拉氏变换法:
拉氏变换法是一种数学积分变换,其核心是把时间函数f(t)与复变函数F(s)联系起来,把时域问题通过数学变换为复频域问题,把时域的高阶微分方程变换为频域的代数方程以便求解。应用拉氏变换进行电路分析称为电路的复频域分析法,又称运算法。
拉氏变换的定义:
注意:
典型函数的拉氏变换:
2、 拉普拉斯变换的基本性质
线性性质:
根据拉氏变换的线性性质,求函数与常数相乘及几个函数相加减的象函数时,可以先求各函数的象函数再进行相乘及加减计算。
微分性质:
积分性质:
延迟性质:
拉普拉斯的卷积定理:
3、拉普拉斯反变换的部分分式展开
用拉氏变换求解线性电路的时域响应时,需要把求得的响应的拉氏变换式反变换为时间函数。由象函数求原函数的方法:
4、运算电路
基尔霍夫定律的运算形式:
电路元件的运算形式:
RLC串联电路的运算形式:
电路的运算形式:
电压、电流用象函数形式;元件用运算阻抗或运算导纳表示;电容电压和电感电流初始值用附加电源表示。
5、应用拉普拉斯变换法分析线性电路
运算法的计算步骤:
由换路前的电路计算uc(0-) , iL(0-) ;
画运算电路模型,注意运算阻抗的表示和附加电源的作用;
应用前面各章介绍的各种计算方法求象函数;
反变换求原函数。
6、网络函数的定义
网络函数H(S)的定义:
线性线性时不变网络在单一电源激励下,其零状态响应的像函数与激励的像函数之比定义为该电路的网络函数H(s)。
注意:
由于激励E(s)可以是电压源或电流源,响应R(s)可以是电压或电流,故 s 域网络函数可以是驱动点阻抗(导纳),转移阻抗(导纳),电压转移函数或电流转移函数。
若E(s)=1,响应R(s)=H(s),即网络函数是该响应的像函数。网络函数的原函数是电路的冲激响应 h(t)。网络函数的应用:由网络函数求取任意激励的零状态响应
应用卷积定理求电路响应:
可以通过求网络函数H(s)与任意激励的象函数E(s)之积的拉氏反变换求得该网络在任何激励下的零状态响应 。
7、网络函数的极点和零点
极点和零点:
复平面(或s 平面):