= ,
= .
Запізнення зображень і оригіналів
, ;
,
- функція Хевісайда.
8. Теорема розкладання. Якщо F(s) = B (s) / A (s) є дрібно-раціональної функцією (A (s), B (s) - поліноми від s) і ступінь полінома чисельника менше полінома знаменника n, то її оригіналом є функція
,
де - корені рівняння A (s), - їх кратності і q - число
різних коренів.
Якщо коріння прості, то
.
Наведені формули справедливі при t 0.
При t<0 за визначенням функції-оригіналу x (t) = 0.
Приклад 1.
Визначити функцію x(t), зображення якої має вигляд
.
Рішення. В даному випадку
Полюсами функції X(s) єрішення рівняння =0.
Вони є простими: .
Тому згідно з формулою
= = + :
.
Таблиця перетворення Лапласа для деяких функцій | ||
№ | Оригинал x(t) | Изображение X (s) |
• Згідно до математичних перетворень рішення диференційного рівняння
за допомогою перетворень Лапласа дає такий же результат як застосування оператора диференціювання( s)
|
|
= .
Або ,
де та - зображення вихідного та вхідного сигналу.
• Передавальноюфункцією системи (ланки) взображенняхЛапласаназиваютьвідношеннязображеньїївихідноїівхідноїзміннихпринульовихпочатковихумовах, яке маєнайменшийпорядок:
• Згідно з визначенням передавальна функція в зображеннях Лапласа не може мати рівні між собою нулі та полюси, так як в цьому випадку її порядок можна було б знизити, скоротивши чисельник і знаменник на спільний дільник.
• Якщо система (ланка) має кілька входів, то при визначенні передавальної функції щодо певної вхідної змінної інші вхідні змінні вважають рівними нулю.
Якщо відомі передавальна функція об’єкту і зображення вхідного впливу, то зображення вихідного сигналу
W(s)U(s).
Тоді вихідний сигнал як функцію часу можна знайти за допомогою оберненого перетворення Лапласа:
y(t) =
Для цього використовують теорему розкладання.
Приклад 2.
Визначити передавальні функції ланок, описуваних рівняннями:
а) б) .
Рішення. У символічній формі ці рівняння записуються у вигляді:
а) ; б)
Їх передавальні функції в операторній формі відповідно дорівнюють:
а) б)
Передавальні функції в зображеннях Лапласа мають вигляд:
а) б)
• Передатна функція в операторній формі є оператором.
• Її не можна розглядати як звичайну дріб. Зокрема, не можна чисельник і знаменник скорочувати на спільний множник, якщо він містить оператор диференціювання.
Приклад 3
Розглянемо ОК, що описується рівнянням . В операторній формі:
Тоді передавальна функція в операторній формі:
або .
• Передавальна функція в зображеннях Лапласа не може служити описом ОК при довільних початкових умовах, бо його передавальна функція в операторній формі має рівні між собою нулі і полюси: р=1.
|
|