拉普拉斯变换的终值定理(证明与举例)

在网络、暂态和系统的解中,有时我们可能对从时间f(t)中找出时间的整个函数不感兴趣拉普拉斯变换F(s),它对解是可用的。很有趣的是我们可以求出f(t)的第一个或最后一个值或者它的导数而不需要求出整个函数f(t)在这篇文章中,我们将对找出最终值和它的导数感兴趣。

举个例子:
如果F(s)已知,我们想知道F(∞)是什么,不知道函数F(t)它是拉普拉斯逆变换,在t→∞时刻。这可以通过拉普拉斯变换的性质来实现终值定理.最终值定理和初始值定理统称为极限定理。

拉普拉斯变换终值定理的定义

如果f(t)和f'(t)都是拉普拉斯变换,sF(s)在jw轴和右半平面上没有极点,则

拉普拉斯变换终值定理的证明
我们知道拉普拉斯变换的微分性质

请注意
这里的极限是0- - - - - -考虑t = 0时的脉冲
现在我们取s→0的极限。然后e-1,整个方程是这样的

指出,记住:

  • 为了应用FVT,我们需要确保f(t)和f'(t)是可转换的。
  • 我们需要确保最终值存在。在以下情况下不存在最终值

如果sF(s)在s平面的右侧有极点。(例3)
如果sF(s)在jw轴上有共轭极点。【例4】
如果sF(s)在原点上有极点。【例5】

  • 然后应用


拉普拉斯变换终值定理的例子
求出给定F(s)的最终值而不显式计算F(t)

回答


回答

请注意
看这里拉普拉斯逆变换在这种情况下很难。我们仍然可以通过定理求出最终值。

回答
请注意
在例1和例2中,我们也检查了条件,但它满足所有条件。所以我们克制自己不明确地表达。但是这里sF(s)在r。h。p上有一个极点因为分母有一个正根。
所以这里我们不能应用终值定理

回答
请注意
在这个例子中,sF(s)在jw轴上有极点。就是+2i和-2i。
所以这里我们不能应用终值定理

回答
请注意

在这个例子中,sF(s)在原点上有极点。
所以这里我们也不能应用最终值定理。
最后的技巧
只要检查sF(s)是否无界。如果是无界的,那么它就不适合终值定理最终的值就是无穷大。

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