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什么叫连续系统离散化

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连续系统离散化是将连续时间系统转换为离散时间系统的过程,通过采样、量化等操作简化分析并便于计算。以下是具体解析:

定义与核心思想

连续系统指状态变量和输入变量在时间上连续变化的系统(如微分方程描述),而离散化则是将其转换为状态变量在离散时间点取值的系统(如差分方程描述)。这一转换通过采样(获取连续信号在离散时刻的值)和量化(将连续值映射为有限离散值)实现。

主要方法与技术

- 采样:

在离散时间点获取连续信号值,常用单位脉冲序列(如δ函数)实现。 - 量化:将连续值映射为有限离散值,如使用固定区间划分或量化级数。 - 保持器:解决采样点间插值问题,确保离散信号在采样时刻与连续信号一致。

应用与意义

- 工程领域:

广泛应用于控制系统、信号处理、经济模型等,提升计算效率和精度。 - 混合系统处理:对于同时包含连续和离散状态的系统(如采样控制系统),需统一用离散方程描述,结合微分-差分方程组。

注意事项

离散周期选择影响精度:周期过小可能导致计算复杂度增加,周期过大可能引入误差。例如欧拉法精度较低,需结合零阶保持法或泰勒展开优化。