如何由传递函数写出微分方程 求步骤
今天做了一道 反过来的 不会做
图片不大清楚 应该还是看得出的 求步骤 详细一些 展开
以一个二阶线性常微分方程为例说明求传递函数的过程:
1、系统的输入函数:x(t);系统的输出函数为:y(t);对应的微分方程为:
ay ''+by'+cy = px' +qx (1)
a,b,c,p,q 均为常数;一撇表一阶导数、两撇表二阶导数。
2、对微分方程(1)两边作拉氏变换:
(as²+bs+c)Y(s) = (ps+q)X(s) (2)
其中Y(s)、X(s)分别为输出和输入函数的拉氏变换。
3、由(2)可以解出(1)的传递函数:
H(s)=Y(s)/X(s) = (ps+q)/(as²+bs+c) (3)
即微分方程输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比,即为传递函数。
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传递函数性质:
1、传递函数是一种数学模型,与系统的微分方程相对应。
2、是系统本身的一种属性,与输入量的大小和性质无关。
3、只适用于线性定常系统。
4、传递函数是单变量系统描述,外部描述。
5、传递函数是在零初始条件下定义的,不能反映在非零初始条件下系统的运动情况。
6、一般为复变量 S 的有理分式,即 n ≧ m。且所有的系数均为实数。
7、如果传递函数已知,则可针对各种不同形式的输入量研究系统的输出或响应。
8、如果传递函数未知,则可通过引入已知输入量并研究系统输出量的实验方法,确定系统的传递函数。
9、传递函数与脉冲响应函数一一对应,脉冲响应函数是指系统在单位脉冲输入量作用下的输出。
参考资料来源:百度百科-传递函数
①确定系统的输入和输出;
②列出微分方程;
③初始条件为零,对各微分方程取拉氏变换;
④求系统的传递函数。
例如:0初始条件下
两边拉普拉斯变换
Y(s)+μ sY(s)+ks^2Y(s)=F(s)
传递函数 Y(s)/F(s)=1/(ks^2+μ s+1)是个2阶系统
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传递函数特点
传递函数是一种数学模型,与系统的微分方程相对应;是系统本身的一种属性,与输入量的大小和性质无关;只适用于线性定常系统;传递函数是单变量系统描述,外部描述;传递函数是在零初始条件下定义的,不能反映在非零初始条件下系统的运动情况;
一般为复变量 S 的有理分式,即 n ≧ m。且所有的系数均为实数;如果传递函数已知,则可针对各种不同形式的输入量研究系统的输出或响应;如果传递函数未知,则可通过引入已知输入量并研究系统输出量的实验方法,确定系统的传递函数。
参考资料来源:百度百科-传递函数