线性动态电路的复频域分析

    技术2022-07-10  163

    拉普拉斯变换的定义

    其中

    上述变换称为拉普拉斯变换,简称拉氏变换。F(s)称为f(t)的象函数,f(t)称为F(s)的原函数。

    通常使用符号表示拉普拉斯变换,表示拉普拉斯反变换。

     

     

    拉普拉斯变换的基本性质

    线性性质

    微分性质

    积分性质

    延迟性质

    卷积定理

    常用函数的拉氏变换

    matlab计算验证:

     

     

    拉普拉斯反变换的部分分式展开

    先对分母多项式因式分解,求出D(s) = 0的根。

    1.单根

    求解得

    将K值带入,求解得

    matlab计算验证:

    2.共轭复根

    将K值带入,求解得

    matlab计算验证:

    3.重根

    求解得,

    matlab计算验证:

     

     

    运算电路

    基尔霍夫定律

    进行拉氏变换

    进行拉氏变换

    电阻元件电压电流关系

    进行拉氏变换

    电感元件电压电流关系

    进行拉氏变换

    电容元件电压电流关系

    进行拉氏变换

    耦合电感互感关系

    进行拉氏变换

    RLC串联电路

    进一步化简

    在初始条件下,因此

     

     

    应用拉普拉斯变换法分析线性电路

    求S闭合后电感电流表达式

    采用回路电流法求解

    matlab建立方程组并求解,得

     

     

    网络函数的极点、零点与冲激响应

    s = zi时,H(s) = 0,所以zi称为网络函数的零点

    s = pi时,H(s)趋近于无穷大,所以pi称为网络函数的极点

     

    网络的冲激响应,,其中pi为极点

    由上式可以看出

    1.pi为负实根时,为衰减指数函数。pi为正实根时,为增长指数函数,|pi|越大衰减或增长速度越快。如果H(s)的极点都位于负实轴上,h(t)将随t的增大而衰减,这种电路是稳定的;如果有一个极点位于正实轴上,h(t)将随t的增大而增长,这种电路是不稳定的。

    2.pi为共轭复根时,h(t)是以指数曲线为包络线的正弦函数,其实部的正或负确定增长或衰减的正弦项。

    3.pi为虚根时,则是纯正弦项。

     

     

    网络函数的极点、零点与频率响应

    用jw来代替,

    因此,已知极点、零点,就可以可容易分析频率响应

     

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