19
2/5/2015 1 Chương 4 BIẾN ĐỔI LAPLACE Nội Dung 1. Định nghĩa biến đổi Laplace 2. Các tính chất của biến đổi Laplace 3. Các định lý Heaviside 4. Biến đổi Laplace của hàm tuần hoàn 5. Biến đổi Laplace ngược 6. Ứng dụng phép biến đổi Laplace

Ch4_Bien_Doi_Laplace.pdf

  • Upload
    chi

  • View
    214

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

2/5/20151Chng 4BIN I LAPLACENi Dung1. nh ngha bin i Laplace2. Cc tnh cht ca bin i Laplace3. Cc nh l Heaviside 4. Bin i Laplace ca hm tun hon5. Bin i Laplace ngc6. ng dng php bin i Laplace2/5/20152nh Ngha Cho hm () tha mn cc iu kin Dirichlet vi 0. Bin i Laplace ca () l hm () sau: = () = 0

Trong , l mt bin phc Khi , bin i Laplace ngc ca hm () lhm (). K hiu: = 1()V D: , ,

: > ? p dng trc tip cng thc tm bin i Laplace:1 = 0

=

0= 1

= 0

=

0+ 0

=1

2eat= 0

= 0

() =

( )0=1 2/5/20153Tnh Cht Ca Bin i LAPLACE1. Tnh tuyn tnh2. Thay i t l thi gian3. Php dch min thi gian4. Php dch min S5. Vi phn min thi gian6. Tch phn min thi gian7. Vi phn min S8. Tch phn min S nh l Tch chp nh l Duhamel1) Tuyn tnh

1

1()

2

2()

1

1 +2

2

1

1() +2

2()2) Thay i t l thi gian 1

3) Dch min thi gian 0( 0)

0

0

0

( + 0)4) Dch min S

0

0Tnh Cht Ca Bin i LAPLACE ()2/5/201545) Vi phn min thi gian

(0)

=01

1

06) Tch phn min thi gian

0

Tnh Cht Ca Bin i LAPLACE ()7) Vi phn min S (1)

1

8) Tch phn min S

Tnh Cht Ca Bin i LAPLACE ()2/5/20155V d: , ?eat=1 ejat=1 = + +=

2 +2 +

2 +2Cng thc Euler & Tnh cht tuyn tnhejat = cos + sin ejat= cos +sincos =

2 + 2sin =

2 + 22/5/20156V d:

, ? p dng tnh cht tuyn tnh, ta c3 2

= 3 2

= 3 2 1 = 3 5 1 p dng tnh cht dch min S cos =

2 + 2 cos = +1 + 12 + 1V d:

, ? p dng tnh cht vi phn min S, ta co

=1

= 1=12osin =

2+2 t sin =

2 + 2=

2 + 2

2 +2 2=2

2 + 2 22/5/20157V d:

+? p dng tnh cht vi phn min S, ta c

= 1

1

= 1t 1

ln +1 1= 1

1

+1 1 + 1 1 = 1

12

2 1= 1

11 +1 1 1=

V d:

? p dng tnh cht tch phn min S, ta c

= 1

= 1

2 12 = 1 12(2 1)

= 112(2 1)= 4(

)2/5/20158Tnh Cht Ca Bin i LAPLACE ()nh l Tch chp = nh l Duhamel = 1 =

+0+ + 0+

Cng thc tch chp = 0

. . = 0

. . V d: .

+

? =. 2 + 2= .

2 +2.1 = . . p dng cng thc Duhamel = +0+ =1

2+2=sin =11 =

=cos()Ta c, g(0+) = g(0) = 0 =. cos

= .

0

cos . = 2. sin +. .

cos

2+22/5/20159Bin i LAPLACE Ca Hm Tun Hon Nu () l mt hm tun hon vi chu k T, tc l() =( +), trn on [0, ), v lin tc trntng on th = = 0

.

1 ; > 0V d: ?f(t) l hm lin tc, tun hon trong on [0, ) = 02.

