线性动态电路暂态过程的复频域分析.pptxVIP

前一章研究了线性动态电路暂态过程的时域分析问题，指出在储能元件较多时，确定积分常数将十分繁杂。为此，本章介绍采用拉普拉斯变换分析线性动态电路的方法，使常微分方程问题化为代数方程问题。复频域分析法同第六章的相量法一样属于变换域分析法。本章首先简要介绍拉普拉斯变换及其基本性质，然后建立电路的复频域模型，并在此基础上讨论复频域分析法。最后讨论网络函数。 本章目次11.2 拉普拉斯变换的基本性质 11.1 拉普拉斯变换11.4复频域中的电路定律与电路模型 11.3 拉普拉斯逆变换 11.5用拉普拉斯变换分析线性动态电路的暂态过程11.6 网络函数 第一页，共六十三页。基本要求：掌握常用函数(直流或阶跃函数、指数函数、冲激函数)的拉普拉斯变换。定义：设函数f(t)在 t ≥0的某个邻域内有定义，而且积分 (s是复参量) 在复平面 s 的某一域内收敛，则由此积分所确定的函数可写为 (11.1)式(11.1)称为函数的拉普拉斯变换，简称拉氏变换。记作 F(s) 称为 f (t) 的拉氏变换或称为象函数。 其中复参量 s=? +j? 。在电路中t代表时间，s便具有时间的倒量纲，也即频率的量纲，因此称为复频率。F(s) 的单位是相应 f (t) 的单位乘以时间 t 的单位。第二页，共六十三页。表11.1常用函数的拉普拉斯变换对 原函数f(t)(t≥0) 象函数F(s) 原函数f(t)(t≥0)象函数F(s) (n为正整数)(n为正整数) 第三页，共六十三页。基本要求：掌握常用函数拉普拉斯变换的基本性质。1．线性性质若 ，a、b为任意常数，则(1)求 的象函数F(s)。(2)求 的象函数F(s) 第四页，共六十三页。若 ，则 推论：设 ，则 用微分性质求 的象函数F(s) 。 2．微分性质 该性质表明一个函数求导后的拉氏变换等于这个函数的拉氏变换后乘以复参量s，再减去0-时刻的起始值。 第五页，共六十三页。若 ，则 求 的象函数F(s) 。 因为 所以 3．积分性质 该性质表明一个函数积分后的拉氏变换等于这个函数的拉氏变换除以复参量s。 第六页，共六十三页。若 ，则 其中 表示把 延迟至 。 4．延迟性质 根据上述性质可以方便地求出矩形脉冲的象函数。一个高度为A，宽度为t0的矩形脉冲可表示为根据延迟性质得矩形脉冲的象函数为 第七页，共六十三页。若 ，则 该性质表明：一个函数乘以指数函数eat的拉氏变换等于其象函数作位移a。 若 ，且 存在，则 若 ，且 的所有奇点都在平面的左半平面 ，则 5．位移性质 6．初值定理 7．终值定理 第八页，共六十三页。若 ，则 如果F2(s)是网络的冲击响应的像函数，F1(s)是激励的像函数，则 F1(s) F2(s) 为响应的像函数8．卷积定理该定理表明：原函数卷积的象函数等于相应象函数的乘积；象函数乘积的原函数等于原函数的卷积。 第九页，共六十三页。基本要求：掌握常用函数的拉普拉斯逆变换。掌握用部分分式展开法求有理分式的原函数。定义：由F(s)求 f(t) 的运算称为拉普拉斯逆变换，计算逆变换的一般公式是在线性集中参数电路中，电压和电流的象函数都是 s 的有理分式，可以展开成部分分式之和。对每个部分分式求原函数，再根据逆变换的线性性质，将所有部分分式的原函数代数相加，就得所求象函数的原函数。 集中参数电路的象函数可以表示成下列有理分式 式中F1(s)和F2(s)都是实系数的多项式，且无公因式。 第十页，共六十三页。(1) F2(s)=0只有单根这时F(s)可以展开成下列简单的部分分式之和 (11.17)式中p1、 p2 、… pn为方程F2(s)=0的n个不同的根，它们可以是实数也可以是复数。由于s? pk时|F