问答题 求下列齐次差分方程所示系统的零输入响应。
(1)
【正确答案】
【答案解析】解 此题所给差分方程均为后向差分方程。求解时可先改写为前向差分方程。
(1)由系统的差分方程可知特征方程为
S+1/3=0
解得特征根为S=-1/3
所以
令原差分方程中k=0,并将初始值y(-1)=1代入,可求得

再利用y(0)确定y zi (k)中的系数,有 ,所以

(2)由系统的差分方程可知特征方程为
S 2 +3S+2=0
解得特征根为S 1 =-2,S 2 =-1
所以y zi (k)=[C 1 (-2) k +C 2 (-1) k ]ε(k)
利用原差分方程及所给初始值可迭代出y(0)和y(1)的值为
y(0)=-2,y(1)=6
再利用这两个初始条件,有
,得
所以y zi (k)=[2(-1) k -4(-2) k ]ε(k)
(3)由系统差分方程可知特征方程为
S 2 +2S+1=0
解得特征根为S 1 =S 2 =-1(二重根)
所以y zi (k)=[C 1 (-1) k +C 2 k(-1) k ]ε(k)
利用原差分方程及所给初始值求出
y(1)=-3
再由初始条件,有 ,得
所以y zi (k)=[(-1) k +2k(-1) k ]ε(k)=(2k+1)(-1) k ε(k)
(4)由系统差分方程可知特征方程为
S 3 -7S 2 +16S-12=0,即(S-3)(S-2) 2 =0
解得特征根为S 1 =3,S 2 =S 3 =2
所以y zi (k)=[C 1 (3) k +C 2 (2) k +C 3 k(2) k ]ε(k)
由初始条件,有