),y(﹣1)=3,y(﹣2)= 一5
(1)零输入响应yzi(k)满足
yzi(k)一2yzi(k一1)=0
特征根为λ=2。则其齐次解为
y(k)=Czi(2)k
将初始状态yzi(﹣1)=y(﹣1)= 一1代入可得
yzi(﹣1)=0.5 Czi= ﹣1
可解得Czi= ﹣2因此得系统的零输入响应
yzi(k)= ﹣(2)k+1k≥0
零状态响应yzs(k)满足
yzs(k)一2yzs(k一1)=2k≥0 ①
yzs(﹣1)=0
令式①中k=0有
yzs(0)一2yzs(﹣1)=2
解得初始值yzs(0)=2。系统的零状态响应是非齐次方程的完全解故
yzs(k)=yzsh(k) +yzsp(k) k≥0
其中齐次解yzsh(k)=Czsh(2)k特解yzsp(k)=P满足式①代入式①可求得P=﹣2所以
yzs(k)=Czsh(2)k一2 k≥0
将初始值yzs(0)=2代人上式有
yzs(0)=Czsh一2=2
解得Czsh=4于是系统的零状态响应
yzs(k)=4(2)k一2 k≥0
系统的全响应
y(k)=yzi(h)+yzs(k)=一(2)k+1+4(2)k一2=(2)k+1一2k≥0
(3)零输入响应yzi(k)满足
yzi(k)+2yzi(k一1)=0
特征根为λ=一2则其齐次解为 y(k)=Czi(﹣2)k
将初始状态yzi(﹣1)=y(﹣1)= ﹣1代入可得
yzi(﹣1)= ﹣0.5 Czi= ﹣1
可解得Czi=2因此得系统的零输入响应
yzi(k)=2(﹣2)k k≥0
零状态响应yzs(k)满足
yzs(k) +2yzs(k一1)=3k+4k≥0 ②
yzs(﹣1)=0
令式②中k=0有
yzs(0) +2zs(﹣1)=4
解得初始值yzs(0)=4。系统的零状态响应是非齐次方程的完全解故
yzs(k)=yzsh(k) +yzsp(k) k≥0
其中齐次解yzsh(k)=Czsh(﹣2)k特解yzsp(k)=P1k+P0满足式②代人式②可求得P1=1P0=2所以
yzs(k)=Czsh(﹣2)k+k+2 k≥0
将初始值yzs(0)=4代入上式有
yzs(0)=Czsh+2=4
解得Czsh=2于是系统的零状态响应
yzs(k)=2(﹣2)k+k+2 k≥0
系统的全响应
y(k)=yzi(k) +yzs(k)=2(﹣2)k+2(﹣2)k+k+2=4(一2)k+k+2 k≥0
(5)零输入响应yzi(k)满足
yzi(k) +2yzi(k一1) +yzi(k一2)=0
特征根为λ1=λ2=﹣1则其齐次解为
y(k)=Czi1(﹣1)k+Czi2k(﹣1)k
将初始状态yzi(﹣1)=y(﹣1)=3yzi(﹣2)=y(﹣2)=﹣5代入可得
yzi(﹣1)= ﹣Czi1+Czi2=3
yzi(﹣2)=Czi1一2Czi2=﹣5 可解得Czi1=﹣1Czi2=2因此得系统的零输入响应
yzi(k)=(2k一1)( ﹣1)k
零状态响应yzs(k)满足
yzs(k) +2yzs(k一1) +yzs(k一2)=3(0.5)k k≥0 ③
yzs(﹣1)=0 yzs(﹣2)=0
令式③中k=01有
yzs(0) +2yzs(﹣1) +yzs(﹣2)=3
yzs(1) +2yzs(0) +yzs(﹣1)=1.5
解得初始值yzs(0)=3yzs(1)= 一4.5。系统的零状态响应是非齐次方程的完全解故
yzs(k)=yzsh(k) +y
