
[自] 線性系統
Theory of Linear System.
線性系統理論。
TCM Syndrome is a non-linear system of complex giant system.
中醫證候體系是一個非線性的複雜巨系統。
Fractal theory is an important tool to study non-linear system.
分形理論是研究非線性系統的重要工具。
The PM brushless DC motor is a multi-variable and non-linear system.
永磁無刷直流電機控制系統是多變量和非線性的。
The program offers a new tool for analysis and design of linear system.
該程式為線性系統分析設計提供了一種快速準确的新工具。
線性系統(Linear System)指滿足疊加性與齊次性的數學或物理系統。在工程與數學領域,其核心特性是輸入與輸出間存線上性關系,即系統響應可表示為輸入的線性組合。以下是詳細解釋:
疊加性(Superposition)
若輸入 (x_1(t)) 産生輸出 (y_1(t)),輸入 (x_2(t)) 産生輸出 (y_2(t)),則對任意常數 (a, b),輸入 (ax_1(t) + bx_2(t)) 的輸出為 (ay_1(t) + by_2(t))。
公式表達:
$$ mathcal{L}{a x_1 + b x_2} = a mathcal{L}{x_1} + b mathcal{L}{x_2} $$ 其中 (mathcal{L}) 表示線性算子。
齊次性(Homogeneity)
若輸入 (x(t)) 的輸出為 (y(t)),則縮放輸入 (k cdot x(t))((k) 為常數)的輸出為 (k cdot y(t))。
電路分析
電阻、電容、電感組成的電路在理想條件下是線性系統,符合基爾霍夫定律。例如,歐姆定律 (V = IR) 中電壓與電流呈線性關系。
來源:麻省理工學院電路與電子學公開課(MIT OpenCourseWare)
信號處理
線性時不變系統(LTI)的響應可通過卷積積分計算,如濾波器設計中的頻率響應分析。
來源:斯坦福大學信號與系統講義(Stanford EE264)
控制系統
狀态空間模型 (dot{mathbf{x}} = Amathbf{x} + Bmathbf{u}) 描述線性動态系統,其中 (A, B) 為系統矩陣,(mathbf{x}) 為狀态向量。
來源:加州大學伯克利分校控制工程教材(UC Berkeley EECS)
線性系統的行為可完全由線性方程預測,而非線性系統(如含二極管的電路)可能産生混沌、諧波失真等現象。例如:
數學基礎
Strang, G. Linear Algebra and Its Applications(線性代數及其應用),定義線性方程組解的結構。
來源:Wellesley-Cambridge Press(ISBN 978-0030105678)
工程理論
Oppenheim, A. V. Signals and Systems(信號與系統),第1章詳述線性時不變系統。
來源:Prentice Hall(ISBN 978-0138147570)
通過上述定義、特性及跨領域案例,線性系統的核心價值在于其可解析性與可預測性,為工程建模提供理論基礎。
"Linear system"(線性系統)是一個多學科術語,在不同領域有不同含義,以下是主要解釋:
數學領域 指由線性方程構成的方程組,形式通常為: $$ begin{cases} a_{11}x1 + a{12}x2 + cdots + a{1n}x_n = b1 a{21}x1 + a{22}x2 + cdots + a{2n}x_n = b2 vdots a{m1}x1 + a{m2}x2 + cdots + a{mn}x_n = b_m end{cases} $$ 其核心特征是滿足疊加原理:若輸入$u_1$産生輸出$y_1$,輸入$u_2$産生輸出$y_2$,則輸入$k_1u_1 + k_2u_2$必産生$k_1y_1 + k_2y_2$。
工程領域 指滿足線性關系的物理系統,例如:
共同特性:
應用示例:
若需特定領域的深入解釋(如微分方程系統、信號與系統等),可提供更具體的背景信息。
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