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圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 第5章 连续系统的s域分析
5.1求下列函数的单边拉普拉斯变换,并注明收敛域。
解:利用拉普拉斯变换的性质求解。
11111(1)1?,e?t?,所以1?e?t???,Re[s]?0。
ss?1ss?1s(s?1)(2)
,e?2t?1,Re?s???2所以 s?2(3)sint?(4)cos1s32s2s?3,cost?,所以3sint?2cost?2 ?2?2,Re[s]?0。22s?1s?1s?1s?1s?1
?2t?45o??22cos?2t??sin?2t?sin2t?22,cos2t?2s,
s?4s?422,
所以
2s2s?2o2cos(2t?45)?2?2?,Re[s]?0。 2s?4s?42(s?4)112s?tt?te?,e?e?e?,Re[s]?1。 (5),所以2s?1s?1s?1t(6)sin2t?22?tesin2t?,Re[s]??1。 ,所以
s2?4(s?1)2?4。
,所以。
(7)(8)
,所以
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www.100xuexi.com 圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 补充说明:由拉氏变换的线性性质可知:多个函数组合的拉氏变换等于各函数拉氏变换的线性组合,而其收敛域为各个函数收敛域的交集,交集一般小于各个函数的收敛域,但有时亦可能扩大。收敛域扩大现象原因就是计算过程中零点与极点相消,使多个函数的组合函数的拉氏变换收敛域扩大。
5.2求图5-1所示各信号拉普拉斯变换,并注明收敛域。
图5-1
解:(1)由图5-1(a)可得:
由,Re[s]>0 根
据
时
移
性
可
得
(2)由图5-1(b)可得:
根据时移性可得:
(3)由图5-1(c)可得:
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:
www.100xuexi.com 由
根据时移性可得:由
复
频
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域
微
分
性
可
得
:
(4)由图5-1(d)可得:由可得:(5)
,
f?t?为因果信号,由图5-1(e)可知,其导数为:
其拉氏变换为:根据时域积分特性可得:(6)由图5-1(f)可得:
根
据
时
移
性
和
线
性。
补充说明:题(1)(2)(3)(4)(5)可利用拉氏变换的微积分性质求解信号的拉氏变换,这样会更简便。题(5)为三角波,可以将其看做是两个窗函数相卷积而来,而窗函数的拉氏变换容易求得。再根据拉氏变换的时域卷积性质容易得到三角波的拉氏变换。
5.3利用常用函数[例如
拉普拉斯变换的性质,求下列函数f(t)的拉普拉斯变换F(s)。
等]的象函数及可
得
:
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解:(1)根据常用函数拉氏变换对得:根据时移性得:(2)根据时移性得:再根据s域平移性得:
(3)根据常用函数拉氏变换对得:
f(t)?sin(?t)????t????t?1????sin??t???t??sin[??t?1???t?1?]
根据时移性得:F(s)=(4)根据(3)可得:(5)由
s11?1,根据拉氏变换的尺度变换性和时移性得:?(4t?2)??[4(t?)]?e2
24(6)根据常用函数傅里叶变换对得:根据时移性和尺度变换性得:
22?s?s221s3cos(3t?2)?(3t-2)=cos[3(t-)]?[3(t?)]?ge?2e3
s333()2?1s?93s3(7)f(t)可表示
为:
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www.100xuexi.com 已知所以
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又或者可以根据正弦函数的指数性质计算:
??(2t?)???1?2t???44sin?2t????e?e?4?2j???
将原式化成指数形式,计算。这样计算更简便,且不容易出错。 (8)f(t)可表示为:根据常用函数傅里叶变换对得:根据尺度变换和时移性得:
(9)根据常用函数傅里叶变换对得:根据时域积分性得:
(10)根据拉氏变换时域积分性得:再次积分得:(11)由
,根据时域微分特性得:
(12)f(t)可表示为:f?t??由
d2sin??t?dt2??t????2sin??t???t?
,得:
(13)由e?(t)??2t1,根据s域微分性得:s?2
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(14)根据常用函数拉氏变换对得:根据s域微分特性得:
(15)根据常用函数拉氏变换得:根据时移性得: