在系统的分析与处理中,有时域分析方法和变换域分析方法,时域分析方法通常需要建立描述系统的数学模型,而变换域的分析方法是利用数学变换将系统的分析与处理转换到除时域外的其他域中,以方便或简化系统的分析。不同类型的系统具有不同的分析方法,如表2—1所示。
表2—1 系统分析方法
z 变换就是分析离散系统的一种有效的变换域分析方法,其思想来源于连续系统。连续系统的特性可以用拉普拉斯(拉氏)变换的方法进行分析,而离散系统的特性可以采用 z 变换的方法来获得。 z 变换是从拉氏变换直接引申出来的一种变换方法,它实际上是采样函数拉氏变换的变形。因此 z 变换又可以称为采样的拉氏变换,是研究离散时间系统的重要数学工具。
本章首先给出 z 变换和其收敛域的定义,讨论 z 变换与拉氏变换的关系,其次研究一些常用的 z 变换性质,介绍 z 反变换及其求解方法,在此基础上进一步研究差分方程的 z 域解法以及在 z 域中表示系统的方式——系统函数,说明系统函数的收敛域与系统性质之间的关系。