簡述拉氏變換微分性質和積分性質,簡述拉氏變換微分性質和積分性質

2021-03-04 06:06:41 字數 3885 閱讀 7365

1樓:習慣有你陪

線性性質:

微分性質:

拉氏變換即 拉普拉斯變換。為簡化計算而建立的 實變數函式和復變數函式間的一種函式變換。對乙個實變數函式作拉普拉斯變換,並在 複數域中作各種運算,再將運算結果作拉普拉斯反變換來求得 實數域中的相應結果,往往比直接在實數域中求出同樣的結果在計算上容易得多。

拉普拉斯變換的這種運算步驟對於求解 線性微分方程尤為有效,它可把微分方程化為容易求解的 代數方程來處理,從而使計算簡化。在 經典控制理論中,對控制系統的分析和綜合,都是建立在拉普拉斯變換的基礎上的。

2樓:匿名使用者

若 l[f(t)]=f(s)

則:l[df(t)/dt]=s*f(s)-f(0)

l[∫f(t)dt]=f(s)/s

利用拉普拉斯變換的積分性質解一道題,要詳細解答,不知道的請別亂說。

3樓:匿名使用者

你的採納是我繼續回答問題的動力,如果對請不要忘了採納啊,我也有點小錯y『(x)=y(t),根據微分和時移性質就可以做出來了

什麼是拉普拉斯變換??

4樓:匿名使用者

第八章 拉普拉斯變換

基本要求:

1. 掌握拉普拉斯變換的基本概念以及常見函式的拉普拉斯正變換;

2. 利用拉普拉斯變換的基本定理,拉普拉斯變換表以及部分分式法對常見函式進行拉普拉斯反變換;

3. 利用拉普拉斯正反變換求解線性動態電路的常微分方程。

引言:所謂復頻域分析,是指線性動態電路的一種分析方法,這種方法不是在時間域裡直接進行分析和求解,而是變換到復頻域的範圍內求解。所使用的教學工具就是拉普拉斯變換.

拉普拉斯變換是一種積分變換,是解線性常微分方程,研究線性系統的乙個重要工具。下面回顧「變換」的概念。

1、對數與指數的變換

為求乘積ab

可先取對數 ln(ab)= lna+lnb

再取指數運算

2、相量與正弦量的變換

為了計算正弦穩態響應,可將激勵源變為相量,然後在頻率域裡求相量(即相量法),然後再變回時域得到正弦時間函式響應。

其中 此複數的模 就是正弦量u(t)的振幅值,幅角就是u(t)的初相角。這種對應關係就是一種變換。

§8-1 拉普拉斯變換

講述要點:1. 拉普拉斯變換的定義

2.常見函式的拉普拉斯變換

一.拉普拉斯變換

定義式:設有一時間函式f(t) [0,∞] 或 0≤t≤∞單邊函式

其中,s=σ+jω 是復參變數,稱為複頻率。

左端的定積分稱為拉普拉斯積分,又稱為f(t)的拉普拉斯變換;

右端的f(s)是拉普拉斯積分的結果,此積分把時域中的單邊函式f(t)變換為以複頻率s為自變數的復頻域函式f(s),稱為f(t)的拉普拉斯象函式。

以上的拉普拉斯變換是對單邊函式的拉普拉斯變換,稱為單邊拉普拉斯變換。

如f(t)是定義在整個時間軸上的函式,可將其乘以單位階躍函式,即變為f(t)ε(t),則拉普拉斯變換為

其中積分下標取0-而不是0或0+ ,是為了將沖激函式δ(t)及其導函式納入拉普拉斯變換的範圍。

二.拉普拉斯反變換

這是復變函式的積分

拉氏變換和拉氏反變換可簡記如下

f(s)=l[f(t)] ; f(t)=l-1[f(s)]

三.拉氏變換的收斂域:

例8-1-1 單邊指數函式 (其中a為復常數)

