求二阶差分方程 y(n)-3y(n-1)+2y(n-2)=x(n)+3x(n-2)的单位脉冲响应h(n)。

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求二阶差分方程

  y(n)-3y(n-1)+2y(n-2)=x(n)+3x(n-2)的单位脉冲响应h(n)。

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答案解析

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  • 先求y(n)-3y(n-1)+2y(n-2)=x(n)的单位脉冲响应h0(n)。
       令输入为δ(n)时,有h(n)-3h(n-1)+2h(n-2)=δ(n)。
      递推公式则为    h(n)=3h(n-1)-2h(n-2)+δ(n)
      令n=0.1,得h0(0)=1,h0(1)=3×h0(0)=3
       特征根x1=1,x2=2,故    h0(n)=C1+C2(2)n  
      根据h0(0)=1和h0(1)=3确定C1和C2,
       解得C1=-1,C2=2。故
       h0(n)=(-1+2×2n)ε(n)
       原方程的单位脉冲响应为
       h(n)=h0(n)+3h0(n-2)=[-1+2×2n]ε(n)+3[-1+2×2n-2]ε(n-2)
       =[-1+2×2n]δ(n)+[-1+2×2n]ε(n-1)-3[1+2×2n-2]δ(n-1)+3[-1+2×2n-2]ε(n-1)
       =δ(n)+(-4+3.5×2n)ε(n-1)
       MATLAB提供了求解单位脉冲响应的指令,它将绘出由b,a描述的差分方程的系统的单位脉冲响应的时域离散图形和序列值。调用格式为
       h=impz(b,a)计算离散系统的单位脉冲响应的序列值,取样点个数由MATLAB自动选取;
       h=impz(b,a,n)计算指定范围内(0:n-1)的离散系统的单位脉冲响应的序列值;
       impz(b,a)绘出由b,a描述的差分方程的系统的单位脉冲响应的时域离散图形。式中:函数变元a和b为系统的有关系数向量,a=[a0 a1…aN],b=[b0b1…bN]。