Système causal

En théorie du contrôle, un système causal (également connu sous le nom de système physique ou non anticipatif) est un système où la sortie dépend des entrées passées et actuelles mais pas des entrées futures — c’est-à-dire que la sortie y(t 0) {\displaystyle y(t_{0})} y(t_{{0}}) ne dépend que de l’entrée x(t) {\displaystyle x(t)} x(t) pour les valeurs de t ≤ t 0 {\displaystyle t\leq t_{0}} t\leq t_ {{0}}.

L’idée que la sortie d’une fonction à tout moment ne dépend que des valeurs passées et présentes de l’entrée est définie par la propriété communément appelée causalité. Un système qui dépend dans une certaine mesure des valeurs d’entrée du futur (en plus d’une dépendance possible des valeurs d’entrée passées ou actuelles) est appelé système non causal ou acausal, et un système qui dépend uniquement des valeurs d’entrée futures est un système anticausal. Notez que certains auteurs ont défini un système anticausal comme un système qui dépend uniquement des valeurs d’entrée futures et présentes ou, plus simplement, comme un système qui ne dépend pas des valeurs d’entrée passées.

Classiquement, la nature ou la réalité physique a été considérée comme un système causal. La physique impliquant la relativité restreinte ou la relativité générale nécessite des définitions plus précises de la causalité, comme décrit de manière détaillée dans Causalité (physique).

La causalité des systèmes joue également un rôle important dans le traitement du signal numérique, où les filtres sont construits de manière à être causaux, parfois en modifiant une formulation non causale pour éliminer l’absence de causalité afin qu’elle soit réalisable. Pour plus d’informations, voir filtre causal.

Pour un système causal, la réponse impulsionnelle du système doit utiliser uniquement les valeurs présentes et passées de l’entrée pour déterminer la sortie. Cette exigence est une condition nécessaire et suffisante pour qu’un système soit causal, quelle que soit la linéarité. Notez que des règles similaires s’appliquent aux cas discrets ou continus. Par cette définition de n’exiger aucune valeur d’entrée future, les systèmes doivent être causaux pour traiter les signaux en temps réel.

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