
【計】 continuous-time system
sequence; progression; concatenation; continuum; run; series
【醫】 continuation; continuity; per continuum
【經】 continuation
hour; time; when; while
【化】 time
【醫】 tempo-; time
【經】 time
system; scheme
【計】 system
【化】 system
【醫】 system; systema
【經】 channel; system
在工程與數學領域,連續時間系統(Continuous-Time System) 指輸入信號與輸出信號均在連續時間域上定義的動态系統。其數學描述通常依賴于微分方程,系統狀态隨時間連續變化,與離散時間系統(采樣系統)形成本質區别。根據 IEEE 信號處理标準,連續時間系統的輸入-輸出關系可表示為: $$ y(t) = mathcal{T}{x(t)} $$ 其中 ( x(t) ) 為連續輸入信號,( y(t) ) 為輸出響應,( mathcal{T} ) 代表系統算子。
微分方程模型
線性時不變(LTI)系統常用常系數線性微分方程描述: $$ sum_{k=0}^{N} ak frac{d^k y(t)}{dt^k} = sum{m=0}^{M} b_m frac{d^m x(t)}{dt^m} $$ 系數 ( a_k, b_m ) 決定系統特性(如RC電路、機械振動系統)。
沖激響應表征
系統對單位沖激函數 ( delta(t) ) 的響應 ( h(t) ) 是核心特性,輸出可通過卷積積分計算: $$ y(t) = int_{-infty}^{infty} x(tau) h(t-tau)dtau $$
頻域分析方法
通過傅裡葉變換将微分方程轉換為頻域代數方程,系統函數 ( H(jomega) ) 揭示頻率響應特性(如濾波器通帶衰減)。
連續時間系統是信號與系統領域中的核心概念,指輸入信號和輸出信號均為連續時間信號的系統。其特點和行為可通過以下角度解析:
1. 定義與數學描述
2. 核心特征
3. 典型應用場景
4. 與離散時間系統的對比 | 特征| 連續時間系統 | 離散時間系統 | |-----------|-----------------------|-----------------------| | 信號類型 | 模拟信號(電壓/電流) | 數字信號(采樣序列)| | 數學工具 | 微分方程/拉普拉斯變換 | 差分方程/Z變換| | 實現方式 | 模拟電路| 數字處理器/FPGA | | 抗幹擾能力 | 較弱 | 可通過編碼增強 |
5. 現代演進 隨着數字技術的發展,純連續時間系統已較少單獨使用,多與離散系統結合形成混合系統(如數字控制器+模拟執行機構)。但在高頻電路、生物神經信號處理等領域仍不可替代。
理解連續時間系統是掌握現代信號處理、控制理論的基礎,其數學工具和分析方法為後續學習離散系統提供了重要參照系。
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