Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Тема: Дифференциальные уравнения. Преобразования Лапласа.

    Практическое занятие 2

     

    Для решения задач анализа и синтеза САР применяются математические модели. Уравнения систем управления могут быть записаны в виде дифференциальных уравнений высоких порядков. Решение таких уравнений алгебраическими способами вызывают затруднения и требуют больших вычислительных мощностей. Поэтому для решения уравнений системы используют преобразования Лапласа (операционное исчисление).

     

    Задание: выполнить преобразование Лапласа следующих функций:

     

    Прямым преобразованием Лапласа функции действительного переменного называется функция комплексного переменного определяемая формулой

    . (1)

    В случае, если функция существует, то функция действительного переменного называется оригиналом, а функция комплексного переменного - ее изображением.

    Если функция является оригиналом, а - ее изображением, то в любой точке t, где оригинал непрерывен, имеет место формула

    , (2)

    где интегрирование производится по любой бесконечной прямой , лежащей в полуплоскости абсолютной сходимости интеграла (1).

    Равенство (2) определяет обратное преобразование Лапласа функции комплексного переменного . Результат обратного преобразования - функция действительного переменного .

    В Mathcad можно в символьном виде выполнить как прямое так и обратное преобразования Лапласа.

    1 способ: Чтобы выполнить прямое преобразование Лапласа, необходимо:

    1. Ввести выражение, которое нужно преобразовать.

    2. Щелкнуть мышью на переменной преобразования.

    3. В меню Symbolics выбрать строку Transform, а затем команду Laplace.

    Mathcad возвращает функцию переменной , которая определяется формулой (1). Отметим следующее. Результат преобразования, который возвращает Mathcad, является функцией аргумента . Если преобразуемое выражение уже содержит идентификатор , то Mathcad избегает неоднозначности, возвращая функцию переменной .

    2 способ: С помощью панели Символьных функций.

    Примеры:

    ,

    ,

     

    Чтобы выполнить обратное преобразование Лапласа, необходимо:

    Ввести выражение, которое нужно преобразовать.

    Щелкнуть мышью на переменной преобразования.

    В меню Symbolics выбрать строку Transform, а затем команду InvLaplace.

    Mathcad возвращает функцию аргумента , которая определяется формулой (2). Отметим следующее. Результат преобразования, который возвращает Mathcad, является функцией аргумента . Если преобразуемое выражение уже содержит идентификатор , то Mathcad избегает неоднозначности, возвращая функцию переменной .

    Пример. Выполнить обратное преобразование Лапласа функции

    ,

    где - аргумент функции комплексной переменной , , - действительные постоянные числа.

    Если выполнить все вышеуказанные действия, то в результате будем иметь:

    Исходная функция:

    Результат символьного обратного преобразования Лапласа:

    .

    Задание

    .

    .

     

    Пример. С помощью преобразования Лапласа решить дифференциальное уравнение

    при начальных условиях ,

    = 1 = 2.

    Решение. Найдем прежде всего с помощью Mathcad изображение по Лапласу правой части исходного дифференциального уравнения:

     

    ввод правой части уравнения

    результат преобразования по Лапласу правой части уравнения выполненного с помощью Mathcad .

    Изображения по Лапласу производных искомой функции с учетом заданных начальных условий будут:

    имеет изображение, равное ;

    имеет изображение, равное .

    Внимание! Изображения по Лапласу производных функции получены без использования Mathcad.

    Теперь можно ввести исходное дифференциальное уравнение в изображении по Лапласу

    .

    При вводе этого уравнения знак равенства вводится одновременным нажатием клавиш < Ctrl > и < = >. Аргумент функции следует опустить.

    С помощью Mathcad решим это уравнение относительно . Для этого выделим неизвестную переменную , щелкнув на ней указателем мыши. Затем следует воспользоваться меню Symbolics, выбрать строку Variable и команду Solve. В результате чего получаем

    К этому выражению применим обратное преобразование Лапласа так, как это было сделано в предыдущих примерах. Имеем

    .

    Мы получили решение задачи в изображении по Лапласу, которое имеет вид

    и ее решение во временной области

    .

     

    <== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
    II. Выполнение задания. Разработайте программу в которой значение х и у вводится с клавиатуры, а значение z выводится на экран | Защита селений Руси от набегов




    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.