t的n次方的拉式變換是怎么求的?
- 教育綜合
- 2023-09-01 12:59:38
拉氏變換常用公式是什么?
如下圖:
拉普拉斯變換是工程數(shù)學(xué)中常用的一種積分變換,又名拉氏變換。 拉氏變換是一個(gè)線性變換,可將一個(gè)有參數(shù)實(shí)數(shù)t(t≥ 0)的函數(shù)轉(zhuǎn)換為一個(gè)參數(shù)為復(fù)數(shù)s的函數(shù)。
相關(guān)信息:
函數(shù)變換對和運(yùn)算變換性質(zhì) 利用定義積分,很容易建立起原函數(shù) f(t)和象函數(shù) F(s)間的變換對,以及f(t)在實(shí)數(shù)域內(nèi)的運(yùn)算與F(s)在復(fù)數(shù)域內(nèi)的運(yùn)算間的對應(yīng)關(guān)系。表1和表2分別列出了最常用的一些函數(shù)變換對和運(yùn)算變換性質(zhì)。
拉普拉斯變化的存在性:為使F(s)存在,積分式必須收斂。有如下定理:
如因果函數(shù)f(t)滿足:(1)在有限區(qū)間可積,(2)存在σ0使|f(t)|e-σt在t→∞時(shí)的極限為0,則對于所有σ大于σ0,拉普拉斯積分式絕對且一致收斂。
t的拉普拉斯變換是多少
拉普拉斯變換是對于t>=0函數(shù)值不為零的連續(xù)時(shí)間函數(shù)x(t)通過關(guān)系式
(式中-st為自然對數(shù)底e的指數(shù))變換為復(fù)變量s的函數(shù)X(s)。它也是時(shí)間函數(shù)x(t)的“復(fù)頻域”表示方式。
是為簡化計(jì)算而建立的實(shí)變量函數(shù)和復(fù)變量函數(shù)間的一種函數(shù)變換。對一個(gè)實(shí)變量函數(shù)作拉普拉斯變換,并在復(fù)數(shù)域中作各種運(yùn)算。
再將運(yùn)算結(jié)果作拉普拉斯反變換來求得實(shí)數(shù)域中的相應(yīng)結(jié)果,往往比直接在實(shí)數(shù)域中求出同樣的結(jié)果在計(jì)算上容易得多。
拉普拉斯變換的這種運(yùn)算步驟對于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(shù)方程來處理,從而使計(jì)算簡化。在經(jīng)典控制理論中,對控制系統(tǒng)的分析和綜合,都是建立在拉普拉斯變換的基礎(chǔ)上的。
擴(kuò)展資料
引入拉普拉斯變換的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn),是可采用傳遞函數(shù)代替微分方程來描述系統(tǒng)的特性。這就為采用直觀和簡便的圖解方法來確定控制系統(tǒng)的整個(gè)特性、分析控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)過程,以及綜合控制系統(tǒng)的校正裝置提供了可能性。
拉普拉斯變換在工程學(xué)上的應(yīng)用:應(yīng)用拉普拉斯變換解常變量齊次微分方程,可以將微分方程化為代數(shù)方程,使問題得以解決。
在工程學(xué)上,拉普拉斯變換的重大意義在于:將一個(gè)信號從時(shí)域上,轉(zhuǎn)換為復(fù)頻域(s域)上來表示;在線性系統(tǒng),控制自動(dòng)化上都有廣泛的應(yīng)用。
參考資料來源:百度百科-拉普拉斯變換
拉氏變換常用公式是什么?
拉普拉斯變換是對于t>=0函數(shù)值不為零的連續(xù)時(shí)間函數(shù)x(t)通過關(guān)系式:
(式中-st為自然對數(shù)底e的指數(shù))變換為復(fù)變量s的函數(shù)X(s)。它也是時(shí)間函數(shù)x(t)的“復(fù)頻域”表示方式。
拉普拉斯變換在許多工程技術(shù)和科學(xué)研究領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用,特別是在力學(xué)系統(tǒng)、電學(xué)系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、可靠性系統(tǒng)以及隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)等系統(tǒng)科學(xué)中都起著重要作用。
拉氏變換在大部份的應(yīng)用中都是對射的,最常見的f(t)和F(s) 組合常印制成表,方便查閱。拉氏變換和傅立葉變換有關(guān),不過傅立葉變換將一個(gè)函數(shù)或是信號表示為許多弦波的疊加,屬于「頻域變換」。
而拉氏變換則是將一個(gè)函數(shù)表示為許多矩的疊加,屬于「時(shí)域變換」。拉氏變換的好處就是能夠?qū)?fù)雜的積分與微分的問題,變換成比較容易計(jì)算的代數(shù)方法,為什么要進(jìn)行變換?因?yàn)楹芏鄷r(shí)候頻域變換比時(shí)域變換直觀得多。因此,拉氏變換較多被用于解決:
(1).常數(shù)系數(shù)的線性微分或積分方程式。
(2).分析線性非時(shí)變系統(tǒng)的輸入輸出信號。
實(shí)務(wù)上,拉氏變換在物理及工程上常用來分析線性非時(shí)變系統(tǒng),可用來分析電子電路、諧振子、光學(xué)儀器及機(jī)械設(shè)備,在這些分析中,拉氏變換可以作時(shí)域和頻域之間的轉(zhuǎn)換,在時(shí)域中輸入和輸出都是時(shí)間的函數(shù),在頻域中輸入和輸出則是復(fù)變角頻率的函數(shù)。
f(t)=t^t的拉普拉斯變換是什么,怎么求解?
用積分定理:若f(t)=積分g(t)dt,則F(s)=G(s)/s+f(0-)/s 階躍響應(yīng)為1/s,原函數(shù)為1 對階躍響應(yīng)的原函數(shù)積分,得t的象函數(shù)為1/s^2 對t積分,得t^2/2的象函數(shù)為1/s^3 則t^2的象函數(shù)為2/s^3 不懂追問求f=t^2的拉普拉斯變換,求過程啊
f=t^2的拉普拉斯變換過程如下:
F(s)=∫(0-∞)f(t)e^(-st)dt
=∫(0-∞)(t^2)e^(-st)dt
設(shè)u=st,t=u/s,dt=(1/s)
則:F(s)=∫(0-∞)((u/s)^2)e^(-u)(1/s)
=(1/s^3)∫(0-∞)(u^2)e^(-u)
∫(0-∞)(u^2)e^(-u)du=2!
所以F(s)=2/s^3
拉普拉斯逆變換的公式:
對于所有的t>0,f(t)= mathcal ^ left=frac int_ ^ F(s)' e'ds,c' 是收斂區(qū)間的橫坐標(biāo)值,是一個(gè)實(shí)常數(shù)且大于所有F(s)' 的個(gè)別點(diǎn)的實(shí)部值。
如果對于實(shí)部σ >σc的所有s值上述積分均存在,而對σ ≤σc時(shí)積分不存在,便稱 σc為f(t)的收斂系數(shù)。對給定的實(shí)變量函數(shù) f(t)。
只有當(dāng)σc為有限值時(shí),其拉普拉斯變換F(s)才存在。習(xí)慣上,常稱F(s)為f(t)的象函數(shù),記為F(s)=L[f(t)];稱f(t)為F(s)的原函數(shù),記為f(t)=L-1[F(s)]。
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