1 2=11 2

0

2

=112

0

2=11212 +2

=12. 11+=1. 1+2/5/201510Bin i LAPLACE Ngcnh L Heaviside nh l 1: = 1

& > , :

t hoc l

tq(a): o hm ca q(s) ti aQ(a): a thc q(s) ti a v khng cha (s-a) H qu: = =1

t = =1

t; : ()V d:

++ +?Bc mu > bc t, v N0 ca mu: = 0, 1, 2Cch 1:

=32+6 +2 0 =2 1 =3 2 =6

0 =2 1 =1 2 =2Cch 2:

0 = +1 +2|=0 =2 =01 = +2|=1 =1 =12 = +1|=2 =2 =2 =0

0

0t +1

1

t +2

2

2t = 1 3 + 322/5/201511Bin i LAPLACE Ngcnh L Heaviside (tt) nh l 2: = 1

& > ,

: =

=011

1 !.

!Trong (s) l thng s ca p(s) v tt c cc h s ca q(s) ngoitr

V d:

+

+? i vi h s +2 = 2, L Heaviside 1

1 = 2 2

2 =213

2 =22 i vi h s +13 = 1, L Heaviside 2 =

+ 2; =2 + 22; =4 + 23;1 = 1; 1 = 2; 1 = 4;

2 =

131 !+

132 !

1!+ 10!

3131 !

=42+21

22

=2+212

2

=1 +2 =22+2+2 12

2

2/5/201512Bin i LAPLACE Ngcnh L Heaviside (tt) nh l 3: = 1

& > , () + 2 + 2 =

cos +

sinVi

l phn o &

l phn thc ca biu thc (a+ib) l thngs ca p(s) v tt c cc h s ca q(s) ngoi tr + 2 + 2V d:

+

++? i vi h s +22 = 2, L Heaviside 2 1 =

22 1 0!

00!+22 1 1!

11!

2=350 15 2 =

2 + 2 +10

=2 + 10

2 + 2 + 1022 = 15

2 =3502/5/201513V d:

+

++? 2 +2 +10 = +12 +32 = 1, = 3, L Heaviside 3 2 =

cos +

sin =

+ 22 =1+3 =13 950

= 1350;

= 950 2 = 3950cos3 + 1350sin3 =1 +2 =35015 2 +

3 950cos3 +1350sin 3WD Gii PTVPTT H S HngGii pt sau: 3 10 =2; 0 =1;0 =2 p dng tnh cht vi phn min t, ta c() = () = 0 = 1() = 2 0 0 =2 2 3 10 = 2 } 3 10{ = 2 2 2 3 1 10 =2

2/5/201514WD Gii PTVPTT H S Hng Rt gn

2 3 10 =

2 +2

=

2 +2 5 + 2 p dng nh l Heaviside 1, ta c Bc mu > bc t, v N0 ca mu: = 0, 5, 2

0 = 5 + 2|=0 = 105 = + 2|=5 = 352 = 5|=2 = 14

0 = 2 + 2|=0 = 25 = 2 + 2|=5 = 222 = 2 + 2|=2 = 8 = 15+2235

5 +47

2WD Phn Gii Mch inPhng php 1Phng php 22/5/201515V d: Tm () ? Bit t < 0, K 1; v t 0, K 2Phng Php 11. Lp phng trnh vi phn2. PTVP PT Ton T3. Gii pt ton t4. Chuyn n0pt ton t sang n0 thi gian2/5/201516Phng Php 1 Xt < 0, mch t 0= 0

0= 5PP1: 1/ Lp PTVP Xt 0, 2 p dng nh lut Kirchoff 2 + +1

=011

+ +1

=02 Ta c, 0= 0+= 0 &

0=

0+= 51 +5 =0 =52/5/201517PP1: 2/ PTVP PT Ton T () = () = 0 = () = 2 0 0 = 2 +52 +2 +5 +1

=0 =5 +2+1

=5

2 + +1=5 +122+322PP1:3/ Gii PT Ton T4/ Chuyn N0 p dng nh l Heaviside 3, ta c = 5 + = 12+32= 5 =

cos +

sin = 12

325 sin32

= 103

12

sin32

2/5/201518Phng Php 21. Laplace ha mch in2. p dng nh lut Ohm PT Mch in3. Gii pt mch in ( c Laplace ha)4. Suy ra nghimPP2: Laplace Ha Mch in i vi R i vi L i vi C2/5/201519Phng Php 2 Xt < 0, mch t 0= 0

0= 5PP2: 1/ Laplace Ha Mch in Xt 0, 2 p dng nh lut Kirchoff 2 + 0 +

+0

=0 =0 0

+ +1

=5

2 + +1