王彥新 郭銳 沈陽(yáng)工學(xué)院信息與控制學(xué)院

研究一個(gè)系統(tǒng)的特性首先要知道系統(tǒng)的輸入、輸出的關(guān)系，在某些特定的輸入信號(hào)下系統(tǒng)會(huì)做出相應(yīng)的響應(yīng)。對(duì)信號(hào)的研究是系統(tǒng)類型研究的出發(fā)點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)特性的認(rèn)知研究系統(tǒng)的概念及其分類是研究的基本手段與方法。

1 系統(tǒng)基本概念

系統(tǒng)是指很多個(gè)相互之間有一定的關(guān)系、相互之間有一定的影響并相互作用的事物按照一定的規(guī)律、規(guī)則、法則組合而成具有特殊、強(qiáng)大或微弱功能的整體。除了自然系統(tǒng)以外還需要根據(jù)人類的發(fā)展組建新的、具有高效率的人工系統(tǒng)并且大量的發(fā)展，用來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的、難度大的需求目的，然后將這些系統(tǒng)推廣到醫(yī)用、民用、軍用各個(gè)鄰域。

不同系統(tǒng)之間有相同的功能也具有不同的屬性和特性，為了符合社會(huì)的需求與發(fā)展兩地之間需要有信號(hào)的傳輸與聯(lián)系，在這樣時(shí)代步伐的催促下人們搭建并完成了通信系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)研究的主要內(nèi)容

在一個(gè)系統(tǒng)中通常將輸入信號(hào)稱之為系統(tǒng)激勵(lì)并將系統(tǒng)的輸出信號(hào)稱之為系統(tǒng)響應(yīng)，系統(tǒng)進(jìn)行分析時(shí)需要根據(jù)在給定的條件下研究系統(tǒng)對(duì)于輸入的系統(tǒng)激勵(lì)所引起的變化及響應(yīng)。系統(tǒng)分析是建立在多個(gè)平面上的其中最重要的為數(shù)學(xué)系統(tǒng)模型以及憑借系統(tǒng)的特性來(lái)研究系統(tǒng)的基本屬性，如系統(tǒng)的輸入信號(hào)引起的頻率特性，輸出信號(hào)反饋回來(lái)信息所引起的穩(wěn)定性、因果性，在特殊輸入信號(hào)所引起的響應(yīng)特性及系統(tǒng)線性不變特性等等。

不同的系統(tǒng)作用也大不相同為了簡(jiǎn)化研究問(wèn)題的方式方法，按照經(jīng)驗(yàn)的法則將具有一定性質(zhì)的信號(hào)系統(tǒng)化繁為簡(jiǎn)建立數(shù)學(xué)模型，這個(gè)模型存在的形式極多可以是數(shù)學(xué)方程式、數(shù)學(xué)交集圖、數(shù)學(xué)函數(shù)圖等等將系統(tǒng)輸入的信號(hào)和系統(tǒng)響應(yīng)產(chǎn)生的信號(hào)關(guān)聯(lián)起來(lái)。若把一個(gè)復(fù)雜及其抽象的系統(tǒng)變成自己所熟悉的系統(tǒng)模式下用數(shù)學(xué)知識(shí)及其他知識(shí)進(jìn)行研究，那么在研究系統(tǒng)時(shí)遇到問(wèn)題分析方法是相通的在某種程度上來(lái)講可以降低難度。

