Применение метода, упрощающего обратное преобразование Лапласа при исследовании динамики колебательных систем. Золотарев И.Д. - 32 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

63
Учитывая (10.1) и (10.5), перепишем (10.7) в форме
+=
ωω
π
ω
dejcSetf
tjct
)(
2
1
)(
. (10.8)
a) Видеосигнал )(tf и соответствующая ему
вспомогательная функция
)(
1
tf
б) сигнал )(tf в форме радиоскачка и соответствующая ему
вспомогательная функция
)(
1
tf
Рис. 10.1
Умножим правую и левую часть (10.7) на
ct
e . Это можно сделать,
так как множитель
ct
e не зависит от переменной интегрирования
ω
. Получим
+=
+
ωω
π
ω
dejcStf
tjc )(
)(
2
1
)(
. (10.9)
64
Умножая числитель и знаменатель выражения (10.9) на j и учиты-
вая, что
cons
t
c
=
, )(
ω
ω
jcddj
+
=
, перепишем (10.9) в форме
++=
+
)()(
2
1
)(
)(
ωω
π
ω
jcdejcS
j
tf
tjc
. (10.10)
Введем новую переменную интегрирования
ω
jcp
+
=
. Тогда для
пределов интеграла при
=
ω
,
+
=
jcp ;
=
ω
, = jcp и
выражение (10.10) примет вид
=
+
ω
ω
π
jc
jc
pt
dpepS
j
tf )(
2
1
)(
. (10.11)
Формула (10.11) совпадает с выражением (2.2), определяющим об-
ратное преобразование Лапласа. Таким образом, от ОПФ для вспо-
могательной функции
)(
1
tf переходим к ОПЛ для функции )(tf .
Остановимся на физическом толковании связи между обрат-
ным преобразованием Фурье и обратным преобразованием Лапла-
са.
Для этого обратимся к (10.7). Это соотношение представляет
ОПФ для вспомогательной функции
)(
1
tf , обладающей повышен-
ной сходимостью относительно исходной функции
)(tf (за счет
множителя
ct
e
).
Переходя от (10.7) к (10.9) путем умножения правой и левой
части на
ct
e , приходим к обратному преобразованию Фурье для
исходной функции
)(tf .
При этом амплитуды отдельных составляющих под знаком
интеграла будут равны:
ωω
π
ωω
π
ω
deSdejcSCd
ctct
)(
2
1
)(
2
1
)(
1
=+= . (10.12)
Таким образом, если при ППФ вводили вспомогательную
функцию
)(
1
tf , обладающую повышенной сходимостью, то те-
перь при ОПФ вводим расходимость для каждой элементарной
компоненты (рис. 10.2).
Учитывая (10.1) и (10.5), перепишем (10.7) в форме                          Умножая числитель и знаменатель выражения (10.9) на j и учиты-
                                                                            вая, что c = const, djω = d (c + jω ) , перепишем (10.9) в форме
                                 1 ∞              jω t
               f (t )e − ct =       ∫ S (c + jω )e dω .            (10.8)                              1 ∞                  ( c + jω )t
                                2π − ∞                                                     f (t ) =        ∫ S ( c + jω ) e             d ( c + jω ) .   (10.10)
                                                                                                      2πj − ∞
                                                                            Введем новую переменную интегрирования p = c + jω . Тогда для
                                                                            пределов интеграла при ω = ∞ , p = c + j∞ ; ω = −∞ , p = c − j∞ и
                                                                            выражение (10.10) примет вид
                                                                                                                       1 c + jω        pt
                                                                                                           f (t ) =          ∫ S ( p )e dp .             (10.11)
                                                                                                                      2πj c − jω
                                                                            Формула (10.11) совпадает с выражением (2.2), определяющим об-
                                                                            ратное преобразование Лапласа. Таким образом, от ОПФ для вспо-
            a) Видеосигнал f (t ) и соответствующая ему                     могательной функции f1(t ) переходим к ОПЛ для функции f (t ) .
                    вспомогательная функция f1 (t )                              Остановимся на физическом толковании связи между обрат-
                                                                            ным преобразованием Фурье и обратным преобразованием Лапла-
                                                                            са.
                                                                                 Для этого обратимся к (10.7). Это соотношение представляет
                                                                            ОПФ для вспомогательной функции f1(t ) , обладающей повышен-
                                                                            ной сходимостью относительно исходной функции f (t ) (за счет
                                                                            множителя e − ct ).
                                                                                 Переходя от (10.7) к (10.9) путем умножения правой и левой
                                                                            части на ect , приходим к обратному преобразованию Фурье для
                                                                            исходной функции f (t ) .
     б) сигнал f (t ) в форме радиоскачка и соответствующая ему
                    вспомогательная функция f1 (t )
                                                                                 При этом амплитуды отдельных составляющих под знаком
                                                                            интеграла будут равны:
                                      Рис. 10.1                                                         1                      1
                                                                                          dC (ω ) =       S (c + jω )ect dω =    S1 (ω )ect dω .         (10.12)
                                                                                                       2π                     2π
Умножим правую и левую часть (10.7) на ect . Это можно сделать,                  Таким образом, если при ППФ вводили вспомогательную
                                                                            функцию f1(t ) , обладающую повышенной сходимостью, то те-
так как множитель ect не зависит от переменной интегрирования
                                                                            перь при ОПФ вводим расходимость для каждой элементарной
ω . Получим
                                                                            компоненты (рис. 10.2).
                           1 ∞                 ( c + jω ) t
               f (t ) =       ∫ S ( c + jω ) e              dω .   (10.9)
                          2π − ∞




                                           63                                                                           64