Un sistema invariante en el tiempo (TIV) posee una función de sistema dependiente del tiempo que no es una función directa del tiempo. Tales sistemas se consideran como una clase particular en el campo del análisis de sistemas. La función del sistema dependiente del tiempo está ligada a una función de entrada dependiente del tiempo. Si esta función depende solo indirectamente del dominio del tiempo (a través de la función de entrada, por ejemplo), entonces ese es un sistema que se consideraría invariante en el tiempo. A la inversa, cualquier dependencia directa del dominio de tiempo de la función del sistema podría considerarse como un "sistema que varía en el tiempo".
Hablando matemáticamente, la "invarianza en el tiempo" de un sistema se define como la siguiente propiedad:[1] : p. 50
En el lenguaje del procesamiento de señales, esta propiedad puede satisfacerse si la función de transferencia del sistema no es una función directa del tiempo, excepto en lo expresado por la entrada y la salida.
En el contexto de un esquema del sistema, esta propiedad también se puede establecer de la siguiente manera:
Si un sistema invariante en el tiempo también es lineal, forma parte de la teoría invariante en el tiempo lineal con aplicaciones directas en espectroscopia de RMN, sismología, circuitos, procesamiento de señales, teoría del control y otras áreas técnicas. Los sistemas no lineales invariantes en el tiempo carecen de una teoría completa de referencia. Los sistemas discretos invariantes en el tiempo se conocen como sistemas invariantes de cambio. Los sistemas que carecen de la propiedad invariante en el tiempo se estudian como sistemas de variantes en el tiempo.
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