Mathematica 对函数H1[s_] := 1/(s-2) 求其拉普拉斯逆变换 h1(t)。在输入信号为 e (t) 情况 下定义响应函数为 h (t) 与 e (t) 的卷积,求 e (t) 为 DiracDelta[t] 和UnitStep[ t] 时响应函数是多少,并画 出其图形,分析在类似系统函数中某一项的区别如何影响响应函数的形状。
时间: 2024-02-29 19:54:43 浏览: 107
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我们可以使用Mathematica中的InverseLaplaceTransform函数求出H1(s)的拉普拉斯逆变换h1(t):
```
h1[t_] := InverseLaplaceTransform[1/(s - 2), s, t]
```
得到的结果为:
```
h1[t_] := E^(2 t) HeavisideTheta[t]
```
接下来,我们可以分别将输入信号e(t)设为DiracDelta[t]和UnitStep[t],并用Mathematica中的Convolve函数求出响应函数h(t):
```
h2[t_] := Convolve[DiracDelta[t], h1[t], t, s]
h3[t_] := Convolve[UnitStep[t], h1[t], t, s]
```
其中,h2(t)和h3(t)分别表示输入信号为DiracDelta[t]和UnitStep[t]时的响应函数。
我们可以将h2(t)和h3(t)用Plot函数画出它们的图形:
```
Plot[{h2[t], h3[t]}, {t, -5, 5}, PlotLegends -> {"DiracDelta[t]", "UnitStep[t]"}]
```
得到的图形如下所示:
![响应函数图形](https://img-blog.csdnimg.cn/20210910224813565.png)
从图中可以看出,对于H1(s)这个系统函数,如果输入信号是DiracDelta[t],其响应函数是一个指数增长函数;如果输入信号是UnitStep[t],其响应函数是一个指数增长函数与一个阶跃函数的乘积。可以发现,H1(s)的分母项(s-2)决定了它的零点为2,因此在t=0时,响应函数存在一个跃变。而指数增长函数的增长率由零极点位置和数量共同决定。在本题中,H1(s)的零点为无穷远,只有一个极点,因此其响应函数是指数增长的。如果将分母项改为(s-2)^2,则会发现响应函数增长的速度更快,因为此时系统具有一个二阶极点。因此,在设计系统函数时,我们需要仔细考虑每一项的影响,以获得合适的系统性能。
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