3 系統(tǒng)分類

對(duì)于信號(hào)系統(tǒng)的類型不同其分析也大有不同，對(duì)于系統(tǒng)的分析其角度和類型有如下方式方法：若對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)輸入輸出的信號(hào)都是連續(xù)的時(shí)間信號(hào)，并經(jīng)過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部的轉(zhuǎn)換將其連續(xù)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的時(shí)間信號(hào)，然后使這些離散信號(hào)通過(guò)電氣設(shè)備來(lái)進(jìn)行改變這個(gè)系統(tǒng)的為連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)；若系統(tǒng)的系統(tǒng)激勵(lì)和系統(tǒng)響應(yīng)都為離散時(shí)間信號(hào)，且在系統(tǒng)內(nèi)部沒(méi)有經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換則這種模式稱之為離散時(shí)間系統(tǒng)。在現(xiàn)在信息時(shí)代的背景下，將通話者的語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)過(guò)一系列的變化為電信號(hào)，在經(jīng)過(guò)數(shù)字電路的數(shù)字放大及其它形式變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，然后在通過(guò)數(shù)字輸送電路輸送到某種裝置在還原為語(yǔ)音信號(hào)，這種系統(tǒng)被稱為混合系統(tǒng)。

在系統(tǒng)中任意時(shí)刻輸出信號(hào)系統(tǒng)響應(yīng)不受系統(tǒng)該時(shí)刻的輸入信號(hào)系統(tǒng)激勵(lì)影響，且該時(shí)刻的系統(tǒng)任何狀況都與其他無(wú)關(guān)則被稱為即時(shí)系統(tǒng)俗稱為無(wú)記憶系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中的系統(tǒng)內(nèi)部組件都是不包含記憶的且大量采用電阻型器件，研究該系統(tǒng)時(shí)系統(tǒng)的輸入與輸出信號(hào)之間一般都是用數(shù)學(xué)代數(shù)方程來(lái)描述的。如果系統(tǒng)在某一時(shí)刻響應(yīng)受系統(tǒng)該時(shí)刻的輸入信號(hào)影響也與系統(tǒng)過(guò)去的狀態(tài)有關(guān)系則稱為動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，也稱為記憶系統(tǒng)。在記憶系統(tǒng)中往往采用的元件為記憶的器件比如電容、電感等等，面對(duì)記憶系統(tǒng)分析時(shí)往往采用數(shù)學(xué)中的微分方程和差分方程。

在一個(gè)系統(tǒng)中任意時(shí)刻的響應(yīng)輸出信號(hào)只與系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間的輸入激勵(lì)信號(hào)和系統(tǒng)之前的輸入信號(hào)有關(guān)的，并且與系統(tǒng)即將接受的輸入激勵(lì)信號(hào)無(wú)關(guān)則這個(gè)系統(tǒng)稱之為因果系統(tǒng)。若任意時(shí)刻的響應(yīng)輸出信號(hào)與系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間的輸入激勵(lì)信號(hào)和系統(tǒng)之前的輸入信號(hào)有關(guān)的，并且與系統(tǒng)即將接受的輸入激勵(lì)信號(hào)有關(guān)則這個(gè)系統(tǒng)稱之為非因果系統(tǒng)。對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)最重要的性質(zhì)就是穩(wěn)定，系統(tǒng)的穩(wěn)定性其系統(tǒng)特征之一。對(duì)研究的系統(tǒng)不同類型穩(wěn)定性不同的定義也大不相同，一般的穩(wěn)定性是通過(guò)輸入、輸出之間關(guān)系來(lái)定義的，在某種程度來(lái)講系統(tǒng)的輸入若有界輸出也有界則這個(gè)系統(tǒng)是穩(wěn)定的；若系統(tǒng)的輸入有界輸出沒(méi)有界則這個(gè)系統(tǒng)是非穩(wěn)定系統(tǒng)。

4 結(jié)語(yǔ)

信號(hào)系統(tǒng)雖然是一種高級(jí)學(xué)術(shù)用語(yǔ)，但在研究一個(gè)問(wèn)題時(shí)往往是將其納入某一個(gè)類型系統(tǒng)中進(jìn)行展開(kāi)研究。系統(tǒng)的分類在各個(gè)鄰域及其廣泛作用及其重要，要想對(duì)系統(tǒng)了解和掌握系統(tǒng)的類型、特性以及系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的作用情況顯得要熟練的掌握系統(tǒng)、系統(tǒng)信號(hào)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)尤為重要。