微分方程与传递函数

一、RC电路的微分方程与传递函数

根据电路关系可得:Ur=I*R+Uc,I=dUc/dt

\Rightarrow Ur=RC*dUc/dt+Uc  

在零初始条件下,对方程组两边同时做拉氏变换得

Ur(s)=R*C*S*Uc(s)+Uc(S)

其传递函数为:G(s)=Uc(s)/Ur(s)=1/(R*C*S+1)

令R*C=T,\Rightarrow G(s)=1/(T*S+1)

1/(T*S+1)是典型的惯性环节

二、LRC电路的微分方程与传递函数

根据电路关系可得:Ur=L*di/dt+I*R+Uc,I=dUc/dt

\Rightarrow Ur=LC*d^2Uc/dt^2+RC*dUc/dt+Uc

在零初始条件下,对方程组两边同时做拉氏变换得

Ur(s)=LC*S^2*Uc(s)+R*C*S*Uc(s)+Uc(S)

其传递函数为:G(s)=Uc(s)/Ur(s)=1/(LC*S^2+R*C*S+1)

三、典型运动系统微分方程与传递函数

如图所示,a点的位移为yi(t),质量块m的位移为y0(t),k为弹簧的弹性系数,f为质量块m运动时的摩擦系数。

m*d^2yo(t)/dt^2=k*(yi(t)-yo(t))-f*dyo(t)/dt

在零初始条件下,对方程组两边同时做拉氏变换得

k*Yi(s)=m*s^2Yo(s)+f*s*Yo(s)+k*Yo(s)

其传递函数为:G(s)=Yo(s)/Yi(s)=k/(m*S^2+f*S+k)

四、阻抗法求传递函数

1、电阻元件

U=i(t)*R

等式两边做拉氏变换得:U(s)=R*I(s)

可得电阻元件的阻抗为:Zr=R=U(s)/I(s)

2、电感元件

U(t)=L*di/dt

等式两边做拉氏变换得:U(s)=L*S*I(s)

可得电阻元件的阻抗为:ZL=L*S=U(s)/I(s)

3、电容元件

U(t)=∫i(t)dt/C

等式两边做拉氏变换得:U(s)=I(s)/CS 

可得电容元件的阻抗为:Zc=1/CS=U(s)/I(s)

4、阻抗的串并联

阻抗的串联:Z=z1+z2

阻抗的并联:1/Z=1/Z1+1/Z2

发布了20 篇原创文章 · 获赞 31 · 访问量 630

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/STM89C56/article/details/105603109