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线性微分方程的时域求解与全响应

基本概念与信号88 套卷出现47 所院校2015–2025

要点

  • 全响应由零输入响应与零状态响应两部分叠加而成
  • 零输入响应的形式由特征根决定,系数由初始条件定
  • 零状态响应用卷积或拉氏变换法求,也可查典型输入的响应表
  • 初值条件要区分零时刻前后的跳变,含输入导数项的方程会在零时刻产生跳变

步骤

  • 写出微分方程并取拉氏变换,把初始条件作为等效输入移到等号右端
  • 分别求零输入解与零状态解,再相加得全响应
  • 用初始条件定常数,必要时用终值核对稳态值
  • 检查求得的解在零时刻是否等于给定初值

公式

通用考法

  • 由微分方程与初始条件求系统的全响应
  • 分别求零输入响应与零状态响应
  • 判断给定初值下响应是否单调或是否有极值

常见易错

  • 只求零状态响应而漏掉由初值决定的自由响应
  • 分子含输入导数时忽略零时刻的跳变,导致初值对不上

历年考法(90)

年份院校题分值
2025西安交通大学1 一、由非零初值响应反求传递函数—
2025河北工业大学9 九、单位脉冲响应与全维状态观测器设计—
2025安徽大学3 三、误差时域响应反求输入参数—
2025北京化工大学5 五、由初始条件求二阶系统全响应—
2024西安交通大学2 二、由传递函数与初值求全响应—
2024南京邮电大学2 二、由微分方程求传函、模态与全响应(3小问)—
2024南京工业大学三 三阶系统稳定性、指定极点与阶跃响应—
2024北京邮电大学1 一、微分方程全响应与传递函数25
2024北京化工大学1 一、由闭环传函与初始条件求输出响应—
2023深圳大学2 微分方程的脉冲与阶跃响应24
2023江南大学1、2、3、4、5 一、填空题(5 题)—
2023山西大学3 三、RC 无源网络求电容电压终值—
2023大连海事大学四 四、一阶系统阶跃响应与调节时间证明—
2023华南理工大学8 八、连续LTI系统冲激响应—
2023华北电力大学2 二、电网络建模与阶跃响应—
2022山西大学3 三、RC 无源网络求电容电压终值15
2022太原理工大学2 二、非零初值阶跃响应反求传函与动态指标—
2022大连海事大学十三 十三、由状态转移矩阵求A与状态响应—
2022国防科技大学1 一、由传递函数求单位阶跃响应—
2022哈尔滨工程大学10 十、非零初始条件下微分方程全响应10
2022合肥工业大学一(1~4) 一、填空:响应求传函、裕度与状态空间—
2022南京航空航天大学九 机械减震系统状态空间与极点配置—
2022华南理工大学7 七、连续信号与周期冲激串20
2022华中科技大学2 二、非零初始条件下由阶跃响应求传递函数—
2022北京林业大学二 二、填空题20
2022上海理工大学二5 零输入零状态与零初始—
2021重庆邮电大学二2 二、2 机械式加速度计的动力学建模与参数设计15
2021广东工业大学2 二、机械系统建模与全响应—
2021安徽大学2 二、含初值的二阶系统全响应与衰减振荡—
2021厦门大学8 八、由结构图求开环传函与频域指标及阶跃响应—
2021厦门大学9 九、液位过程的动态特性与控制方案设计—
2021南京邮电大学2 二、由单位脉冲响应求传函与带初值响应—
2021南京信息工程大学2 二阶系统参数与阶跃响应—
2021华南理工大学8 八、信号第一题:冲激响应求微分方程—
2020福州大学2 二、RLC电路的传函与全响应—
2020河海大学二8 二8、微分方程奇点与相轨迹15
2020广东工业大学2 二、二阶系统动态指标与初始条件全响应20
2020山东大学2 二、由阶跃响应求全响应与正弦稳态误差—
2020太原理工大学2 二、由非零初值阶跃响应反求传递函数15
2020哈尔滨工程大学2 二、用劳斯表辅助方程解高次方程—
2020厦门大学8 八、分段输入一阶微分方程的时域解—
2020南开大学二 二、微分方程求传函与全响应—
2020南京邮电大学1 一、判断题(10小问)—
2020华东理工大学二 一阶系统调节时间与正弦输入全响应—
2020北京邮电大学1 一、系统线性定常性判断与线性化15
2020北京工业大学3 三、参数稳定范围与阶跃响应15
2020北京交通大学2 二、结构图化简与特征根配置—
2019浙江大学一 一、填空题(传函·z变换·能控性·判稳·非线性·采样与频—
2019四川大学1 一、基本概念简答20
2019合肥工业大学3 三、二阶系统动态指标与稳态误差—
2019华北电力大学(保定)三 三、机械系统建模与初值终值定理—
2019北京工业大学1 一、含初值的微分方程时域求解10
2018重庆大学1 水箱液位建模与平衡点线性化—
2018西安理工大学二 二、方程组建结构图与响应20
2018福州大学2 二、非零初始条件下的输出响应—
2018燕山大学2 由微分方程求传函、闭环响应与稳态误差(原卷有图)—
2018广东工业大学3 三、二阶系统动态指标与初始条件全响应25
2018大连理工大学一 一、简答题(3 小问)12
2018合肥工业大学8 八、状态转移矩阵逆、脉冲响应与离散化20
2018华南理工大学二(1~4) 二、判断题(1~4)—
2018华北电力大学(北京)2 二、高阶系统单位阶跃响应—
2018华北电力大学(北京)8 八、非齐次状态方程解的证明与输出响应—
2018华东理工大学二 含初值的二阶系统全响应—
2017重庆大学2 微分方程与稳定类型16
2017福州大学2 二、由响应分量反求传函并求另一系统响应—
2017燕山大学1 填空题:传函定义与时频基本概念15
2017安徽大学3 三、由单位阶跃响应反求闭环传函15
2017天津大学五 五、状态空间传函、状态转移矩阵与响应—
2017南京信息工程大学5 二阶系统冲激响应与参数确定—
2017华南理工大学一 一、选择题20
2017北京理工大学二 二、过阻尼证明与脉冲响应—
2016重庆邮电大学一 一、由微分方程求初值与终值并用实数域表达式验证15
2016燕山大学1 一、由传函与初值求全响应与正弦稳态响应—
2016安徽大学4 四、含初值的二阶系统阶跃响应—
2016吉林大学3 三、二阶系统单位阶跃响应指标与响应曲线10
2016南京邮电大学8 八、由状态转移矩阵反求系统并求响应—
2016华南理工大学二 二、判断对错12
2016华东理工大学二 一阶系统阶跃响应与正弦输入下的误差—
2016内蒙古大学七 七、状态转移矩阵与状态响应20
2016中国计量大学8 由微分方程建可控标准型状态空间20
2016东华大学二 二、由阶跃响应求传函与脉冲响应10
2016上海理工大学二 二、控制器参数稳定域与阶跃响应20
2015苏州大学六 六、由单位阶跃响应求频率特性12
2015安徽大学3 三、含初值的二阶系统全响应15
2015国防科技大学1 一、倒立摆动力学建模、线性化与全响应20
2015华南理工大学三 三、判断对错—
2015华北电力大学(北京)9 九、状态转移矩阵与阶跃状态响应—
2015华北电力大学(保定)二 二、扰动补偿与物理可实现性—
2015华东理工大学二 由闭环传函与初值求全响应及动态指标—
2015北京理工大学二 二、时域响应与动态性能—