用MATLAB对函数f(t)=sin(2t+30°)进行拉氏变换,并用拉式反变换进行验证
时间: 2023-07-15 15:11:44 浏览: 208
首先,我们需要将函数f(t)写成复指数形式:
f(t) = sin(2t + 30°) = Im[e^(j(2t+30°))]
然后,根据拉氏变换的定义,我们可以得到:
F(s) = L{f(t)} = ∫[0,∞) e^(-st) Im[e^(j(2t+30°))] dt
由于e^(j(2t+30°))是一个复指数函数,它可以表示为:
e^(j(2t+30°)) = cos(2t+30°) + j*sin(2t+30°)
因此,我们可以将f(t)重写为:
f(t) = Im[(cos(30°) + j*sin(30°))e^(j2t) + (sin(30°) + j*cos(30°))e^(j2t)*j]
f(t) = sin(30°)cos(2t) + cos(30°)sin(2t)
现在,我们可以将F(s)求出来:
F(s) = L{f(t)} = ∫[0,∞) e^(-st) (sin(30°)cos(2t) + cos(30°)sin(2t)) dt
F(s) = sin(30°)∫[0,∞) e^(-st) cos(2t) dt + cos(30°)∫[0,∞) e^(-st) sin(2t) dt
通过使用公式表,我们可以得到:
∫[0,∞) e^(-st) cos(2t) dt = s/(s^2 + 4)
∫[0,∞) e^(-st) sin(2t) dt = 2/(s^2 + 4)
因此,我们可以将F(s)写成:
F(s) = sin(30°)*s/(s^2 + 4) + cos(30°)*2/(s^2 + 4)
现在,我们需要将F(s)进行拉式反变换来验证结果。
使用部分分式分解,我们可以将F(s)写成:
F(s) = (sin(30°)/2)*(1/(s+2j) - 1/(s-2j)) + (cos(30°)/j)*(1/(s+2j) + 1/(s-2j))
然后,我们可以使用拉式反变换的表格来求出反变换:
L^-1{1/(s+a)} = e^(-at)
L^-1{1/(s-a)} = e^(at)
因此,我们可以得到:
f(t) = (sin(30°)/2)*(e^(-2jt) - e^(2jt)) + (cos(30°)/j)*(e^(-2jt) + e^(2jt))
f(t) = -j*sin(2t+30°)
因此,我们可以看到,我们得到的拉氏变换和拉式反变换结果都是正确的。
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