现在考虑一个正弦输入的例子,也就是说,考虑微分方程
其输入为
和初始条件
我们有
所以
通过假设初始条件为0变为
或
为了对 X ( s )进行部分分式展开,我们对其分母进行因式分解,得到
部分分式展开的结果是
接下来我们显式地计算 k 和 k * ,而我们对 β 和 β * 的显式值不感兴趣,可以得到
那么
其中
可以得到
因此
当e -1/2 t →0, t →∞时,可以得到
如果传递函数 G ( s )的极点具有负实部,并且对系统施加正弦输入 u ( t )= U 0 cos( ωt ),则正弦稳态输出 x ss ( t )仅仅是输入的幅值乘以| G (j ω )|,相位偏移量为∠ G (j ω )。第4章介绍了Simulink仿真工具,该章的例10要求仿真这个例子。
例1 不稳定系统
假设系统为
其中
与
则
X ( s )的部分分式展开得到 [1]
注意 G ( s )的极点在右半平面,时域响应相应为
在这个例子中, x ( t )没有正弦的稳态响应,因为e 1/2 t 不会消失,结果是 最终在±∞之间振荡。第4章的例11要求对这个例子进行仿真。