系统的响应根据输入信号和初始条件的不同,可分为以下几种类型:
一、按输入信号分类
零输入响应 系统无外加激励信号时,仅由初始状态(如储能)引起的响应。例如,弹簧-阻尼系统在初始位移为零时受迫振动。
零状态响应
系统初始状态为零时,仅由输入信号引起的响应。例如,RC电路在初始电压为零时对阶跃信号的响应。
自由响应(固有响应)
仅由系统本身特性(如阻尼比、自然频率)决定的响应,与输入信号无关。例如,单摆的摆动周期仅与摆长和重力加速度有关。
二、按时间特性分类
瞬态响应
系统输出从初始状态过渡到稳态的过程,反映系统的动态性能(如上升时间、超调量)。例如,电容器充电过程中的电压变化。
稳态响应
系统输出达到稳定值后的部分,反映系统的准确性。例如,恒温器达到设定温度后的温度波动。
三、其他相关概念
单位冲激响应: 系统对单位冲激信号$\delta(t)$的零状态响应,常用h(t)表示。 单位阶跃响应
时域性能指标:包括延迟时间、上升时间、峰值时间、调节时间、超调量和稳态误差,用于评估系统动态性能。
四、补充说明
线性系统时域分析:通过单位阶跃和单位冲激响应可完全确定系统的时域特性。
非线性系统:可能需要其他方法(如频域分析)来研究其响应特性。
以上分类方法覆盖了系统响应的主要类型,实际应用中需根据具体问题选择分析方法。