Text B Systeme

Text B Systeme

Ganz allgemein stellt ein System eine mehr oder weniger komplexe Anordnung aus allen,insbesondere jedoch technischen,Bereichen des Lebens dar,welche aufäuβeren Anregungen oder Einflüsse in bestimmter Weise Reaktionen zeigt.So reagiert ein System”Auto“auf Anregungen wie Lenkeinschlag und Gaspedalstellung,sowie aufäuβere Einflüsse oder Störungen wie Fahrbahnunebenheiten mit einem zeitabhängigen Orts-und Geschwindigkeitsverlauf.Die Finanzmärkte reagieren auf Informationen der Unternehmen und Analysen,sowie die wirtschaftliche Situation mit variierenden Börsenkursen.Ein elektrisches Netzwerk reagiert auf das Anlegen einer Spannung am Eingang mit einem zeitlichen Verlauf der Ausgangsspannung.Ein digitales Filter reagiert auf eine Eingangszahlenfolge mit einer Ausgangszahlenfolge.

Die Systemtheorie beschäftigt sich mit der mathematischen Beschreibung und Berechnung von solchen Systemen.Hierzu befreit man die Anregungen oder Reaktionen von ihren physikalischen Einheiten und beschreibt sie mathematisch als Funktionen unabhängiger Variablen,meistens der Zeit,aber auch des Ortes etc.Die Anregungen oder Einflüsse werden als Eingangssignale,die Reaktionen als Ausgangssignale bezeichnet.Das System wird in gleicher Weise abstrahiert und als mathematisches Modell,beispielsweise eine Differentialgleichung,beschrieben.

Komplexe Systeme wie Auto oder Finanzmarkt sind im Allgemeinen nur sehr schwer und unvollständig zu erfassen.Das Problem stellt hier die Modellbildung dar,bei der die vielen Eingangs-und Ausgangsgröβen und ihre Beziehungen zueinander nicht bekannt oder nicht quantifizierbar sind.Im Rahmen der Systemtheorie beschränken wir uns auf einfachere Systeme,wie elektrische Netzwerke oder digitale Filter.Dabei treten als Problemstellungen die Systemanalyse(z.B.Übertragungsverhalten einer Telefonleitung)und die Systemsynthese(z.B.Filterentwurf)auf.

Unter System verstehen wir allgemein eine abstrahierte Anordnung,die mehrere Signale zueinander in Beziehung setzt.Dies entspricht der Abbildung eines oder mehrerer Eingangssignale auf ein oder mehrere Ausgangssignale;wir beschränken uns jedoch auf den Fall mit jeweils einem Ein-und Ausgangssignal.Entsprechend den Signalen unterscheiden wir zwischen kontinuierlichen und diskreten Systemen.Ein elektrisches Netzwerk aus Widerständen,Kondensatoren und Spulen ist ein Beispiel für ein kontinuierliches System,ein digitales Filter ein Beispiel für ein diskretes System.Damit kommen wir zur Definition:

Ein(zeit-)kontinuierliches System ist eine Abbildung H,die einem zeitkontinuierlichem Eingangssignal ein zeitkontinuierliches Ausgangssignal zuordnet:

图示

Ein(zeit-)diskretes System ist eine Abbildung H,die einem zeitdiskretem Eingangssignal ein zeitdiskretes Ausgangssignal zuordnet:

图示

Abb.6-2 zeigt die entsprechende schematische Darstellung.Bei der mathematischen Beschreibungsform handelt es sich im Allgemeinen um Differentialgleichungen für kontinuierliche,und um Differenzengleichungen für diskrete Systeme.Man beachte,dass es sich hierbei um eine abstrakte Systembeschreibung unabhängig von der Realisierung handelt.So können unterschiedliche Realisierungen(aber auch unterschiedliche Problemstellungen)auf dieselbe mathematische Systembeschreibung führen.

图示

Abb.6-2 SysteM Mit Eingangs-und Ausgangssignal

Klassifizierung der Systeme

·Statische und dynamische Systeme Bei einem statischen Modell hängt die Antwort nur vom augenblicklichen Wert des Eingangssignals ab.Ein dynamisches Modell zeichnet sich hingegen durch die Zeitabhängigkeit des Modellzustandes ab,das heiβt Abhängigkeit nicht nur vom augenblicklichen Wert des Eingangssignals,sondern auch von vergangenen oder aber auch von zukünftigen Werten.Man sagt auch,ein dynamisches System hat ein”Gedächtnis“.

·Zeitvariante und zeitinvariante Systeme

Zeitinvarianz bedeutet,dass die Form der Reaktion eines Systems unabhängig davon ist,wann das Signal eintrifft(Bsp.:Rakete,zeitlich veränderbare Systemparameter,Masseänderung),(Bsp.:Feder-Masse-System,zeitlich konstante Systemparameter).

·Lineare und nichtlineare Systeme

Ein System heiβt linear,wenn die Systemgleichung y(t)=g(u(t))für beliebige u(t)und für alle Zeiten t folgende Eigenschaften besitzt:

图示

Ein System ist nichtlinear,wenn das Homogenitäts-und/oder Superpositionsprinzip verletzt wird.Zwei wichtige Eigenschaften,die Systeme aufweisen können sind Linearität und Zeitinvarianz.Diese beiden Eigenschaften sind unabhängig voneinander,es können alle Kombinationen auftreten.Systeme die sowohl linear,als auch zeitinvariant sind,werden als LTI-Systeme bezeichnet.

Quelle:https://commons.wikimedia.org

Ⅰ.Fragen zum Text

Erklären Sie die folgenden Begriffe.

a.Statische und dynamische Systeme

b.Zeitvariante und zeitinvariante Systeme

c.Lineare und nichtlineare Systeme

Ⅱ.Grammatik zum Text(https://www.daowen.com)

Ergänzen Sie die Sätze Mit den folgenden Verben.Beachten Sie dabei bitte die richtige Präposition.

beschäftigen aufweisen reagieren bezeichnen erfassen

a.Die Finanzmärkte_______ _________Informationen der Unternehmen und Analysen,sowie die wirtschaftliche Situation mit variierenden Börsenkursen.

b.Die Systemtheorie________ _______ _______der mathematischen Beschreibung und Berechnung von solchen Systemen.

c.Die Anregungen oder Einflüsse werden________Eingangssignale,die Reaktionen________Ausgangssignale________.

d.Komplexe Systeme wie Auto oder Finanzmarkt sind im Allgemeinen nur sehr schwer und unvollständig zu________.

e.Zwei wichtige Eigenschaften,die Systeme_______können,sind Linearität und Zeitinvarianz.

Ⅲ.Übersetzen Sie die folgenden Sätze ins Chinesische.

1.Die Anregungen oder Einflüsse werden als Eingangssignale,die Reaktionen als Ausgangssignale bezeichnet.

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2.Das System wird in gleicher Weise abstrahiert und als mathematisches Modell,beispielsweise eine Differentialgleichung,beschrieben.

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3.Im Rahmen der Systemtheorie beschränken wir uns auf einfachere Systeme,wie elektrische Netzwerke oder digitale Filter.

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4.Unter System verstehen wir allgemein eine abstrahierte Anordnung,die mehrere Signale zueinander in Beziehung setzt.

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Ⅳ.Textwiedergabe 图示

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