當 >0時,結果為有限值即

具體的說,即re[s]- re[a]=σ- re[a] > 0 有σ> re[a]這時eatε(t)的拉氏變換存在。我們稱σ> re[a]的s=σ+jω的範圍為該函式的拉氏變換的收斂域,一般而言,對乙個具體的單邊函式f(t),並非所有的σ值都能使f(t)eσt絕對可積,即把能使用f(t)eσt絕對可積的s的範圍稱為單邊函式f(t)的拉氏變換的收斂域。

收斂域可以在s平面上表示出來,如下圖。

如前例變換的收斂域為:σ> re[a]=σo

例8-1-2, 單位沖激函式δ(t)的象函式

收斂域為整個s平面

例8-1-3 單位階躍函式ε(t)的象函式

收斂域σ>0 , 右半s平面

§8-2 拉普拉斯變換的基本性質

講述要點:微分定理,積分定理, 時域卷積定理

假定以下需進行拉氏變換的函式,其拉氏變換都存在

1、線性組合定理

l[af1(t)±bf2(t)]=al[f1(t)]±b[f2(t)]

若干個原函式的線性組合的象函式,等於各個原函式的象函式的線性組合。

例8-2-1 求sinωtε(t)的象函式

同理可得l[cosω(t)]=

此二函式的拉氏變換收斂域為

2、微分定理 設 l[f(t)]=f(s),則有

證明:其中 這是可以進行拉氏變換的條件,即f(t)乘上 必衰減為零(t→∞)才能絕對可積。於是有

=sl[f(t)-f(0-) 得證!

f(t)的二階導數的象函式,可重複利用微分定理

=s - f/(0-)

=s2l[f(t)]-sf(0-)-f/(0-)

f(t)的n階導數的象函式應為

記入f(0-)到f(n-1)(0-)共n個原始值

例8-2-2 某動態電路的輸入—輸出方程為

原始值為r(0-)及r/(0-) ,原始值為e(0-)=0,求r(t)的象函式。

解:設r(t),e(t)均可進行拉氏變換即有

e(s)=l[e(t)] , r(s)=l[r(t)]

兩端進行拉氏變換,應用線性組合與微分定理可得

[s2r(s)-sr(0-)-r/(0-)]+a1[sr(s)-r(0-)]+a0r(s)=b1[se(s)-e(0-)]+b0e(s)

整理合併得

(s2+a1s+a0)r(s)-(s+a1)r(0-)-r/(0-)=(sb1+b0)e(s)-b1×0

反變換得 r(t)=l-1[r(s)]

3、積分定理

設 l[f(t)]=f(s),則有

積分上限也應為0-

例8-2-3 根據單位階躍函式的象函式確定 的原函式

解:·ε(t)的象函式為 ,

·ε(t)的積分為單邊傾斜函式,即

而同理進而有;反過來有

4、時域位移定理

設 l[f(t)ε(t)]=f(s),則有

l[f(t-t0)ε(t-t0)]= f(s)

此定理表明f(t)推遲t0出現則象函式應乘以乙個時延因子

5、時域卷積定理

設 l[f1(t)]=f1(s) l[f2(t)]=f2(s)

則有 l[f1(t)* f2(t)]= f1(s) f2(s)

例8-2-5 圖2-2-5所示電路中,電壓源為 ,試用時域卷積定理求零狀態響應電流i(t)

解:令激勵電壓為單位沖激電壓δ (t),則初值為

沖激響應電流為

h(t)=

零狀態響應電流為卷積積分

i(t)=u(t)* h(t)=u(t)* 圖2-2-5

進行拉普拉斯變換 l[i(t)]=u(s)h(s)=u(s)×l[h(t)]

故查表8-2-1第13項,得

* 終值定理:設l[f(t)]=f(s),則有

例:已知l[f1(t)]=f1(s) ,求f1(∞);l[f2(t)]=f2(s) ,求f2(∞)解:

5樓:匿名使用者

用某種數學變換,把微分運算變成代數運算(或減少微分方程中為質量的個數)的方法,以使得計算簡便。

就像取對數可以把乘除運算變成加減運算一樣。

6樓:翁維吉

這個Z變換怎麼求啊。還有就是以前拉氏變換和Z變換學的不好

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