(1)零输入响应yzi(k)满足yzi(k)一2yzi(k一1)=0特征根为λ=2。则其齐次解为y(k)=Czi(2)k将初始状态yzi(﹣1)=y(﹣1)=一1代入,可得yzi(﹣1)=0.5Czi=﹣1可解得Czi=﹣2,因此得系统的零输入响应yzi(k)=﹣(2)k+1,k≥0零状态响应yzs(k)满足yzs(k)一2yzs(k一1)=2,k≥0①yzs(﹣1)=0令式①中k=0,有yzs(0)一2yzs(﹣1)=2解得初始值yzs(0)=2。系统的零状态响应是非齐次方程的完全解,故yzs(k)=yzsh(k)+yzsp(k),k≥0其中齐次解yzsh(k)=Czsh(2)k,特解yzsp(k)=P满足式①,代入式①可求得P=﹣2,所以yzs(k)=Czsh(2)k一2,k≥0将初始值yzs(0)=2代人上式,有yzs(0)=Czsh一2=2解得Czsh=4,于是系统的零状态响应yzs(k)=4(2)k一2,k≥0系统的全响应y(k)=yzi(h)+yzs(k)=一(2)k+1+4(2)k一2=(2)k+1一2,k≥0(3)零输入响应yzi(k)满足yzi(k)+2yzi(k一1)=0特征根为λ=一2,则其齐次解为y(k)=Czi(﹣2)k将初始状态yzi(﹣1)=y(﹣1)=﹣1代入,可得yzi(﹣1)=﹣0.5Czi=﹣1可解得Czi=2,因此得系统的零输入响应yzi(k)=2(﹣2)k,k≥0零状态响应yzs(k)满足yzs(k)+2yzs(k一1)=3k+4,k≥0②yzs(﹣1)=0令式②中k=0,有yzs(0)+2zs(﹣1)=4解得初始值yzs(0)=4。系统的零状态响应是非齐次方程的完全解,故yzs(k)=yzsh(k)+yzsp(k),k≥0其中,齐次解yzsh(k)=Czsh(﹣2)k,特解yzsp(k)=P1k+P0满足式②,代人式②可求得P1=1,P0=2,所以yzs(k)=Czsh(﹣2)k+k+2,k≥0将初始值yzs(0)=4代入上式,有yzs(0)=Czsh+2=4解得Czsh=2,于是系统的零状态响应yzs(k)=2(﹣2)k+k+2,k≥0系统的全响应y(k)=yzi(k)+yzs(k)=2(﹣2)k+2(﹣2)k+k+2=4(一2)k+k+2,k≥0(5)零输入响应yzi(k)满足yzi(k)+2yzi(k一1)+yzi(k一2)=0特征根为λ1=λ2=﹣1,则其齐次解为y(k)=Czi1(﹣1)k+Czi2k(﹣1)k将初始状态yzi(﹣1)=y(﹣1)=3,yzi(﹣2)=y(﹣2)=﹣5代入,可得yzi(﹣1)=﹣Czi1+Czi2=3yzi(﹣2)=Czi1一2Czi2=﹣5可解得Czi1=﹣1,Czi2=2,因此得系统的零输入响应yzi(k)=(2k一1)(﹣1)k零状态响应yzs(k)满足yzs(k)+2yzs(k一1)+yzs(k一2)=3(0.5)k,k≥0③yzs(﹣1)=0,yzs(﹣2)=0令式③中k=0,1,有yzs(0)+2yzs(﹣1)+yzs(﹣2)=3yzs(1)+2yzs(0)+yzs(﹣1)=1.5解得初始值yzs(0)=3,yzs(1)=一4.5。系统的零状态响应是非齐次方程的完全解,故yzs(k)=yzsh(k)+y(k),k≥0其中,齐次解yzsh(k)=Czsh1(﹣1)k+Czsh2k(﹣1)k特解yzsp(k)=P0(0.5)k满足式③,代入式③可求得P0=1/3,所以