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◆ z变换在离散系统中的作用,与拉氏变换在连续系统中的作用非常相似。
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£ |
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若设 ,并将 写成F(Z),则得
F(z)就叫做 的z变换,并且以 表示 的z变换。
在z变换中,只考虑采样时的信号值。因此,f(t)的z变换与f*(t)的z变换有相同的结果。即:
因为F(z)只取决于f(t)在t=kT(k=0,1,2,…)上的数值,所以F(z)的z反变换,只给出了f(t)在采样瞬间的信息。
表7-1列出普通时域函数的z变换,表7-2列出z变换的常用性质。
| |
X(s)
|
x(t)或x(k) |
X(z) |
| 1 |
1 |
δ(t) |
1 |
| 2 |
e
-kTs
|
δ(t-kT)
|
z-k
|
| 3 |
1/s |
1(t) |
z/(z-1) |
| 4 |
1/s2 |
t |
Tz/(z-1)2 |
| 5 |
1/(s+a) |
e
-at
|
Tz/(z-eaT) |
| 6 |
a/(s+a) |
1-e
-at
|
(1-eaT)z/[(z-1)(z-eaT)] |
| 7 |
ω/(s2+ω2) |
sinωt |
zsinωT/(z2-2zcosωT+1) |
| 8 |
s/(s2+ω2) |
cosωt
|
z(z-cosωt)/(z2-2zcosωT+1) |
| 9 |
1/(s+a)2 |
Te-at
|
TzeaT/(z-eaT)2 |
| 10 |
ω/[(s+a)2+ω2] |
e-atsinωt |
zeaTsinωT/(z2-2ze-aTcosωt+e-2aT) |
| 11 |
(s+a)/[(s+a)2+ω2] |
e-atcosωt
|
(z2-zeaTcosωT)/(z2-2ze-aTcosωt+e-2aT) |
| 12 |
1/s2 |
t2 |
T2z(z+1)/(z-1)2 |
| 13 |
|
ak
|
z/(z-a) |
| 14 |
|
akcoskπ |
z/(z+a) |
7.3.2 z变换的方法
⒈级数求和法
举例说明之。
例7-1 求单位阶跃函数1(t)的z变换
注意:只要函数z变换的无穷级数F(z),在z平面某个区域内收敛,则在
应用时,就不需要指出F(z)的收敛域。
例7-2 求下列函数的z变换........
f(t)=0(t<0)
f(t)=eωt(t≥0)
解:
例7-3 求下列函数的z变换........
f(t)=0(t<0)
f(t)=sinωt(t≥0)
解:
⒉部分分式法
当给定某连续函数f(t)的拉氏变换F(s)时,欲求其z变换,可利用本法,因为许多函数F(s)利用部分分式可以化成如下形式:
通过其中的每一项拉氏反变换得到原函数f(t)为:
而其z变换可以表示为:
下面举例说明。
例7-4 求下列函数的z变换:F(s)=1/s(s+1)
解: 先将F(s)展开成部分分式。
其中, 1/s[或1(t)]相应的z变换为z/(z-1) ,而1/(s+1)[即e-t] 相应的z变换为
z/(z-e-T)
| 则: |
 |
 |
| |
x(t)或x(k) |
Z[x(t)]或Z[x(k)] |
| 1 |
ax(t) |
ax(z) |
| 2 |
x1(t)+x2(t) |
X1(z)+X2(z)
|
| 3 |
x(t+T)或x(k+1)
|
zX(z)-zx(0) |
| 4 |
x(t+2T)
|
z2X(z)-z2x(0)-zx(t)
|
| 5 |
x(k+2)
|
z2X(z)-z2x(0)-zx(1)
|
| 6 |
x(t+kT) |
zkX(z)-zkx(0)-zk-1x(T)-…-zx(kT-T)
|
| 7 |
x(k+m) |
zmX(z)-zmx(0)-zm-1x(T)-…-zx(m-1) |
| 8 |
tx(t)
|
 |
| 9 |
kx(k)
|
 |
| 10 |
e-atx(t)
|
X(zeaT) |
| 11 |
e-akx(k) |
X(zea)
|
| 12 |
akx(k)
|
x(z/a) |
| 13 |
k akx(k) |
 |
| 14 |
x(0)
|
 |
| 15 |
x(∞)
|
 |
| 16 |
 |
x(1) |
| 17 |
 |
X(z)Y(z) |
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