理论教育 拉普拉斯变换的定义及应用

拉普拉斯变换的定义及应用

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:拉普拉斯变换简称为拉氏变换。电路分析中所遇到的函数f通常都能满足上述条件,所以均能用式(9-1)进行拉氏变换,求得对应的象函数。应用拉氏变换法进行电路分析也称为电路的一种复频域分析法,又称为运算法。式(9-1)定义拉氏变换的积分下限取为0-,可以计算t=0 时f包含的冲激函数,从而给计算存在冲激函数电压和电流的电路带来方便。由于拉氏变换的下限为0-,故积分区间包含冲激函数δ。

拉普拉斯变换的定义及应用

函数f(t)的定义区间为[0,∞),其拉普拉斯变换式F(s)定义为

式中,s=σ+jω 为复数,F(s)称为f(t)的象函数,f(t)称为F(s)的原函数。拉普拉斯变换简称为拉氏变换。

式(9-1)也可写为

式中用符号“L[]”表示对方括号中的函数进行拉氏变换,原函数f(t)与象函数F(s)有一一对应关系,通常用小写字母表示原函数,用大写字母表示对应的象函数,如电流i(t)的象函数为I(s),电压u(t)的象函数为U(s)。

式(9-1)表明拉氏变换是一种积分变换,等号右边可积分的充分条件是函数f(t)满足狄里赫利条件,且存在某正实数σ 使

式中,e-σt称为收敛因子。电路分析中所遇到的函数f(t)通常都能满足上述条件,所以均能用式(9-1)进行拉氏变换,求得对应的象函数。

式(9-1)等号右边是对变量t的积分,其结果不再是t的函数,而仅是复变量s的函数,所以拉氏变换是把一个时间域的函数f(t)变换到s 域内的复变函数F(s),变量s 常称为复频率。应用拉氏变换法进行电路分析也称为电路的一种复频域分析法,又称为运算法。(www.daowen.com)

式(9-1)定义拉氏变换的积分下限取为0,可以计算t=0 时f(t)包含的冲激函数,从而给计算存在冲激函数电压和电流的电路带来方便。

【例9-1】 求指数函数f(t)=e-at的象函数。

【例9-2】 求单位阶跃函数f(t)=ε(t)的象函数。

【例9-3】 求单位冲激函数f(t)=δ(t)的象函数。

由于拉氏变换的下限为0,故积分区间包含冲激函数δ(t)。

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