請幫忙解反拉式轉換
(1)
G(s)=100(s^2+s+3)/s(s^2+5s+3)
(2)
G(s)=1/s(s^2+1)(s+0.5)^2
求以上兩題的反拉式解法?
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最佳解答
(1) 首先, G(s) 的分母中,
s(s² + 5s + 3), 其中 s² + 5s + 3 可分解成 [s - (-5 + √13)/2][s - (-5 - √13)/2]
所以, 利用因式分解, 可將 G(s) 分解成:
G(s) = A/s + B/[s - (-5 + √13)/2] + C/[s - (-5 - √13)/2] 其中 A, B 和 C 皆為常數.
然後:
A(s² + 5s + 3) + Bs[s - (-5 - √13)/2] + Cs[s - (-5 + √13)/2] = 100(s² + 5s + 3)
代 s = 0 可得出, A = 100
代 s = (-5 + √13)/2 可得出, B = -50(13 + 5√13)/39
代 s = (-5 - √13)/2 可得出, C = 50(5√13 - 13)/39
所以:
G(s) = 100/s - [50(13 + 5√13)/39]/[s - (-5 + √13)/2] + [50(5√13 - 13)/39]/[s - (-5 - √13)/2]
進行反拉式轉換後:
g(t) = u(t) {1 - [50(13 + 5√13)/39]e^[(5 - √13)t/2] + [50(5√13 - 13)/39]e^[(5 + √13)t/2]}
(2) 同樣, 進行因式分解:
G(s) = A/s + (Bs + C)/(s² + 1) + D/(s + 0.5) + E/(s + 0.5)²
然後:
A(s² + 1)(s + 0.5)² + s(Bs + C)(s + 0.5)² + Ds(s² + 1)(s + 0.5) + Es(s² + 1)
代 s = 0, 可得出 A = 4
代 s = -0.5, 可得出 E = -8/5
繼而, 用多項式分拆後再比較 s^4, s^3 和 s² 的係數便可得出:
B = 12/25
C = -16/25
D = -112/25
換言之,
G(s) = 4/s + (12s/25 - 16/25)/(s² + 1) - (112/25)/(s + 0.5) - (8/5)/(s + 0.5)²
= 4/s + (12/25)[s/(s² + 1)] - (16/25)[1/(s² + 1)] - (112/25)[1/(s + 0.5)] - (8/5)[1/(s + 0.5)²]
進行反拉式轉換後:
g(t) = 4u(t) + (12/25)(cos t)u(t) - (16/25)(sin t)u(t) - (112/25)e^(-0.5t)u(t) - (8/5)te^(-0.5t)
= u(t) [4 + (12cos t)/25 - (16sin t)/25 - (112/25)e^(-0.5t) - (8/5)te^(-0.5t)]