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拉普拉斯变换公式

附录A 拉普拉斯变换及反变换
3. 用查表法进行拉氏反变换
用查表法进行拉氏反变换的关键在于将变换式进行部分分式展开,然后逐项查表进行反变换。

设)(s F 是s 的有理真分式
1110
111)()()(a s a s a s a b s b s b s b s A s B s F n n n n m m m m ++++++++=
=----ΛΛ (m n >) 式中系数n n a a a a ,,...,,110-,m m b b b b ,,,110-Λ都是实常数;n m ,是正整数。

按代数定理可将)(s F 展开为部分分式。

分以下两种情况讨论。


0)(=s A 无重根
这时,F(s)可展开为n 个简单的部分分式之和的形式。

∑=-=-++-++-+-=n
i i
i n n i i s s c s s c s s c s s c s s c s F 122
11)(ΛΛ (F-1)
式中,n s s s ,,,21Λ是特征方程A(s)=0的根。

i c 为待定常数,称为F(s)在i s 处的留数,可
按下式计算:
)()(lim s F s s c i s s i i
-=→ (F-2)

i
s
s i s A s B c ='=
)()
(
(F-3)
式中,)(s A '为)(s A 对s 的一阶导数。

根据拉氏变换的性质,从式(F-1)可求得原函数
[]⎥⎦⎤⎢⎣⎡-==∑=--n i i i s s c L s F L t f 11
1
)()(=t
s n i i i
e c -=∑1
(F-4)

0)(=s A 有重根
设0)(=s A 有r 重根1s ,F(s)可写为
())
()()()
(11n r r
s s s s s s s B s F ---=
+Λ =n
n i i r r r r r r s s c s s c s s c s s c s s c s s c -++-++-+-++-+-++--ΛΛΛ11
111111)()()(
式中,1s 为F(s)的r 重根,1+r s ,…, n s 为F(s)的n-r 个单根;
其中,1+r c ,…, n c 仍按式(F-2)或(F-3)计算,r c ,1-r c ,…, 1c 则按下式计算:
)()(lim 11
s F s s c r s s r -=→
)]()([lim
111
s F s s ds
d
c r s s r -=→- M
)()(lim !11)()
(1s F s s ds
d j c r j j s s j
r -=→- (F-5) M
)()(lim )!1(11)1()
1(11s F s s ds
d r c r r r s s --=--→
原函数)(t f 为 [])()(1
s F L
t f -=
⎥⎦⎤⎢⎣
⎡-++-++-+-++-+-=++---n n i i r r r r r r s s c s s c s s c s s c s s c s s c L ΛΛΛ11
111
1111)()()( t s n
r i i t s r r r r i
e c e c t c t r c t r c ∑+=---+⎥⎦
⎤⎢⎣⎡+++-+-=112211
1
)!2()!1(Λ (F-6)。

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