信号和系统:BIBO 稳定性标准

有界信号

幅度为有限值的信号称为有界信号。正弦波是有界信号的一个例子。

BIBO稳定系统

一个系统称为 BIBO 稳定(或有界输入、有界输出稳定)系统,当且仅当系统的每个有界输入产生有界输出。

BIBO 稳定性标准

对于一个系统是 BIBO 稳定的,必要条件由表达式给出,

$$\mathrm{\int_{-\infty }^{\infty}\left | h(t)\right |dt < \infty \; \;}\;\;...(1)$$

其中,h(t)是系统的脉冲响应。表达式(1)中给出的条件称为BIBO稳定性判据

证明

考虑一个 LTI(线性时不变)系统,其中x(t)和y(t)分别作为输入和输出。因此,系统的输入和输出通过卷积积分相关,即

$$\mathrm{ y(t)=\int_{-\infty }^{\infty}x(\tau )h\left ( t-\tau \right )d\tau \: \: } \;\;...( 2)$$

取两边的模数(即绝对值),我们得到,

$$\mathrm{\left | y(t)\right |=\left | \int_{-\infty }^{\infty}x(\tau )h\left ( t-\tau \right )d\tau \right | \: \: }\;\; ...(3)$$

根据三角不等式,两项乘积的积分的绝对值总是小于或等于它们绝对值的积分。因此,使用这个事实我们得到,

$$\mathrm{\left | \int_{-\infty }^{\infty}x(\tau )\; h\left ( t-\tau \right )d\tau \right |\leq\int_{-\infty }^{\infty }\left |x(\tau )\right |\;\left | h\left ( t-\tau \right ) \right |d\tau } $$

现在,如果系统的输入 x(τ) 是有界的(或有限的),即,

$$\mathrm{\left | x(\tau ) \right |\leq K_{x}<\infty } $$

在哪里,