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什么是z变换

发布人:0750long 时间:2009-07-28 来源:工程师 发布文章

什么是z变换

z变换

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。

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:

(7-4)

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)
表7-1 z变换表

 

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)

表7-2 z变换的性质

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