- 什麼是非線性系統?
--->用非線性方程描述的系統稱爲非線性系統。非線性系統的特點是係數與變量有關,或者方程中含有變量及其導數的高次冪或者乘積形式
- 什麼是線性系統
--->可用線性微分方程或者差分方程描述的系統,稱爲線性系統。如果微分方程或者差分方程的係數全爲常數,則稱爲線性定常系統;否則是線性時變系統。
線性系統的特徵:
- 疊加性
- 均勻性(齊次性)
舉個例子:設e(t)爲輸出量,r(t)爲輸入量;
判斷下面這個式子是線性系統還是非線性系統?
分析:
- 均勻性
設信號e(t)作用系統,響應爲r(t)。當激勵Ae(t)作用於系統時,根據描述系統的微分方程,將方程兩邊乘以A,得到:
這是先經系統,再線性運算的結果。
下面討論先線性運算,再經系統的結果。顯然線性運算後的激勵爲Ae(t)。而若系統具有均勻性的話,根據描述系統的微分方程,所得結果應該是
顯然式(1)不等於式(2),即系統不滿足均勻性。
- 疊加性
假設兩個激勵分別爲e1(t)和e2(t),其相應的響應分別爲r1(t)和r2(t)。根據描述系統的微分方程,有下列關係成立。
這是先經系統,再線性運算的結果。
下面討論先線性運算,再經系統的結果。顯然線性運算後的激勵爲e1(t)+e2(t)。而若系統滿足疊加性的話,根據描述系統的微分方程,所得結果應該是
顯然式(5)不等於式(6),即系統不滿足疊加性。
綜上所述:該系統既不滿足均勻性,也不滿足疊加性,顯然是非線性系統。
再額外判定幾個:
設c(t)爲輸出量,r(t)爲輸入量;
- c(t) = r(t) coswt ----- 線性時變系統
- r(t) = c(t) coswt ----- 非線性時變系統
- c(t) = r(t)coswt + 5 ----- 非線性時變系統
剩下的還有記錄的再補充。