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3.1.1 正弦稳态响应

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

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 k * ,而我们对 β 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

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。 17kBsGlFKtJlBPuH19P04aCzHlWATETWKvSBseX7fbxsSof37PljzYepRxeOWg9L

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