信号与系统实验报告(一) 大二下 联系客服

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实验二 零输入 零状态及完全响应

一.实验任务与目的

1. 通过实验,进一步了解系统的零输入相应,零状态相应和完全响应的原理。

2. 学习实验电路的发难设计的设计方法——本实验采用用模拟电路是实现线性系统零输入,零状态和完全响应 二、实验设备

1.信号与系统基本实验模块·控制理论及计算机控制技术实验平台 2 数字存储式示波器1台 三、实验内容

1.连接一个能观测零输入响应、零状态响应和完全响应的电路图(参考图2-1)。 2.分别观测该电路的零输入响应、零状态响应和完全响应的动态曲线。 四、实验原理

1.零输入响应、零状态响应和完全响应的模拟电路如图2-1所示。

图2-1 零输入响应、零状态响应和完全响应的电路图

式(3)等号右方的第二项为零输入响应,即由初始条件激励下的输出响应;第一项为零状态响应,它描述了初始条件为零(Uc(0)=0)时,电路在输入E=15V作用下的输出响应,显然它们之和为电路的完全响应,图2-2所示的曲线表示这三种的响应过程。

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图2-2零输入响应、零状态响应和完全响应曲线

其中:①---零输入响应 ②---零状态响应 ③----完全响应

五、实验步骤 1. 零输入响应

将S1短接到2处,S2短接到1处,使+5V直流电源对电容C充电,当充电完毕后,将S2接到2处,用示波器观测Uc(t)的变化。 2.零状态响应

先将S2短接到2处,使电容两端的电压放电完毕,将S1接到1处,S2接到1处,用示波器观测15V直流电压向电容C的充电过程。 3.完全响应

先将S2接到2处,使电容两端电压通过R-C回路放电,一直到零为止。然后将S1接到2处,S2接到1处,使5V电源向电容充电,待充电完毕后,将S1接到1处,使15V电源向电容充电,用示波器观测Uc(t)的完全响应。

六、实验结果与

1.根据实验,分别画出该电路在零输入响应、零状态响应、完全响应下的响应曲线。

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零输入响应;5-0

零状态响应0-15

全响应5-15

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七、实验思考题

问:系统零输入响应的稳定性与零状态响应的稳定性是不是相同?

答:不相同,因为零输入响应最终趋于零,而零输入响应最终趋于某一固定值

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