📼 34/60 積分與系統記憶:為什麼系統會「記仇」?—— 現在的狀態,來自過去的累積

導讀:系統不是活在當下

許多新手會以為:

👉 只要看現在輸入就好

但現實工程系統是:

👉 會記得過去

這種「記住歷史」的能力,來自:

👉 積分


一、什麼叫「有記憶系統」?

若系統輸出與:

👉 過去的輸入有關

則稱為:

👉 有記憶系統

反之:

👉 只與當下輸入有關 → 無記憶系統


二、積分就是記憶器

電容:

v(t) = (1 / C) · ∫ i(t) dt + C₀

電感:

i(t) = (1 / L) · ∫ v(t) dt + I₀

工程意義:

👉 現在值 = 過去累積 + 初始狀態


三、初始條件就是記憶內容

C₀ → 初始電壓

I₀ → 初始電流

工程直覺:

👉 系統從哪裡開始

👉 會影響之後整條軌跡


四、工程實例

RC 放電:

👉 電壓慢慢下降

積分器控制器(I):

👉 誤差會隨時間累積


五、好記憶 vs 壞記憶

好記憶:

👉 平滑

👉 抗雜訊

👉 穩定

壞記憶:

👉 漂移

👉 發散

👉 積分飽和(windup)


六、工程版一句話總結

👉 積分會記住過去。


七、本單元你應該建立的直覺

✔ 現在 = 過去累積

✔ 初始條件很重要

✔ 記憶是可以被設計與控制的


🧮 單元練習題(積分即記憶)

已知系統:

v(t) = ∫₀ᵗ 2 dτ + 3

求 v(t)。


解題

∫₀ᵗ 2 dτ = 2t

因此:

v(t) = 2t + 3


結果

v(t) = 2t + 3


工程直覺

👉 每秒累積 2 單位

👉 初始值為 3

👉 現在狀態 = 累積 + 起點


本單元核心帶走一句話

你現在看到的系統狀態,

是整段歷史寫出來的結果。


 

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「강신호(姜信號 / Kang Signal)」聚焦電信、網路與 AI 電子核心技術,解析 5G/6G、衛星通訊、訊號處理與產業趨勢,以工程視角輸出可落地的專業洞見,打造強信號的未來。
2026/01/27
若訊號長期不衰減或含 DC 成分,積分後能量將發散,代表系統存在嚴重問題。只有會隨時間衰減的訊號,其能量積分才會收斂。工程師必須先檢查 DC、衰減性與回授穩定度。
2026/01/27
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2026/01/27
訊號強度必須以能量衡量,而能量來自幅度平方後再積分的累積結果。平方可避免正負抵消,使大振幅貢獻較多能量。能量概念廣泛應用於通訊、音訊與雷達系統,是判斷訊號品質的重要基礎。
2026/01/27
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2026/01/27
積分在頻率觀點下等效為低通濾波器,能保留慢變化、抑制快速抖動。高頻訊號因正負變化快速而在積分時互相抵消,低頻則被放大保留,因此積分同時具備平滑與濾波的工程意義。
2026/01/27
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