
[自] 线性系统
Theory of Linear System.
线性系统理论。
TCM Syndrome is a non-linear system of complex giant system.
中医证候体系是一个非线性的复杂巨系统。
Fractal theory is an important tool to study non-linear system.
分形理论是研究非线性系统的重要工具。
The PM brushless DC motor is a multi-variable and non-linear system.
永磁无刷直流电机控制系统是多变量和非线性的。
The program offers a new tool for analysis and design of linear system.
该程序为线性系统分析设计提供了一种快速准确的新工具。
线性系统(Linear System)指满足叠加性与齐次性的数学或物理系统。在工程与数学领域,其核心特性是输入与输出间存在线性关系,即系统响应可表示为输入的线性组合。以下是详细解释:
叠加性(Superposition)
若输入 (x_1(t)) 产生输出 (y_1(t)),输入 (x_2(t)) 产生输出 (y_2(t)),则对任意常数 (a, b),输入 (ax_1(t) + bx_2(t)) 的输出为 (ay_1(t) + by_2(t))。
公式表达:
$$ mathcal{L}{a x_1 + b x_2} = a mathcal{L}{x_1} + b mathcal{L}{x_2} $$ 其中 (mathcal{L}) 表示线性算子。
齐次性(Homogeneity)
若输入 (x(t)) 的输出为 (y(t)),则缩放输入 (k cdot x(t))((k) 为常数)的输出为 (k cdot y(t))。
电路分析
电阻、电容、电感组成的电路在理想条件下是线性系统,符合基尔霍夫定律。例如,欧姆定律 (V = IR) 中电压与电流呈线性关系。
来源:麻省理工学院电路与电子学公开课(MIT OpenCourseWare)
信号处理
线性时不变系统(LTI)的响应可通过卷积积分计算,如滤波器设计中的频率响应分析。
来源:斯坦福大学信号与系统讲义(Stanford EE264)
控制系统
状态空间模型 (dot{mathbf{x}} = Amathbf{x} + Bmathbf{u}) 描述线性动态系统,其中 (A, B) 为系统矩阵,(mathbf{x}) 为状态向量。
来源:加州大学伯克利分校控制工程教材(UC Berkeley EECS)
线性系统的行为可完全由线性方程预测,而非线性系统(如含二极管的电路)可能产生混沌、谐波失真等现象。例如:
数学基础
Strang, G. Linear Algebra and Its Applications(线性代数及其应用),定义线性方程组解的结构。
来源:Wellesley-Cambridge Press(ISBN 978-0030105678)
工程理论
Oppenheim, A. V. Signals and Systems(信号与系统),第1章详述线性时不变系统。
来源:Prentice Hall(ISBN 978-0138147570)
通过上述定义、特性及跨领域案例,线性系统的核心价值在于其可解析性与可预测性,为工程建模提供理论基础。
"Linear system"(线性系统)是一个多学科术语,在不同领域有不同含义,以下是主要解释:
数学领域 指由线性方程构成的方程组,形式通常为: $$ begin{cases} a_{11}x1 + a{12}x2 + cdots + a{1n}x_n = b1 a{21}x1 + a{22}x2 + cdots + a{2n}x_n = b2 vdots a{m1}x1 + a{m2}x2 + cdots + a{mn}x_n = b_m end{cases} $$ 其核心特征是满足叠加原理:若输入$u_1$产生输出$y_1$,输入$u_2$产生输出$y_2$,则输入$k_1u_1 + k_2u_2$必产生$k_1y_1 + k_2y_2$。
工程领域 指满足线性关系的物理系统,例如:
共同特性:
应用示例:
若需特定领域的深入解释(如微分方程系统、信号与系统等),可提供更具体的背景信息。
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