Matematik

Laplacetransformation, partialbrøksopløsning

04. marts 2017 af Tupper01 - Niveau: Universitet/Videregående

Hej Studieportal.

Jeg sidder med følgende udtryk:

H(S)=(2s*10) / (s+1)(s^2+2s+5), som skal inverslaplacetransformeres.

Når jeg partialbrøksopløser, får jeg:

H(s)=2*(1/s+1)-(2s/(s^2+2s+5)).

Det første udtryk kan transformeres, men jeg er meget i tvivl om, hvordan jeg får omskrevet det sidste led til et udtryk, som kan laplacetransformeres, da rødderne i polynomiet er komplekse.

På forhånd tak


Brugbart svar (0)

Svar #1
04. marts 2017 af hesch (Slettet)

H(s), som du kalder et "udtryk", ligner umiskendeligt en "overføringsfunktion".

Uden at gå i dybden med din partialbrøksopløsning, forekommer den mig ikke at være korrekt.

Hvad angår leddet:  2s / ( s2 + 2s + 5 ) kan det skrives på formen:

2s / ( s2 + 2ξωns + ωn2 ) , hvor ωn er er egensvingningsfrekvensen, og ξ er dæmpningsfaktoren.

Sådanne "reguleringsfolk" plejer så at tilstræbe et ξ = 0,6 . . 0,7 ,  lidt efter smag og behag, og så er det det: Man gider ikke bruge tid på inverse Laplacetransformationer.

Men jeg er i besiddelse af Schaums: "Mathematical Handbook of Formulas and Tables", sikkert årgang 1974, hvoraf det fremgår at:

32.34:  L-1( 1 / ( ( s - b )2 + a2 ) = ( ebt sin at ) / a

og

32.35:  L-1( ( s - b ) / ( ( s - b )2 + a2 ) = ebt cos at

Ved hjælp af disse kan brikkerne pusles på plads.


Brugbart svar (0)

Svar #2
04. marts 2017 af hesch (Slettet)

#1: PS:

At to komplekst konjugerede rødder i en overføringsfunktions karakterligning, foranlediger en sin, cos svingning, kan du se her:

https://da.wikipedia.org/wiki/Eulers_formel


Svar #3
04. marts 2017 af Tupper01

Tusind tak for svar!

Jeg prøvede at finde en løsning vha. maple, og svaret er nemlig, som du beskriver i 32.32 og 32.35., men jeg er usikker på, hvordan jeg kommer fra (2s/(s^2+2s+5) til noget i stil med det, du beskriver.

Umiddelbart kan nævneren omskrives til (2s/((s+1)^2+2^2), hvilket tilnærmelsvist giver noget som i 32.32 og 32.35, men tælleren kan jeg ikke omskrive?

Ifht. 32.34 skriver min tabel dog:

    L^(-1)(a / ( ( s - b )^2 + a^2 ).

Tak.


Brugbart svar (1)

Svar #4
04. marts 2017 af hesch (Slettet)

  L^(-1)( a / ( ( s - b )^2 + a^2 ) = ebt sin( at )  :

Du har jo blot multipliceret med a på begge sider.

2s / ( s2 + 2s + 5 ) = 

           2 ( s - b ) / ( ( s - b )2 + a2 )           ( benyt 32.35 )

        + 2b / ( ( s - b )2 + a2 ) )                   ( benyt 32.34 )

Af  ( s2 + 2s + 5 )  ses ved inspektion at:

( s - b )2 + a2 = s2 - 2bs + b2 + a2

-2b = 2    →    b = -1

b2 + a2 = 5    →    a = 2


Svar #5
04. marts 2017 af Tupper01

Tusind tak for hjælpen, jeg arbejder med #4 (:


Skriv et svar til: Laplacetransformation, partialbrøksopløsning

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.