Matematik

Stationær svar og løsning. Forskel ?

27. august 2014 af lufthansa (Slettet) - Niveau: Universitet/Videregående

Jeg har en opgave med en differentialligning

\frac{d^{4}y}{dt^{4}} - 16y = u' + u

Først skal den fuldstændige reelle løsning til den homogene findes og jeg har fundet frem til følgende

y(t) = c_{1}e^{2t} + c_{2}e^{-2t} + c_{3}cos(2t) + c_{4}sin(2t)

Derefter skal overføringskunktionen findes, her har jeg

H(s) = \frac{s+1}{s^{4}-16}

Så skal den stationære løsning til påvirkningen u(t) = e^{t} findes

Her har jeg fundet resultatet til at være \frac{-2}{15}e^{t}

Så skal jeg bestemme en løsning til påvirkningen u(t) = e^{3t} + 3e^{t}

Her kan jeg så ikke følge med mere. Hvor skal u(t) stå ? på højre side af ligningen ?

Nogen som kan hjælpe mig lidt her ?

 


Brugbart svar (0)

Svar #1
27. august 2014 af peter lind

Du skal bare sætte det ind i højre side altså erstatte u med udtrykket. Det er en lineær differentialligning, så du kan nøjes med at finde løsningen til u = e3t og så addere resultatet til resultatet for den foregående opgave


Svar #2
27. august 2014 af lufthansa (Slettet)

Kommer den til at hedde

\frac{d^{4}y}{dt^{4}}-16y = e^{3t} + 3e^{t}

Der er ikke noget der skal differentieres ? der er jo et u' !

Og hvorfor kan jeg nøjes med kun at finde en løsning til e3t og så addere den homogene løsning det forstår jeg ikke helt ?


Brugbart svar (0)

Svar #3
27. august 2014 af peter lind

Du skal også indsætte u' på højre side.

Det er en lineær differentialligning, hvorfor du kan løse de hver for sig

Hvis du har at y1(t) er løsningning til differentialligning med højre side = u1'(t)+u1(t) og y2(t) er løsningen til differentialligningen med højre side = u2'(t)+u2(t) vil y= a*y1(t)+b*y2(t) være løsningen til differentialligningen med højre side =  a*(u1'(t)+u1(t) )+b*(u2'(t)+u2(t)

Det kan let vises ved at gøre prøve


Svar #4
27. august 2014 af lufthansa (Slettet)

Det er pænt af dig men jeg er ikke med på hvad jeg skal gøre.

Jeg forstå ikke hvad jeg skal indsætte hvor og hvordan jeg kommer videre.


Brugbart svar (0)

Svar #5
27. august 2014 af hesch (Slettet)

#0: Jeg er slet ikke med her:

H(s) = ( s + 1 ) / ( s4 - 16 )

u(t) = et   =>     u(s) = 1 / ( s - 1 )

y(s) = u(s) * H(s) = ( s + 1 ) / ( ( s - 1 ) * ( s4 - 16 ) )

y(t) = Lt-1 ( y(s) ) = ( se vedhæftede )

Hvor er det, vi går skævt af hinanden ?

Vedhæftet fil:Unavngivet 1.pdf

Svar #6
27. august 2014 af lufthansa (Slettet)

H(s) = (s+1) / (s4-16)

u(t) = et   dvs at s = 1 , s kommer fra est

H(s)*et = (1+1)/(14-16)*et = -2/15et

Efter min matematikbogs fremgangs måde :o)


Brugbart svar (0)

Svar #7
27. august 2014 af hesch (Slettet)

#5:  I sidste spørgsmål, skal du blot benytte  u(t) = e3t + 3et   i stedet.


Svar #8
27. august 2014 af lufthansa (Slettet)

#7 ja, og det er så det jeg ikke forstår hvordan jeg skal gøre :o)


Brugbart svar (0)

Svar #9
27. august 2014 af hesch (Slettet)

#6:  Sådan har jeg godt nok ikke lært det. Jeg har lavet rigtig mange regulatorer, der virkede.

Gad vide, hvordan det er gået til ?


Brugbart svar (0)

Svar #10
27. august 2014 af skyri (Slettet)

#8

Du skal bruge superpositionsprincippet.


Svar #11
27. august 2014 af lufthansa (Slettet)

Så jeg skal løse to ligninger

venstre side = e3t

venstre side = 3et

Og lægge løsningerne sammen ?


Brugbart svar (0)

Svar #12
27. august 2014 af skyri (Slettet)

Ja som også forklaret i #3.

Altså løs først differentialligningen med u1(t)=e3t og dernæst med u2(t)=3et. Løsningen hørende til u(t) er så summen af de 2


Svar #13
27. august 2014 af lufthansa (Slettet)

Ja men jeg forstod ikke #3 til at starte med. Jeg troede jeg skulle differentiere noget pga u' og u.

Jeg troede ikke at jeg bare uden videre kunne erstatte det med de to ligninger fra #11

 


Brugbart svar (0)

Svar #14
27. august 2014 af hesch (Slettet)

#13:   Lt ( u(t) + u'(t) )  =

u(s) + s*u(s) =

( 1 + s ) * u(s)

Det er jo derfor, at der kommer til at stå  ( 1 + s )  i tælleren af overføringsfunktionen  H(s).

En vigtig pointe ved Laplacetransformation er jo, at man differentierer ved at gange med s, og man integrerer ved at dividere med s.


Brugbart svar (1)

Svar #15
27. august 2014 af skyri (Slettet)

Ja, det gik lige lidt stærkt i #12. Du skal ikke løse differentialligningerne med ventsresiderne e3t og 3et som skrevet i #11.

Du skal finde en partikulær løsning hørende til u1(t)=e3t. Det kan gøres som du gjorde før med overføringsfunktionen så y1(t)=H(3)e3t.

For at finde en partikulær løsning y2(t) hørende til u2(t)=3et, skal du finde en partikulær løsning til differentialligningen

       \small \frac{d^4y}{dt^4} - 16 = 3e^t + e^t

dvs.

       \small \frac{d^4y}{dt^4} - 16 = 4e^t

Det kan f.eks. gøres vha. gættemetoden.

En partiklær løsning hørende til u(t) er nu af supperpositionsprincippet y(t) = y1(t) + y2(t)


Svar #16
27. august 2014 af lufthansa (Slettet)

Ahh, så er jeg med. Alletiders, mange tak


Svar #17
28. august 2014 af lufthansa (Slettet)

#15 Ja, jeg er altså åbenbart ikke helt med alligevel. Hvor kommer et fra i y2(t) ligningen som skal løses ?

 


Brugbart svar (0)

Svar #18
28. august 2014 af peter lind

Der er også flere fejl i 15. Der skal stå 16y ikke 16   u(t) =  u'(t) = 3*et så der skal på højre side stå 3*et+3*et= 6*et
 


Svar #19
28. august 2014 af lufthansa (Slettet)

På højre side står der u' + u og u(t) = e3t + 3et

Er det det samme som u'(t) + u(t) <=> (e3t  + 3et)' + (e3t + 3et)

Jeg er slet ikke med :o)

 


Brugbart svar (0)

Svar #20
28. august 2014 af peter lind

Det er korrekt. I #15  og i #3 er der gjort opmærksomt på at du kunne løse den med de to højre side for sig. Da der kun er tale om et ikke e3t, troede jeg at det var det du regnede med


Forrige 1 2 Næste

Der er 28 svar til dette spørgsmål. Der vises 20 svar per side. Spørgsmålet kan besvares på den sidste side. Klik her for at gå til den sidste side.